Inom muskelfysiologin syftar kontraktion på den process genom vilken muskler genererar kraft och drar ihop sig eller spänns. När en muskel kontraherar drar den i sina fästpunkter, vilket kan orsaka rörelse i en led.
Den grundläggande mekanismen bakom muskelkontraktion beskrivs av den så kallade glidfilamentteorin. Här är en översikt över processen steg för steg:
Muskler består av långa, parallella buntar av proteinfilament som kallas aktin och myosin. Aktinfilamenten är tunna och innehåller proteinet aktin, medan myosinfilamenten är tjockare och innehåller proteinet myosin.
Muskler är uppdelade i ett stort antal motoriska enheter, som var och en består av en motorneuron och de muskelfibrer den innerverar. När en motorneuron tar emot en signal från nervsystemet frisätts neurotransmittorer som binder till receptorer på muskelfibrerna.
Bindningen av neurotransmittorer utlöser frisättningen av kalciumjoner (Ca2+) från det sarkoplasmatiska retiklet – den kalciumlagrande organellen inuti muskelcellerna.
Kalciumjonerna binder till ett protein som kallas troponin, som finns på aktinfilamenten. Denna bindning inducerar en konformationsförändring i troponinet, vilket flyttar bort ett blockerande molekylprotein vid namn tropomyosin från bindningsställena på aktinfilamenten.
De exponerade bindningsställena på aktinfilamenten kan nu interagera med huvudena på myosinmolekylerna. Varje myosinhuvud har en globulär struktur som innehåller en adenosintrifosfatmolekyl (ATP), vilken fungerar som energikälla.
När myosinhuvudena binder till aktinfilamenten utlöses hydrolysen av ATP till adenosindifosfat (ADP) och oorganiskt fosfat (Pi). Denna hydrolys ger den energi som krävs för muskelkontraktionen.
Efter ATP-hydrolysen sker en konformationsförändring i myosinhuvudet, vilket gör att det vrider sig och drar aktinfilamentet mot sarkomerens mitt – den upprepande enheten i ett muskelfiber. Denna dragkraft, som kallas kraftdraget, leder till att muskelfibern förkortas och att kraft genereras.
När aktionspotentialen har upphört pumpas kalciumjonerna aktivt tillbaka in i det sarkoplasmatiska retiklet och lossnar från troponinet. Detta leder till att tropomyosinet återbinder till aktinfilamenten, blockera myosinets bindningsställen och får muskeln att slappna av.
Genom att kontinuerligt upprepa denna cykel av kontraktion och avslappning kan muskler skapa rörelse, bibehålla kroppshållning och utföra olika kropps funktioner som kräver kraftutveckling. Samordningen av flera motoriska enheter inom en muskel tillsammans med impulser från nervsystemet möjliggör en precis kontroll och reglering av muskelkontraktionerna.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online