Mišićna kontrakcija događa se samo kada molekula energije zovu adenozin trifosfat (ATP) je prisutan. ATP daje energiju za kontrakciju mišića i druge reakcije u tijelu. Ima tri fosfatne skupine koje može dati, oslobađajući energiju svaki put.
Miozin je motorni protein koji vrši kontrakciju mišića povlačenjem aktinskih štapića (niti) u mišićnim stanicama. Vezivanje ATP-a na miozin uzrokuje da motor oslobodi svoj stisak na aktinskoj šipci. Razbijanje jedne fosfatne skupine ATP-a i oslobađanje rezultirajuća dva dijela je način na koji miozin poseže za ponovnim udarom.
Osim ATP-a, mišićne stanice imaju i druge molekule potrebne za kontrakciju mišića, uključujući NADH, FADH2i kreatin fosfat.
Struktura ATP (Molekula mišićne energije)
ATP ima tri dijela. A molekula šećera zvana riboza nalazi se u središtu, povezana je s molekulom tzv adenin s jedne strane i lanac od trojice fosfatne skupine na drugoj strani. U energiji ATP nalaze se fosfatne skupine. Fosfatne skupine su vrlo negativno nabijene, što znači da se one prirodno odbijaju.
Međutim, u ATP-u se tri fosfatne skupine drže jedna uz drugu kemijskim vezama. Napetost između veze elektrostatičke odbojnosti je pohranjena energija. Jednom kad se veza između dviju fosfatnih skupina prekine, dva fosfata se razdvajaju, što je energija koja pokreće enzim koji grli molekulu ATP.
Provaljeno je u ATP ADP (adenozin difosfat) i fosfata (P), tako da su ADP-u preostala samo dva fosfata.
Građa miozina
Miozin je obitelj motornih proteina koji generiraju silu za kretanje stvari unutar stanice. Myosin II je motor koji vrši kontrakciju mišića. Myosin II je motor koji se veže na aktinske filamente i povlači ih, a to su paralelne šipke koje se protežu dužinom mišićne stanice.
Molekule miozina imaju dva odvojena dijela: teški lanac i lagani lanac. Teški lanac ima tri područja, poput šake, zgloba i podlaktice.
Teški lanac ima domenu glave koja je poput šake koja veže ATP i povlači štapić aktina. Vratno područje je zglob koji povezuje domenu glave s repom. Repna domena je podlaktica koja se mota oko repova ostalih miozinskih motora što rezultira snopom motora koji su spojeni zajedno.
Snažni udar
Jednom kada se miozin uhvati za aktinsku nit i povuče, miozin ne može pustiti dok se ne prikvači nova molekula ATP. Nakon otpuštanja aktinske niti, miozin razbija najudaljeniju fosfatnu skupinu ATP-a, zbog čega se miozin uspravlja, spreman da se veže i ponovo povuče aktin. U ovom ispravljenom položaju miozin se ponovo hvata za štapić aktina.
Tada miozin oslobađa ADP i fosfat, što je posljedica razbijanja ATP-a. Izbacivanje ove dvije molekule uzrokuje vezivanje glave miozina na vratu, poput šake koja se izvija prema podlaktici. Ovo gibanje uvijanja povlači aktinski filament zbog čega se mišićna stanica skuplja. Miozin neće pustiti aktin dok se ne veže nova molekula ATP.
Brza energija za kontrakciju mišića
ATP je jedna od najvažnijih molekula potrebnih za kontrakciju mišića. Od mišićne stanice koriste ATP velikom brzinom, oni imaju načine za brzu izradu ATP-a. Mišićne stanice imaju velike količine molekula koje pomažu u stvaranju novog ATP. NAD + i FAD + su molekule koje nose elektrone u obliku NADH i FADH2.
Ako je ATP poput novčanice od 20 dolara, što je većini enzima dovoljno za kupnju tipičnog američkog obroka, što znači da treba reagirati, tada su NADH i FADH2 poput darovnih kartica za 5, odnosno 3 dolara. NADH i FADH2 daju svoje elektrone onome što se naziva lanac za transport elektrona, koji koristi elektrone za stvaranje novih molekula ATP.
Analogno tome, NADH i FADH2 mogu se smatrati štednim obveznicama. Sljedeća molekula u mišićnim stanicama je kreatin fosfat, koji je šećer koji svoju fosfatnu skupinu daje ADP-u. Na taj se način ADP može brzo napuniti u ATP.