Mi történik, ha egy izom összehúzódik?

Az izomösszehúzódás az a folyamat, amelynek során az izomsejtek rövidülnek, erőt és mozgást generálva. Ez egy komplex eseménysorozatot foglal magában, amely molekuláris és sejtszinten történik. Íme egy általános áttekintés arról, hogy mi történik, amikor egy izom összehúzódik:

1. Cselekvési lehetőség:

- Amikor egy izom jelet kap az idegrendszertől, elektromos impulzus, úgynevezett akciós potenciál keletkezik.

- Az akciós potenciál az izomrost felszíni membránja mentén halad, depolarizálódik.

2. Kalcium felszabadulás:

- Az izomrost membránjának depolarizációja beindítja a kalciumionok (Ca2+) felszabadulását a szarkoplazmatikus retikulumból (SR), amely az izomsejt belső kalciumraktára.

3. Kalcium-troponin kölcsönhatás:

- A kalciumionok a troponinhoz kötődnek, egy szabályozó fehérjéhez, amely az izomrost vékony filamentumain (aktin filamentumain) található.

4. Miozin-aktin kölcsönhatás:

- A kalcium troponinhoz való kötődése olyan konformációs változást okoz, amely feltárja az aktin kötőhelyét a miozin, egy motorfehérje fejében.

- A miozinfejek az aktin szabaddá vált kötőhelyéhez kötődnek, kereszthidakat képezve a vastag filamentumok (miozinszálak) és a vékony filamentumok között.

5. Power Stroke:

- A miozinfejek konformációs változáson mennek keresztül, ami erőt generál a vékony filamentumok a szarkomér (az izomrost ismétlődő egysége) közepe felé húzásával.

- A vékony szálak elcsúszása a vastag szálak mellett izomösszehúzódást okoz.

6. ATP hidrolízis:

- Az erőlökethez szükséges energia az adenozin-trifoszfát (ATP) miozin általi hidrolíziséből származik.

- Minden miozinfej tartalmaz egy ATP-áz enzimet, amely az ATP-t adenozin-difoszfátra (ADP) és szervetlen foszfátra (Pi) bontja, energiát szabadítva fel.

7. Izomlazítás:

- Amikor az elektromos inger véget ér, a kalciumionokat kalciumszivattyúk pumpálják vissza az SR-be.

- A kalciumszint csökkenésével a troponin-tropomiozin komplex visszaáll eredeti helyzetébe, blokkolva az aktin kötőhelyét.

- A miozin fejek leválanak az aktinról, és az izomrostok ellazulnak.

Az izomrostok összehangolt összehúzódása és ellazulása lehetővé teszi a mozgást, beleértve a vázizom összehúzódásokat az akaratlagos mozgásokhoz, a szívizom összehúzódásokat a szívműködéshez és a simaizom összehúzódásokat az akaratlan mozgásokhoz, például az emésztéshez és a vérerek szabályozásához.