Tvärstrimmiga muskler, även kallade skelettmuskler, drar ihop sig genom en komplex process där aktin- och myosinfilament – muskelfibrernas grundläggande byggstenar – samverkar med varandra. Kontraktionen utlöses av nervimpulser som gör att kalciumjoner frisätts från det sarkoplasmiska retikulet, muskelcellens interna kalciumlager. Här följer en tydlig genomgång av hur en tvärstrimmig muskel kontraherar, steg för steg:
En nervimpuls når muskelfibern, vilket leder till att signalsubstansen acetylkolin frisätts i synapsklyftan, alltså mellanrummet mellan nerv- och muskelcellen.
Acetylkolinet binder till specifika receptorer på muskelcellens membran, vilket genererar en aktionspotential.
Aktionspotentialen fortleder längs muskelcellens membran och vidare in i tvärrörsliknande instöpningar, så kallade T-tubuli, som finns på särskilda ställen längs cellen.
T-tubuli ligger tätt intill det sarkoplasmiska retikulet, som lagrar kalciumjoner.
Aktionspotentialen ger upphov till en formförändring i T-tubuli, vilket öppnar kalciumkanaler i det sarkoplasmiska retikulet.
Kalciumjoner strömmar sedan ut ur det sarkoplasmiska retikulet och in i sarkomeren, muskelfiberns kontraktila enhet.
Inuti sarkomeren binder kalciumjonerna till ett protein som kallas troponin, som ingår i troponin–tropomyosinkomplexet.
Denna bindning ändrar komplexets form och blottlägger en bindningsplats på aktinfilamentet.
Myosin, ett motorprotein, har två globulära huvuden som kan binda till och hydrolysera ATP (adenosintrifosfat), cellens energivaluta.
När kalcium är bundet till troponin kan myosinhuvudena fästa vid de blottlagda bindningsplatserna på aktinfilamentet.
Så snart myosinet bundits till aktinet undergår huvudena en formförändring som får dem att vridas och dra aktinfilamentet mot sarkomerens mitt.
Denna rörelse kallas kraftdrag (power stroke) och leder till att sarkomeren förkortas.
Kraftdraget leder till bildandet av tvärbryggor mellan myosinhuvudena och aktinfilamenten.
Så länge kalcium finns närvarande och ATP finns att tillgå fortsätter myosinhuvudena att binda till aktin, utföra kraftdrag och släppa aktinet, vilket får filamenten att glida förbi varandra.
Denna glidfilamentsmekanism förkortar sarkomeren och alstrar själva muskelkontraktionen.
När nervimpulsen upphör sjunker kalciumnivån i sarkoplasman och kalciumjonerna pumpas aktivt tillbaka in i det sarkoplasmiska retikulet.
Utan kalcium bundet till troponin återgår troponin–tropomyosinkomplexet till sitt ursprungliga läge och blockerar återigen myosinets bindningsplatser på aktinet.
Myosinhuvudena lossnar från aktinet och sarkomeren slappnar av.
Genom att upprepa denna process kan tvärstrimmiga muskler växla mellan kontraktion och avslappning, vilket möjliggör kontrollerade rörelser och allt från finmotorik till intensiv fysisk aktivitet.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online