Muskelkontraktion: Steg-för-steg molekylär mekanism

Muskelkontraktion är en molekylär dans orkestrerad av kalcium, ATP och glidfilamentmekanismen. Här är sekvensen från nervsignal till kraftgenerering.

1. Actionspotential anländer till motorisk ändplatta → acetylkolin (ACh) frigörs → binder till nikotiniska receptorer på sarkolemman → depolarisation (ändplattpotential) → actionspotential sprids längs sarkolemman och ner i T-tubuli.
2. Ca²⁺ frigivning från sarkoplasmatisk retikulum (SR) via ryanodinreceptorer (RyR1), utlöst av spänningskänsliga dihydropyridinreceptorer (DHPR) i T-tubuli.
3. Ca²⁺ binder till troponin C på tunna (aktin) filamentet → konformationell förändring → tropomyosin skiftar bort från myosinbindningsplatserna på aktin.
4. Korsbryggscykling:
   1. Myosinhuvud (med ADP·Pi bundet) binder till exponerad aktinplats.
   2. Kraftslag: Pi-frigivning → myosinhuvud roterar, drar aktin mot sarcomerets centrum (ADP frigörs).
   3. ATP binder till myosinhuvud → lossning från aktin.
   4. ATP-hydrolys (av myosin ATPase) → återcockning av myosinhuvud till högenergitillstånd.
   5. Cyklen upprepas medan Ca²⁺ och ATP finns tillgängliga.
5. Avslappning: Ca²⁺ pumpas aktivt tillbaka in i SR av SERCA (Ca²⁺-ATPase) → troponin-tropomyosin blockerar bindningsplatser → korsbryggor lossnar (ATP krävs). Sarkomer förlängs via elastisk återfjäder och motstående muskelkontraktion.

Viktiga punkter

• ATP behövs för både kontraktion (myosin ATPase) och avslappning (SERCA, korsbryggslossning).
• Rigor mortis = ingen ATP → korsbryggor låsta.
• Summan av sarkomerförkortning över miljoner fibrer = makroskopisk muskelkontraktion.