Vad är mekanismen för muskelrörelse?

Muskelrörelse är ett biologiskt fenomen som bara relativt nyligen har kommit till fullo förstått av forskare. En mycket komplex händelseförlopp, många sker på molekylär nivå, vilket medför muskelrörelse. Det finns olika typer av muskler i kroppen, men endast skelettmusklerna - musklerna som rör sig ben och leder - styrs frivilligt. Muskler som kontrollerar cirkulationssystemet och vissa organfunktioner rör sig utan vår kontroll, och ofta utan att vi någonsin märker det.

Skelettmuskler består av långa, tunna celler som också kallas muskelfibrer. Varje mikroskopisk muskelfiber innehåller de mekanismer som är nödvändiga för att orsaka muskelrörelser i liten skala. Blodkärl och nervceller finns i och runt bundna grupper av muskelfibrer, och de tillhandahåller energi och nervinformation som behövs för att röra musklerna.

Varje muskelfiber är i sig ett paket med mindre enheter som kallas myofibriller, där muskelrörelsen härstammar. Inuti varje myofibril finns strängar eller filament tillverkade av två olika proteiner som kallas aktin och myosin. Dessa proteinsträngar är förankrade i myofibrils struktur och ligger parallellt med varandra. När man agerar med en nervimpuls, skjuter proteinfilamenten förbi varandra, som en roddbåts rodrar genom vatten.

Proteinfilamenten kan göra detta genom att använda kemisk energi härrörande från en förening känd som adenosintrifosfat (ATP). ATP är en av de viktigaste kemikalier som finns i kroppen. Det tillåter drift av varje muskel, inklusive hjärtat och membranet, och livet skulle omedelbart upphöra utan den.

När myosin- och aktinfilamenten rör sig förbi varandra från ett avslappnat tillstånd, sammandras muskelfibrerna som helhet. När alla celler i en muskel samlas i samma riktning, flyttar muskeln benet som det är fäst i den riktningen. Omvänt, när muskelfibrerna sedan slappnar av, slappnar muskeln som helhet också. Det finns andra, mycket komplexa kemiska reaktioner som inträffar, som involverar kalcium och andra element som hjälper till att slå på och stänga av muskelsammandragningar, men mekanismen för muskelrörelse utförs av proteinfilamenten.

Muskler grupperas ofta i par, där en sammandragning av en muskel rör sig ett ben på ett visst sätt, och en sammandragning av den andra muskeln flyttar det motsatt sätt. Detta är fallet med biceps och triceps musklerna i överarmen. När en impuls ges av centrala nervsystemet för att sammandraga biceps, inträffar en motsvarande impuls för att slappna av tricepsna, och vice versa. Dessa samtidiga impulser är nödvändiga för att möjliggöra rörelsefrihet i båda riktningarna.