Hogyan húzódik össze a harántcsíkolt izom?

A harántcsíkolt izom, más néven vázizom, összetett folyamaton keresztül húzódik össze, amelyben az aktin és a miozin filamentumok, az izomrostok alapvető építőkövei kölcsönhatásba lépnek. Az összehúzódási folyamatot idegimpulzusok váltják ki, amelyek kalciumionok felszabadulását idézik elő a szarkoplazmatikus retikulumból, az izomsejt belső kalciumraktárából. Íme lépésről lépésre a harántcsíkolt izom összehúzódásának módja:

1. Idegimpulzus:

- Egy idegimpulzus eléri az izomrostot, ami acetilkolin, egy neurotranszmitter felszabadulását idézi elő a szinaptikus hasadékba (az ideg- és izomsejtek közötti résbe).

- Az acetilkolin az izomsejtmembrán specifikus receptoraihoz kötődik, ami akciós potenciál kialakulásához vezet.

2. Cselekvési lehetőség:

- Az akciós potenciál az izomsejt membránja mentén halad, és a membrán behatolását okozza bizonyos helyeken, amelyeket keresztirányú tubulusoknak (T-tubulusoknak) neveznek.

3. Kalcium felszabadulás:

- A T-tubulusok szorosan kapcsolódnak a kalciumionokat tároló szarkoplazmatikus retikulumhoz.

- Az akciós potenciál konformációs változást okoz a T-tubulusokban, ami kalciumcsatornák megnyílásához vezet a szarkoplazmatikus retikulumon.

- A kalciumionok kiáradnak a szarkoplazmatikus retikulumból a szarkomerbe (az izomrost összehúzó egysége).

4. Kalcium kötődés a troponinhoz:

- A szarkomer belsejében a kalciumionok a troponin nevű fehérjéhez kötődnek, amely a troponin-tropomiozin komplex része.

- Ez a kötődés konformációs változást okoz a troponin-tropomiozin komplexben, feltárva egy kötőhelyet az aktin filamentumban.

5. Miozin fej kötődése aktinhoz:

- A miozinnak, egy motoros fehérjének két gömbfeje van, amelyek képesek megkötni és hidrolizálni az ATP-t (adenozin-trifoszfátot), a sejt energiapénzét.

- Mivel a kalcium troponinhoz kötődik, a miozinfejek most kötődhetnek az aktin filamentum szabad kötőhelyeihez.

6. Power Stroke:

- Miután az aktinhoz kötődnek, a miozinfejek konformációs változáson mennek keresztül, aminek következtében elfordulnak, és az aktinszálat a szarkomer közepe felé húzzák.

- Ezt a mozgást erőlöketnek nevezik, és a szarkomér lerövidülését eredményezi.

7. Kereszthídképző és csúszószálas mechanizmus:

- Az erőlökés kereszthidak kialakulásához vezet a miozin fejek és az aktin filamentumok között.

- Amíg a kalcium és az ATP rendelkezésre áll, a miozinfejek továbbra is kötődnek az aktinhoz, erőlöketen mennek keresztül, és aktint szabadítanak fel, aminek következtében a filamentumok egymás mellett elcsúsznak.

- Ez a csúszószálas mechanizmus lerövidíti a szarkomert és izomösszehúzódást generál.

8. Lazítás:

- Amikor az idegimpulzus megszűnik és a kalciumszint csökken a szarkoperében, a kalciumionok aktívan visszapumpálódnak a szarkoplazmatikus retikulumba.

- A troponinhoz kötődő kalcium nélkül a troponin-tropomiozin komplex visszatér eredeti konformációjába, blokkolva az aktin miozinkötő helyeit.

- A miozin fejek leválnak az aktinról, és a szarkomer ellazul.

Ennek a folyamatnak a megismétlésével a harántcsíkolt izmok összehúzódhatnak és ellazulhatnak, lehetővé téve az irányított mozgást és különféle fizikai tevékenységeket.