Jaká je role potenciálu ve svalech?

Když jsou svalové buňky stimulovány, stahují se a vyvíjejí sílu v jednom směru. Stimulace svalových buněk je způsobena nervovými impulsy přenášenými z centrálního nervového systému do svalů. Když nervový impuls dosáhne konce neuronu, způsobí přenos akčního potenciálu ve svalech, což vede ke kontrakci.

V těle jsou tři typy svalových buněk, které jsou srdeční, hladké a kosterní. Srdeční sval se nachází pouze v srdci a má svou vlastní vnitřní metodu pro kontrakci, i když nervy mohou stimulovat, aby se podle potřeby urychlil nebo zpomalil. Hladký sval se nachází ve vrstvách obklopujících orgány a je stimulován autonomním nebo nedobrovolným nervovým systémem. Kosterní sval je tvořen vlákny a způsobuje pohyb. Akční potenciál ve svalech kostry je nesen somatickým nebo dobrovolným nervovým systémem.

Svalové buňky se nebudou stahovat samy o sobě, ale musí být nejprve stimulovány nervovým impulsem. Axony neuronů se setkávají se svalovými buňkami v nervosvalové křižovatce. Aby bylo zajištěno, že svalová kontrakce je současná a rychlá, je ve svalu nalezeno mnoho neuromuskulárních spojení. Všechny tyto neurony vysílají impulsy současně k iniciaci akčního potenciálu ve svalech. Mít mnoho neuromuskulárních spojení pro každý sval umožňuje tělu kontrolovat sílu kontrakce změnou počtu jednotek, které vysílají impuls do svalu.

Když akční potenciál dosáhne koncového konce axonu v neuromuskulárním spojení, vezikuly fúzují s buněčnou membránou, aby umožnily uvolnění neurotransmiteru - acetylcholinu. Neurotransmiter se šíří mezerou mezi neuronem a svalovou buňkou, dokud nedosáhne sarkolemmy, což je membrána obklopující svalovou buňku. Acetylcholin způsobuje změnu propustnosti sarkolemu, takže ionty sodíku mohou vstoupit a opustit membránu. Tato změna iontů depolarizuje membránu a způsobuje akční potenciál ve svalech.

Když je sval v klidu, tropomyosin blokuje vazebná místa pro myosin nalezená na aktinových filamentech. Během kontrakce se myosin váže na aktin a provádí určitý druh veslování podél aktinových vláken. To způsobí kontrakci svalu. Aby k tomu mohlo dojít, musí být myosin schopen vázat se na aktin, takže se musí pohybovat tropomyosin.

Depolarizace způsobená nervovým impulsem se šíří přes sarkolemma a T systém - systém trubek připojených k sarkoplazmatickému retikulu. Jak T-systém, tak sarkoplazmatické retikulum obsahují ionty vápníku, které se uvolňují, když ve svalech existuje akční potenciál. Vápníkové ionty difundují skrz svalovou buňku a připojují se k proteinu zvanému troponin, který je připojen k vláknům tropomyosinu na aktinových vláknech. Troponin se mění, když se k němu váží vápníkové ionty, které pohybují vlákny tropomyosinu a uvolňují vazebná místa pro myosin podél aktinových vláken. Myosin může nyní přijít do kontaktu s aktinem a způsobit svalovou kontrakci.