Η συστολή των μυών συμβαίνει μόνο όταν καλείται το ενεργειακό μόριο τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) είναι παρών. Το ATP παρέχει την ενέργεια για συστολή μυών και άλλες αντιδράσεις στο σώμα. Έχει τρεις ομάδες φωσφορικών που μπορεί να δώσει, απελευθερώνοντας ενέργεια κάθε φορά.
Η μυοσίνη είναι η κινητική πρωτεΐνη που κάνει τη συστολή των μυών τραβώντας τις ράβδους ακτίνης (νήματα) στα μυϊκά κύτταρα. Η δέσμευση του ATP στη μυοσίνη προκαλεί τον κινητήρα να απελευθερώσει τη λαβή του στη ράβδο ακτίνης. Η διακοπή μιας φωσφορικής ομάδας ATP και η απελευθέρωση των δύο κομματιών που προκύπτουν είναι πώς η μυοσίνη φτάνει να κάνει ένα άλλο εγκεφαλικό επεισόδιο.
Εκτός από το ATP, τα μυϊκά κύτταρα έχουν άλλα μόρια που απαιτούνται για τη συστολή των μυών, συμπεριλαμβανομένων των NADH, FADH2και φωσφορική κρεατίνη.
Δομή του ATP (Μόριο Μυϊκής Ενέργειας)
Το ATP έχει τρία μέρη. ΕΝΑ μόριο σακχάρου που ονομάζεται ριβόζη βρίσκεται στο κέντρο, συνδέεται με ένα μόριο που ονομάζεται αδενίνη στη μία πλευρά και μια αλυσίδα τριών
φωσφορικές ομάδες στην άλλη πλευρά. Η ενέργεια του ΑΤΡ βρίσκεται οι φωσφορικές ομάδες. Οι ομάδες φωσφορικών είναι πολύ αρνητικά φορτισμένες, πράγμα που φυσικά απωθούν μεταξύ τους.Ωστόσο, στο ATP οι τρεις φωσφορικές ομάδες συγκρατούνται η μία δίπλα στην άλλη με χημικούς δεσμούς. Η ένταση μεταξύ του δεσμού της ηλεκτροστατικής απώθησης είναι η αποθηκευμένη ενέργεια. Μόλις σπάσει ο δεσμός μεταξύ δύο φωσφορικών ομάδων, τα δύο φωσφορικά άλατα διαχωρίζονται, η οποία είναι η ενέργεια που κινεί το ένζυμο που αγκαλιάζει το μόριο ΑΤΡ.
Το ATP χωρίζεται σε ADP (διφωσφορική αδενοσίνη) και φωσφορικό (P), οπότε το ADP έχει μόνο δύο φωσφορικά άλατα.
Δομή της μυοσίνης
Η μυοσίνη είναι μια οικογένεια κινητικών πρωτεϊνών που δημιουργούν δύναμη για την κίνηση των πραγμάτων μέσα σε ένα κύτταρο. Το Myosin II είναι ο κινητήρας που κάνει συστολή μυών. Το Myosin II είναι ένας κινητήρας που συνδέεται και τραβά στα νήματα ακτίνης, οι οποίες είναι παράλληλες ράβδοι που εκτείνονται κατά μήκος ενός μυϊκού κυττάρου.
Τα μόρια μυοσίνης έχουν δύο ξεχωριστά μέρη: το βαριά αλυσίδα και το ελαφριά αλυσίδα. Η βαριά αλυσίδα έχει τρεις περιοχές, όπως γροθιά, καρπό και αντιβράχιο.
Η βαριά αλυσίδα έχει κεφαλή, που μοιάζει με γροθιά που δεσμεύει το ATP και τραβάει τη ράβδο ακτίνης. Η περιοχή του λαιμού είναι ο καρπός που συνδέει την περιοχή της κεφαλής με την ουρά. Το πεδίο ουράς είναι το αντιβράχιο, το οποίο περιστρέφεται γύρω από τις ουρές άλλων κινητήρων μυοσίνης με αποτέλεσμα μια δέσμη κινητήρων που συνδέονται μεταξύ τους.
Το Power Stroke
Μόλις η μυοσίνη πιάσει σε ένα νήμα ακτίνης και τραβήξει, η μυοσίνη δεν μπορεί να αφήσει να φύγει μέχρι να συνδεθεί ένα νέο μόριο ATP Αφού απελευθερώσει το νήμα ακτίνης, η μυοσίνη σπάει την εξώτατη φωσφορική ομάδα από την ΑΤΡ, η οποία αναγκάζει τη μυοσίνη να κατευθυνθεί προς τα πάνω, έτοιμη να δεσμεύσει και να τραβήξει ξανά την ακτίνη. Σε αυτήν την ισιωμένη θέση, η μυοσίνη πιάνει ξανά στη ράβδο ακτίνης.
Στη συνέχεια, η μυοσίνη απελευθερώνει το ADP και φωσφορικό άλας, το οποίο προέκυψε από το σπάσιμο του ATP. Η εξώθηση αυτών των δύο μορίων προκαλεί τη δέσμευση της κεφαλής της μυοσίνης στον αυχένα, σαν μια γροθιά που κυρτά προς το αντιβράχιο. Αυτή η κίνηση κατσαρώματος τραβά το νήμα ακτίνης, το οποίο προκαλεί τη συστολή του μυϊκού κυττάρου. Η μυοσίνη δεν θα αφήσει την ακτίνη έως ότου προσκολληθεί ένα νέο μόριο ATP.
Γρήγορη ενέργεια για συστολή μυών
Το ATP είναι ένα από τα πιο σημαντικά μόρια που απαιτούνται για τη συστολή των μυών. Από μυϊκά κύτταρα καταναλώσουν ATP με υψηλό ρυθμό, έχουν τρόπους να κάνουν ATP γρήγορα. Τα μυϊκά κύτταρα έχουν υψηλές ποσότητες μορίων που βοηθούν στη δημιουργία νέου ATP. Τα NAD + και FAD + είναι μόρια που μεταφέρουν ηλεκτρόνια με τη μορφή NADH και FADH2, αντίστοιχα.
Εάν το ATP μοιάζει με 20 δολάρια που αρκεί για τα περισσότερα ένζυμα να αγοράσουν ένα τυπικό αμερικανικό γεύμα, που σημαίνει μια αντίδραση, τότε το NADH και το FADH2 είναι σαν δωροκάρτες αξίας 5 $ και $ 3, αντίστοιχα. Τα NADH και FADH2 δίνουν τα ηλεκτρόνια τους σε αυτό που ονομάζεται αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, που χρησιμοποιεί τα ηλεκτρόνια για τη δημιουργία νέων μορίων ΑΤΡ.
Αναλογικά, τα NADH και FADH2 μπορούν να θεωρηθούν ως εξοικονόμηση ομολόγων. Ένα άλλο μόριο στα μυϊκά κύτταρα είναι η φωσφορική κρεατίνη, η οποία είναι ένα σάκχαρο που δίνει τη φωσφορική ομάδα του στην ADP. Με αυτόν τον τρόπο, το ADP μπορεί γρήγορα να επαναφορτιστεί στο ATP.