Jak se pohybují kosti lidské kostry? Kosterní svaly se stahují a uvolňují, aby mechanicky rozpohybovaly tělo. Tyto svalové kontrakce vyvolávají zprávy z nervové soustavy. Celý proces se nazývá mechanismus svalové kontrakce a lze jej shrnout do tří kroků:
(1) Z nervového systému putuje do svalového systému zpráva, která vyvolá chemické reakce.
(2) Chemické reakce vedou k tomu, že se svalová vlákna přeorganizují způsobem, který sval zkrátí – to je kontrakce.
(3) Když signál nervového systému již není přítomen, chemický proces se obrátí a svalová vlákna se opět uspořádají a sval se uvolní.
Podívejme se na jednotlivé kroky mechanismu svalové kontrakce trochu podrobněji.
Svalová kontrakce je spuštěna, když akční potenciál putuje po nervech ke svalům
Svalová kontrakce začíná, když nervový systém generuje signál. Tento signál, impuls nazývaný akční potenciál, prochází typem nervové buňky nazývané motorický neuron. Neuromuskulární spojení je název místa, kde se motorický neuron dostává do svalové buňky. Tkáň kosterního svalu se skládá z buněk zvaných svalová vlákna. Když signál nervového systému dosáhne nervosvalového spojení, uvolní se z motorického neuronu chemická zpráva. Chemická zpráva, neurotransmiter zvaný acetylcholin, se váže na receptory na vnější straně svalového vlákna. Tím se spustí chemická reakce uvnitř svalu.
Uvolní se acetylcholin a naváže se na receptory na membráně svalu
V okamžiku, kdy se acetylcholin naváže na receptory na membráně svalového vlákna, začíná několikastupňový molekulární proces uvnitř svalového vlákna. Bílkoviny uvnitř svalových vláken jsou uspořádány do dlouhých řetězců, které mohou vzájemně interagovat, reorganizovat se a zkracovat se a relaxovat. Když acetylcholin dosáhne receptorů na membránách svalových vláken, otevřou se membránové kanály a začne proces, který smršťuje uvolněná svalová vlákna:
- Otevřené kanály umožňují příliv sodíkových iontů do cytoplazmy svalového vlákna.
- Příliv sodíku také vyšle zprávu uvnitř svalového vlákna, která spustí uvolňování uložených vápenatých iontů.
- Vápnaté ionty difundují do svalového vlákna.
- Změní se vztah mezi řetězci bílkovin uvnitř svalových buněk, což vede ke kontrakci.
Svalová vlákna se uvolní, když signál z nervového systému již není přítomen
Když přestane stimulace motorického neuronu poskytujícího impuls svalovým vláknům, zastaví se chemická reakce, která způsobuje přeskupení bílkovin svalových vláken. Tím se chemické procesy ve svalových vláknech obrátí a sval se uvolní
.