Какова роль действия в мышцах?

Когда мышечные клетки стимулируются, они сжимаются и прикладывают силу в одном направлении. Стимуляция мышечных клеток вызвана нервными импульсами, которые передаются от центральной нервной системы к мышцам. Когда нервный импульс достигает конца нейрона, он вызывает передачу потенциала действия в мышцах, что приводит к сокращению.

В организме есть три типа мышечных клеток: сердечные, гладкие и скелетные. Сердечная мышца находится только в сердце и имеет свой собственный метод сокращения, хотя нервы могут стимулировать ее ускорение или замедление по мере необходимости. Гладкая мышца находится в слоях, окружающих органы, и стимулируется автономной или непроизвольной нервной системой. Скелетная мышца состоит из волокон и вызывает движение. Потенциал действия в мышцах скелета осуществляется соматической или произвольной нервной системой.

Мышечные клетки не будут сокращаться сами по себе, но должны сначала стимулироваться нервным импульсом. Аксоны нейронов встречаются с мышечными клетками в нервно-мышечном соединении. Чтобы гарантировать одновременное и быстрое сокращение мышц, в мышцах обнаружено множество нервно-мышечных соединений. Все эти нейроны посылают импульсы одновременно, чтобы инициировать потенциал действия в мышцах. Наличие множества нервно-мышечных соединений для каждой мышцы позволяет организму контролировать силу сокращения, изменяя количество единиц, посылающих импульс мышце.

Когда потенциал действия достигает конечного конца аксона в нервно-мышечном соединении, везикулы сливаются с клеточной мембраной, чтобы позволить высвобождение нейротрансмиттера - ацетилхолина. Нейротрансмиттер распространяется по щели между нейроном и мышечной клеткой, пока не достигнет сарколеммы, которая является мембраной, окружающей мышечную клетку. Ацетилхолин вызывает изменение проницаемости сарколеммы, так что ионы натрия могут проникать и выходить из мембраны. Это изменение в ионах деполяризует мембрану и вызывает потенциал действия в мышцах для запуска.

Когда мышца находится в состоянии покоя, тропомиозин блокирует сайты связывания миозина, обнаруженные на нитях актина. Во время сокращения миозин прикрепляется к актину и выполняет ряд гребных действий вдоль нитей актина. Это заставляет мышцы сокращаться. Чтобы это произошло, миозин должен быть в состоянии связываться с актином, поэтому тропомиозин должен быть перемещен.

Деполяризация, вызванная нервным импульсом, распространяется по сарколемме и Т-системе - системе трубок, соединенных с саркоплазматической сетью. Как система T, так и саркоплазматический ретикулум содержат ионы кальция, которые выделяются при наличии потенциала действия в мышцах. Ионы кальция диффундируют по всей мышечной клетке и прикрепляются к белку, называемому тропонином, который прикрепляется к нитям тропомиозина, найденным на волокнах актина. Тропонин меняет форму, когда к нему присоединяются ионы кальция, которые перемещают нити тропомиозина и освобождают сайты связывания миозина вдоль актиновых волокон. Миозин теперь может вступать в контакт с актином и вызывать сокращение мышц.