Mišično krčenje

V prejšnjem članku o mišicah smo spoznali, da je glavna naloga mišic njihovo krčenje in posledično ustvarjanje sile, ki nam omogoča, da skačemo naokoli, se pogovarjamo, gledamo, se kremžimo, da nam po žilah teče kri, črevesje pridno poganja naprej, kar smo pojedli itd. Predstavljena je bila osnovna zgradba skeletnih mišic, t.j. mišic, ki nam v glavnem omogočajo premikanje, in na koncu še ideja, kako se mišica s pomočjo opisanih struktur skrči. Ta ideja je zelo preprosta: miozinski filamenti imajo številne ročice, ki se prijemljejo aktinskih filamentov in po njih plezajo kot po vrvi. Na tak način aktinski in miozinski filameti drsijo eden mimo drugega in tako krčijo mišico in ustvarjajo mišično napetost. Zdaj pa si to plezanje poglejmo še malo bolj podrobno.

Še malo zgradbe

Pri opisu zgradbe mišice smo spoznali, da sta glavna elementa, ki omogočata mišično krčenje, aktin in miozin, ki se na vsakem koncu pripenjata na tako imenovani Z-disk, ki poteka prečno na mišično vlakno. Enoti miofibrile, ki poteka od enega Z-diska do drugega, pravimo sarkomera.

Na molekularni ravni je aktin videti kot dve ogrlici, ki sta naviti ena okoli druge. Vsebuje dve zelo pomembni beljakovini: tropomiozin in troponin. Ti med krčenjem mišice delujeta kot nekakšno stikalo, ki nadzoruje interakcijo med aktinom in miozinom.

Miozin pa je na molekularni ravni videti kot skupaj povezane palice za golf. Vsaka molekula miozina je sestavljena iz dveh navitih verig, ki se končujeta z miozinskima glavicama (od tod podobnost s palico za golf).

Krčenje mišice

Krčenje mišice je torej posledica medsebojnega delovanja aktina in miozina, ki ga lahko primerjamo s plezanjem človeka po vrvi, pri čemer je vrv aktin, človek je miozin, njegove roke pa so miozinske glavice. Med plezanjem človek z rokami preprijema vrv in se vleče navzgor: eno roko iztegne navzgor, se oprime vrvi in se potegne navzgor, medtem z drugo roko vrv izpusti, jo iztegne navzgor, kjer se zopet oprime vrvi itd.

Pri mišicah pa to ciklično preprijemanje poteka takole:

1. kot pri plezanju prihaja do medsebojnega delovanja med vrvjo in plezalcem, med krčenjem mišice prihaja do medsebojnega delovanja aktina in miozina. Med aktinom in miozinom nastane kemična vez, pri čemer se vzpostavi t.i. prečni mostiček (miozinska glavica je povezana z aktinom);
2. takoj, ko je prečni mostiček vzpostavljen, se miozinska glavica upogne in potegne aktin vzdolž miozina,
3. ko je miozinska glavica upognjena, izpusti aktin, se iztegne in pripravi na naslednji prijem;
4. to preprijemanje ciklično ponavljajo številne miozinske glavice, ki pa ne delujejo sinhronizirano; medtem, ko se nekatere držijo aktina in so upognjene, so druge iztegnjene in se ne držijo aktina ali pa so se ga ravno prijele. To je seveda logično: če bi preprijemanje potekalo sinhronizirano, se mišica ne bi mogla skrčiti.

Na zgornji animaciji so poleg aktina in miozina vidni še manjši elementi, ki ciklično prihajajo in odhajajo. Ti elementi, brez katerih mišično krčenje ni mogoče, so energijsko bogate molekule ATP ter kalcijevi in magnezijevi ioni. O tem bo nekaj več govora v prihodnjem članku o delovanju mišic. Takrat bomo dobili tudi odgovor na vprašanje, zakaj npr. lahko pride do mišičnih krčev ter kako je uravnavano mišično krčenje. Kaj spodbudi mišico, da se skrči? Kaj določa, kako močno naj se mišica skrči? Kako telo ve, katere mišice mora uporabiti, da lahko hodimo po stopnicah, tečemo ali delamo sklece?