Jaka jest rola potencjału działania w mięśniach?
Kiedy komórki mięśniowe są stymulowane, kurczą się i wywierają siłę w jednym kierunku. Stymulacja komórek mięśniowych jest spowodowana przez impulsy nerwowe przenoszone z ośrodkowego układu nerwowego do mięśni. Gdy impuls nerwowy dociera do końca neuronu, powoduje przeniesienie potencjału czynnościowego w mięśniach, co prowadzi do skurczu.
W ciele są trzy rodzaje komórek mięśniowych, które są sercowe, gładkie i szkieletowe. Mięsień sercowy występuje tylko w sercu i ma własną metodę kurczenia się, chociaż nerwy mogą stymulować go do przyspieszenia lub spowolnienia w razie potrzeby. Mięśnie gładkie znajdują się w warstwach otaczających narządy i są stymulowane przez autonomiczny lub mimowolny układ nerwowy. Mięsień szkieletowy składa się z włókien i powoduje ruch. Potencjał czynnościowy w mięśniach szkieletu jest przenoszony przez somatyczny lub dobrowolny układ nerwowy.
Komórki mięśniowe nie kurczą się same, ale najpierw muszą być stymulowane przez impuls nerwowy. Aksony neuronów spotykają się z komórkami mięśniowymi na połączeniu nerwowo-mięśniowym. Aby zapewnić jednoczesne i szybkie skurczenie mięśni, istnieje wiele połączeń nerwowo-mięśniowych w obrębie mięśnia. Wszystkie te neurony wysyłają impulsy w tym samym czasie, aby zainicjować potencjał czynnościowy w mięśniach. Posiadanie wielu połączeń nerwowo-mięśniowych dla każdego mięśnia pozwala ciału kontrolować siłę skurczu poprzez zmianę liczby jednostek wysyłających impuls do mięśnia.
Kiedy potencjał czynnościowy osiąga końcowy koniec aksonu na połączeniu nerwowo-mięśniowym, pęcherzyki łączą się z błoną komórkową, aby umożliwić uwolnienie neuroprzekaźnika - acetylocholiny. Neuroprzekaźnik rozprzestrzenia się przez szczelinę między neuronem a komórką mięśniową, aż osiąga sarcolemma, czyli błonę otaczającą komórkę mięśniową. Acetylocholina powoduje zmianę przepuszczalności sarcolemma, tak że jony sodu mogą wchodzić i wychodzić z błony. Ta zmiana jonów powoduje depolaryzację błony i powoduje wyzwolenie potencjału czynnościowego w mięśniach.
Gdy mięsień jest w spoczynku, tropomyozyna blokuje miejsca wiązania miozyny znajdujące się na filamentach aktyny. Podczas skurczu miozyna przyłącza się do aktyny i wykonuje rodzaj wiosłowania wzdłuż włókien aktyny. To powoduje skurcz mięśni. Aby tak się stało, miozyna musi być zdolna do wiązania się z aktyną, dlatego tropomyozyna musi zostać przeniesiona.
Depolaryzacja spowodowana impulsem nerwowym rozprzestrzenia się na sarcolemma i układ T - układ rurek połączonych z retikulum sarkoplazmatycznym. Zarówno system T, jak i retikulum sarkoplazmatyczne zawierają jony wapnia, które są uwalniane, gdy w mięśniach występuje potencjał czynnościowy. Jony wapnia dyfundują w komórce mięśniowej i łączą się z białkiem zwanym troponiną, które jest dołączone do włókien tropomozyny znajdujących się na włóknach aktyny. Troponina zmienia kształt, gdy przyłączają się do niej jony wapnia, które poruszają włókna tropomiozyny i uwalniają miejsca wiązania miozyny wzdłuż włókien aktyny. Miozyna może teraz wchodzić w kontakt z aktyną i powodować skurcze mięśni.