Jak poruszają się kości ludzkiego szkieletu? Mięśnie szkieletowe kurczą się i rozluźniają, aby mechanicznie poruszać ciałem. Komunikaty z układu nerwowego powodują te skurcze mięśni. Cały proces nazywany jest mechanizmem skurczu mięśni i można go podsumować w trzech krokach:
(1) Wiadomość wędruje z układu nerwowego do układu mięśniowego, wywołując reakcje chemiczne.
(2) Reakcje chemiczne prowadzą do reorganizacji włókien mięśniowych w sposób, który skraca mięsień – to jest skurcz.
(3) Kiedy sygnał układu nerwowego nie jest już obecny, proces chemiczny odwraca się, a włókna mięśniowe ponownie się reorganizują i mięsień się rozluźnia.
Przyjrzyjrzyjmy się nieco bliżej etapom mechanizmu skurczu mięśnia.
Skurcz mięśnia jest wyzwalany, kiedy potencjał czynnościowy przemieszcza się wzdłuż nerwów do mięśni
Skurcz mięśnia rozpoczyna się, kiedy układ nerwowy generuje sygnał. Sygnał ten, impuls zwany potencjałem czynnościowym, wędruje przez rodzaj komórki nerwowej zwanej neuronem ruchowym. Złącze nerwowo-mięśniowe to nazwa miejsca, w którym neuron ruchowy dociera do komórki mięśniowej. Tkanka mięśni szkieletowych składa się z komórek zwanych włóknami mięśniowymi. Kiedy sygnał z układu nerwowego dociera do złącza nerwowo-mięśniowego, neuron ruchowy uwalnia wiadomość chemiczną. Ta wiadomość chemiczna, neuroprzekaźnik zwany acetylocholiną, wiąże się z receptorami na zewnętrznej stronie włókna mięśniowego. To rozpoczyna reakcję chemiczną w obrębie muscle.
Acetylcholine Is Released and Binds to Receptors on the Muscle Membrane
Wielostopniowy proces molekularny w obrębie włókna mięśniowego rozpoczyna się, gdy acetylocholina wiąże się z receptorami na błonie włókna mięśniowego. Białka wewnątrz włókien mięśniowych są zorganizowane w długie łańcuchy, które mogą wchodzić w interakcje ze sobą, reorganizując się, aby skrócić i zrelaksować. Kiedy acetylocholina dociera do receptorów na błonach włókien mięśniowych, kanały błonowe otwierają się i rozpoczyna się proces, który powoduje skurcze rozluźnionych włókien mięśniowych:
- Otwarte kanały umożliwiają napływ jonów sodu do cytoplazmy włókna mięśniowego.
- Przepływ sodu wysyła również wiadomość w obrębie włókna mięśniowego, aby uruchomić uwalnianie zmagazynowanych jonów wapnia.
- Jony wapnia dyfundują do włókna mięśniowego.
- Zmienia się relacja między łańcuchami białek w obrębie komórek mięśniowych, co prowadzi do skurczu.
Włókna mięśniowe rozluźniają się, gdy sygnał z układu nerwowego nie jest już obecny
Gdy stymulacja neuronu ruchowego dostarczającego impuls do włókien mięśniowych ustaje, reakcja chemiczna powodująca rearanżację białek włókien mięśniowych zostaje zatrzymana. Powoduje to odwrócenie procesów chemicznych zachodzących we włóknach mięśniowych i mięsień rozluźnia się.
.