Excitace–Kontrakce Tažné
Excitace–kontrakce spojení je odkaz (transdukce) mezi akční potenciál generovaný v sarcolemma a začátkem svalové kontrakce. Spoušť pro uvolňování vápníku ze sarkoplazmatického retikula do sarkoplazmy je nervový signál. Každé vlákno kosterního svalstva je řízeno motorickým neuronem, který vede signály z mozku nebo míchy do svalu. Oblast sarkolemmy na svalových vláknech, která interaguje s neuronem, se nazývá koncová deska motoru. Konec axonu neuronu se nazývá synaptický terminál a ve skutečnosti se nedotýká koncové desky motoru. Malý prostor zvaný synaptická štěrbina odděluje synaptický terminál od koncové desky motoru. Elektrické signály cestují podél axonu neuronu, který se větví přes sval a připojuje se k jednotlivým svalovým vláknům na neuromuskulárním spojení.
schopnosti buněk komunikovat elektricky vyžaduje, aby buňky vynakládat energii k vytvoření elektrického gradientu přes jejich buněčné membrány. Tento gradient náboje je nesen ionty, které jsou diferencovaně distribuovány přes membránu. Každý ion má elektrický vliv a vliv koncentrace. Stejně jako se mléko nakonec smíchá s kávou bez nutnosti míchání, ionty se také rovnoměrně rozdělují, pokud je to povoleno. V tomto případě se nesmí vrátit do rovnoměrně smíšeného stavu.
ATPáza sodno-draselná využívá buněčnou energii k pohybu iontů K+ uvnitř buňky a iontů Na + venku. To samo o sobě akumuluje malý elektrický náboj, ale velký koncentrační gradient. V buňce je spousta K+ a spousta Na+ mimo buňku. Draslík je schopen opustit buňku přes kanály K+, které jsou otevřené 90% času, a to ano. Kanály Na+ jsou však zřídka otevřené, takže Na+zůstává mimo buňku. Když K + opustí buňku, poslouchá její koncentrační gradient, což účinně zanechává záporný náboj. Takže v klidu existuje velký koncentrační gradient pro vstup Na+ do buňky a v buňce dochází k akumulaci negativních nábojů. Toto je klidový membránový potenciál. Potenciál v této souvislosti znamená oddělení elektrického náboje, který je schopen dělat práci. Měří se ve voltech, stejně jako baterie. Transmembránový potenciál je však podstatně menší (0,07 V); proto je malá hodnota vyjádřena jako milivolty (mV) nebo 70 mV. Protože vnitřek buňky je negativní ve srovnání s vnějškem, znaménko mínus znamená přebytek záporných nábojů uvnitř buňky, -70 mV.
pokud událost změní propustnost membrány na ionty Na+, vstoupí do buňky. To změní napětí. Jedná se o elektrickou událost, nazývanou akční potenciál, která může být použita jako buněčný signál. Komunikace probíhá mezi nervy a svaly prostřednictvím neurotransmiterů. Neuron, akční potenciály způsobují uvolňování neurotransmiterů ze synaptických terminál do synaptické štěrbiny, kde se mohou pak difundují přes synaptickou štěrbinu a váží se na receptor molekula na motor end plate. Motor end plate má junkční záhyby, záhyby v sarcolemma, které vytvářejí velké plochy pro neurotransmiter vázat na receptory. Receptory jsou ve skutečnosti sodíkové kanály, které se otevírají, aby umožnily průchod Na + do buňky, když přijímají signál neurotransmiteru.
Acetylcholin (ACh) je neurotransmiter uvolňován motorických neuronů, která se váže na receptory v motor end plate. K uvolnění neurotransmiteru dochází, když akční potenciál putuje po axonu motorického neuronu, což má za následek změněnou permeabilitu synaptické terminální membrány a příliv vápníku. Ionty Ca2+ umožňují synaptickým váčkům pohybovat se a vázat se s presynaptickou membránou (na neuronu) a uvolňovat neurotransmiter z vezikul do synaptické štěrbiny. Po uvolnění synaptickým terminálem ACh difunduje přes synaptickou štěrbinu do koncové desky motoru, kde se váže s ACh receptory. Jako neurotransmiter se váže, tyto iontové kanály otevřené, a Na+ iontů přes membránu do svalové buňky. Tím se snižuje rozdíl napětí mezi vnitřní a vnější částí buňky, což se nazývá depolarizace. Jak se ACh váže na koncovou desku motoru, tato depolarizace se nazývá potenciál koncové desky. Depolarizace pak se šíří podél sarcolemma, vytvářet akční potenciál jako sodíkové kanály přiléhající k počáteční depolarizace stránky smysl změny v napětí a otevřít. Akční potenciál se pohybuje po celé buňce a vytváří vlnu depolarizace.
ACh se štěpí enzymem acetylcholinesteráza (AChE) na acetyl a cholin. AChE sídlí v synaptické štěrbině a rozkládá ACh tak, aby nezůstal vázán na ACh receptory, což by způsobilo nežádoucí prodlouženou svalovou kontrakci (obrázek 6).
Art Connection
Obrázek 6. Tento diagram ukazuje spojení excitace a kontrakce v kontrakci kosterního svalstva. Sarkoplazmatické retikulum je specializované endoplazmatické retikulum nacházející se ve svalových buňkách.
smrtící nervový plyn Sarin nevratně inhibuje acetycholinesterázu. Jaký vliv by měl Sarin na svalovou kontrakci? V přítomnosti sarinu není acetycholin odstraněn ze synapse, což vede k kontinuální stimulaci svalové plazmatické membrány. Zpočátku je svalová aktivita intenzivní a nekontrolovaná, ale iontové gradienty se rozptýlí, takže elektrické signály v t-tubulech již nejsou možné. Výsledkem je paralýza, která vede k smrti zadušením.
po depolarizaci se membrána vrátí do klidového stavu. Toto se nazývá repolarizace, během níž se napěťově řízené sodíkové kanály uzavírají. Draselné kanály pokračují při 90% vodivosti. Protože plazmatická membrána sodno-draselná ATPáza vždy transportuje ionty, obnoví se klidový stav (negativně nabitý uvnitř vzhledem k vnějšímu prostředí). Období bezprostředně po přenosu impulsu v nervu nebo svalu, ve kterém neuron nebo svalová buňka znovu získá schopnost přenášet další impuls, se nazývá refrakterní období. Během refrakterního období nemůže membrána generovat další akční potenciál. . Žáruvzdorná perioda umožňuje iontovým kanálům citlivým na napětí vrátit se do klidových konfigurací. Sodík draslík Atpázy neustále pohybuje Na+ ven z buňky a K+ zpět do buňky a K+ uniká odjezdem negativní poplatku za. Velmi rychle se membrána repolarizuje, takže může být opět depolarizována.
