Mit jelent az összehúzódás az izomban?

Az izomfiziológiában az összehúzódás azt a folyamatot jelenti, amelynek során az izmok erőt generálnak, és megrövidülnek vagy megfeszülnek. Amikor egy izom összehúzódik, meghúzza a rögzítési pontjait, ami mozgást okozhat az ízületben.

Az izomösszehúzódás alapvető mechanizmusa a csúszó filamentum elmélete. Íme a folyamat áttekintése:

Aktin és miozin filamentumok:Az izmok hosszú, párhuzamos fehérjeszálakból állnak, amelyeket aktinnak és miozinnak neveznek. Az aktin filamentumok vékonyak és egy aktin nevű fehérjét tartalmaznak, míg a miozin filamentumok vastagabbak és egy miozin nevű fehérjét tartalmaznak.

Motoros egységek:Az izmokat számos motoros egységre osztják, amelyek mindegyike egy motoros neuronból és az általa beidegzett izomrostokból áll. Amikor egy motoros neuron jelet kap az idegrendszertől, neurotranszmittereket szabadít fel, amelyek az izomrostok receptoraihoz kötődnek.

Kalcium felszabadulás:A neurotranszmitterek megkötése kiváltja a kalciumionok (Ca2+) felszabadulását a szarkoplazmatikus retikulumból, amely az izomsejtek kalciumtároló szerve.

Kalcium kötődés a troponinhoz:A kalciumionok egy troponin nevű fehérjéhez kötődnek, amely az aktin filamentumain található. Ez a kötődés konformációs változást indukál a troponinban, ami eltávolítja a tropomiozin nevű blokkoló molekulát az aktin filamentumok kötőhelyeiről.

Miozin fej kötés:Az aktin filamentumokban található kötőhelyek immár kölcsönhatásba léphetnek a miozin molekulák fejeivel. Mindegyik miozinfejnek van egy gömb alakú szerkezete, amely egy adenozin-trifoszfát (ATP) molekulát tartalmaz, amely energiaforrásként szolgál.

ATP hidrolízis:A miozin fejeknek az aktin filamentumokhoz való kötődése kiváltja az ATP hidrolízisét adenozin-difoszfáttá (ADP) és szervetlen foszfáttá (Pi). Ez a hidrolízis esemény biztosítja az izomösszehúzódáshoz szükséges energiát.

Power Stroke:Az ATP hidrolízise után konformációs változás következik be a miozinfejben, ami elfordul, és az aktinszálat a szarkomér (az izomrost ismétlődő egysége) közepe felé húzza. Ez a húzóművelet, amelyet erőlökésnek neveznek, az izomrostok lerövidülését és erőképzést eredményez.

Relaxáció:Ha az akciós potenciál véget ért, a kalciumionok aktívan visszapumpálódnak a szarkoplazmatikus retikulumba, és leválik a troponinról. Ez a tropomiozin újrakötődéséhez vezet az aktin filamentumokhoz, ami blokkolja a miozin kötőhelyeket és az izom ellazulását okozza.

Az összehúzódás és ellazulás ezen ciklusának folyamatos ismétlésével az izmok mozgást generálhatnak, megtarthatják a testtartást, és különféle testi funkciókat hajthatnak végre, amelyek erőtermelést igényelnek. Az izomban több motoros egység koordinációja és az idegrendszer bemenete lehetővé teszi az izomösszehúzódások pontos szabályozását és szabályozását.