Hogyan mozognak az emberi csontváz csontjai? A vázizmok összehúzódnak és elernyednek, hogy mechanikusan mozgassák a testet. Az idegrendszer üzenetei okozzák ezeket az izomösszehúzódásokat. Az egész folyamatot izomösszehúzódás mechanizmusának nevezzük, és három lépésben foglalható össze:
(1) Az idegrendszerből üzenet jut el az izomrendszerbe, amely kémiai reakciókat indít el.
(2) A kémiai reakciók hatására az izomrostok úgy rendeződnek át, hogy az izom megrövidül – ez az összehúzódás.
(3) Amikor az idegrendszeri jel már nincs jelen, a kémiai folyamat megfordul, és az izomrostok ismét átrendeződnek, az izom pedig ellazul.
Nézzük meg egy kicsit közelebbről az izomösszehúzódás mechanizmusának lépéseit.
Az izomösszehúzódás akkor indul be, amikor egy akciós potenciál halad az idegeken keresztül az izmokhoz
Az izomösszehúzódás akkor kezdődik, amikor az idegrendszer jelet generál. A jel, egy akciós potenciálnak nevezett impulzus, a motoros neuron nevű idegsejttípuson keresztül halad. A neuromuszkuláris csomópontnak nevezik azt a helyet, ahol a motoros neuron eléri az izomsejtet. A vázizomszövet izomrostoknak nevezett sejtekből áll. Amikor az idegrendszeri jel eléri a neuromuszkuláris csomópontot, a motoros neuron kémiai üzenetet bocsát ki. A kémiai üzenet, egy acetilkolin nevű neurotranszmitter, az izomrost külső oldalán lévő receptorokhoz kötődik. Ez egy kémiai reakciót indít el az izomban.
Az acetilkolin felszabadul és receptorokhoz kötődik az izommembránon
Az izomroston belül többlépcsős molekuláris folyamat kezdődik, amikor az acetilkolin az izomrost membránján lévő receptorokhoz kötődik. Az izomrostok belsejében lévő fehérjék hosszú láncokba szerveződnek, amelyek kölcsönhatásba léphetnek egymással, átrendeződnek, hogy megrövidüljenek és ellazuljanak. Amikor az acetilkolin eléri az izomrostok membránján lévő receptorokat, a membráncsatornák megnyílnak, és megkezdődik az a folyamat, amely összehúzza az ellazult izomrostot:
- A megnyitott csatornák lehetővé teszik a nátriumionok beáramlását az izomrost citoplazmájába.
- A nátrium beáramlása egyben üzenetet küld az izomroston belül, hogy elindítja a tárolt kalciumionok felszabadulását.
- A kalciumionok az izomrostba diffundálnak.
- Az izomsejtekben lévő fehérjeláncok közötti kapcsolat megváltozik, ami összehúzódáshoz vezet.
Az izomrostok ellazulnak, amikor az idegrendszeri jel már nincs jelen
Amikor az izomrostok számára impulzust adó motoros neuron ingerlése megszűnik, az izomrostok fehérjéinek átrendeződését okozó kémiai reakció is leáll. Ez megfordítja az izomrostokban zajló kémiai folyamatokat, és az izom ellazul
.