Hva er handlingspotensialet i muskler?

Når muskelceller stimuleres, trekker de seg sammen og utøver en kraft i en retning. Stimulering av muskelceller er forårsaket av nerveimpulser ført fra sentralnervesystemet til musklene. Når nerveimpulsen når slutten av nevronet, forårsaker det en overføring av handlingspotensialet i muskler, noe som fører til en sammentrekning.

Det er tre typer muskelceller i kroppen, som er hjerte, glatt og skjelett. Hjertemuskulatur finnes bare i hjertet og har en egen egenmetode for å trekke seg sammen, selv om nerver kan stimulere den til å øke hastigheten eller bremse etter behov. Glatt muskel finnes i lag som omgir organene, og den stimuleres av det autonome, eller ufrivillige nervesystemet. Skjelettmuskel består av fibre og forårsaker bevegelse. Handlingspotensialet i muskler i skjelettet bæres av det somatiske, eller frivillige, nervesystemet.

Muskelceller vil ikke trekke seg sammen, men må stimuleres først av en nerveimpuls. Axonene til nevroner møter muskelceller i det nevromuskulære krysset. For å sikre at muskelsammentrekning er samtidig og rask, er det mange nevromuskulære veikryss over en muskel. Alle disse nevronene sender impulser samtidig for å sette i gang et handlingspotensial i muskler. Å ha mange nevromuskulære veikryss for hver muskel gjør at kroppen kan kontrollere kraften i sammentrekningen ved å variere antall enheter som sender impulsen til muskelen.

Når handlingspotensialet når den endelige enden av aksonet i et nevromuskulært veikryss, smelter vesiklene sammen med cellemembranen for å tillate frigjøring av en nevrotransmitter - acetylkolin. Nevrotransmitteren sprer seg over gapet mellom nevronen og muskelcellen, til den når sarkolemmaet, som er membranen som omgir en muskelcelle. Acetylkolin får permeabiliteten til sarkolemmaet til å endre seg, slik at natriumioner kan komme inn og forlate membranen. Denne endringen i ioner depolariserer membranen og får et handlingspotensial i muskler til å bli avfyrt.

Når en muskel er i ro, blokkerer tropomyosin myosinbindingsstedene som finnes på aktinfilamentene. Under en sammentrekning fester myosin seg til aktin og utfører en type roehandling langs aktinfilamentene. Dette får muskelen til å trekke seg sammen. For at dette skal skje, må myosin være i stand til å binde seg til aktin, så tropomyosinet må flyttes.

Depolarisasjonen forårsaket av nerveimpulsen sprer seg over sarkolemmaet og T-systemet - et system med rør koblet til den sarkoplasmatiske retikulum. Både T-systemet og det sarkoplasmatiske retikulumet inneholder kalsiumioner, som frigjøres når det er et handlingspotensial i muskler. Kalsiumionene diffunderer i hele muskelcellen og fester seg til et protein kalt troponin, som er festet til tropomyosinfilamentene som finnes på aktinfibrene. Troponinet skifter form når kalsiumioner fester seg til det, som beveger tropomyosin-filamentene og frigjør myosinbindingsstedene langs aktinfibrene. Myosin kan nå komme i kontakt med aktin og forårsake muskelkontraksjon.