Hur rör sig benen i det mänskliga skelettet? Skelettets muskler drar ihop sig och slappnar av för att mekaniskt förflytta kroppen. Meddelanden från nervsystemet orsakar dessa muskelsammandragningar. Hela processen kallas muskelkontraktionens mekanism och kan sammanfattas i tre steg:
(1) Ett meddelande går från nervsystemet till muskelsystemet och utlöser kemiska reaktioner.
(2) De kemiska reaktionerna leder till att muskelfibrerna omorganiserar sig på ett sätt som förkortar muskeln – det är kontraktionen.
(3) När signalen från nervsystemet inte längre finns kvar, vänds den kemiska processen om och muskelfibrerna omorganiserar sig igen och muskeln slappnar av.
Låt oss titta lite närmare på stegen i mekanismen för muskelsammandragning.
En muskelsammandragning utlöses när en aktionspotential färdas längs nerverna till musklerna
Muskelkontraktionen börjar när nervsystemet genererar en signal. Signalen, en impuls som kallas aktionspotential, färdas genom en typ av nervcell som kallas motorneuron. Den neuromuskulära korsningen är namnet på den plats där motorneuronen når en muskelcell. Skelettmuskelvävnad består av celler som kallas muskelfibrer. När nervsystemets signal når den neuromuskulära korsningen frigörs ett kemiskt meddelande av motorneuronen. Det kemiska meddelandet, en signalsubstans som kallas acetylkolin, binder till receptorer på utsidan av muskelfibrerna. Det startar en kemisk reaktion i muskeln.
Acetylkolin frisätts och binder till receptorer på muskelmembranet
En molekylär process i flera steg i muskelfibern börjar när acetylkolin binder till receptorer på muskelfibermembranet. Proteinerna inuti muskelfibrerna är organiserade i långa kedjor som kan interagera med varandra och omorganiseras för att förkorta och slappna av. När acetylkolin når receptorer på muskelfibrernas membran öppnas membrankanaler och den process som drar ihop en avslappnad muskelfibers börjar:
- Öppna kanaler tillåter ett inflöde av natriumjoner i muskelfibrernas cytoplasma.
- Natriuminflödet sänder också ett budskap inom muskelfibrerna som utlöser frigörandet av lagrade kalciumjoner.
- Kalciumjonerna diffunderar in i muskelfibrerna.
- Relationen mellan proteinkedjorna i muskelcellerna förändras, vilket leder till sammandragningen.
Muskelfibrerna slappnar av när signalen från nervsystemet inte längre finns kvar
När stimuleringen av det motoriska nervcellsneuron som ger impulsen till muskelfibrerna upphör, stoppas den kemiska reaktion som orsakar omarrangemanget av muskelfibrernas proteiner. Därmed vänds de kemiska processerna i muskelfibrerna och muskeln slappnar av.