Qual è la teoria del filamento scorrevole?
La teoria del filamento scorrevole è un modello usato per spiegare il meccanismo con cui si contraggono i muscoli. La contrazione del muscolo scheletrico, che è ciò che rende possibile il movimento, si verifica in tre modi. La contrazione muscolare concentrica comporta l'accorciamento delle fibre muscolari, come nella fase di sollevamento di un ricciolo del bicipite, mentre la contrazione muscolare eccentrica è resa possibile dall'allungamento delle fibre muscolari, come nella fase di abbassamento di un ricciolo del bicipite. La contrazione isometrica è un'altra possibilità, durante la quale il muscolo non cambia di lunghezza mentre sostiene una contrazione, come fermando il peso a metà strada attraverso un ricciolo del bicipite e tenendo il gomito a 90 gradi. La teoria del filamento scorrevole descrive il processo che apporta questi cambiamenti nella lunghezza muscolare e quindi la contrazione muscolare, possibile.
Due tipi di proteine trovate nelle cellule muscolari, actina e miosina, lavorano insieme per produrre questi controAzioni, come sono disposte in filamenti che scivolano l'uno accanto all'altro, dando il nome alla teoria del filamento scorrevole. All'interno di ciascuna cellula muscolare, le catene proteiche di actina formano filamenti passivi che funzionano in combinazione con filamenti spessi di miosina, una proteina motoria o di movimento che produce la forza della contrazione muscolare. Per fare ciò, i filamenti di miosina scivolano avanti e indietro lungo i filamenti di actina all'interno di un'unità all'interno della cellula muscolare chiamata Sarcomere. Ogni cellula muscolare può contenere centinaia di migliaia di sarcomeri, una struttura simile a una banda che si espande e si contrae come unità mentre i filamenti di actina e miosina scivolano l'uno accanto all'altro. Sono le bande di sarcomeri che danno ai muscoli il loro aspetto striato.
Sotto la teoria del filamento scorrevole, i filamenti di miosina sono alternati a filamenti di actina in linee orizzontali, proprio come le strisce rosse e bianche sulla bandiera americana. Le proteine della miosina scivolano lungo l'actina, rilasciando ioni di calcio che consentono alla testa di ciascuna proteina di miosina di binlonid a un sito sul filamento di actin. Una volta che la miosina si lega all'actina lungo questi siti, proprio come un equipaggio di rematori in una scull che tira contemporaneamente i loro remi, la miosina tira i due filamenti l'uno accanto all'altro, risultando in un accorciamento generale del sarcomere. Questo accorciamento collettivo è reso possibile dall'idrolisi dell'adenosina trifosfato (ATP), la principale fonte di energia del corpo per molte funzioni cellulari e provoca la contrazione della cellula muscolare.
Una volta che i filamenti di actina e miosina si legano e si verificano la "corsa", tirando i filamenti di actina verso il centro del sarcomere, le teste della miosina si staccano dall'actina e l'ATP viene ricaricato di nuovo in questi filamenti, causando nuovamente il prossimo colpo dei filamenti. Se non è necessaria alcuna contrazione muscolare e il muscolo è a riposo, una proteina chiamata tropomiosina si avvolge attorno ai filamenti di actina, bloccando i siti di legame e quindi impedendo alla miosina di legarsi all'actina in modo che non possa verificarsi alcuna contrazione muscolare. SLiding Filament Theory spiega anche come ha la citochinesi, o divisione cellulare, con il meccanismo di filamento scorrevole che fa pizzicare una cellula in due durante la mitosi.