Contracția musculară are loc numai atunci când molecula de energie este numită adenozin trifosfat (ATP) este prezent. ATP furnizează energia pentru contracția musculară și alte reacții din corp. Are trei grupe de fosfați pe care le poate da, eliberând energie de fiecare dată.
Miozina este proteina motorie care face contracția musculară prin tragerea de tije de actină (filamente) în celulele musculare. Legarea ATP de miozină determină motorul să-și elibereze aderența pe tija de actină. Întreruperea unui grup fosfat de ATP și eliberarea celor două bucăți rezultate este modul în care miozina ajunge să facă o nouă lovitură.
Pe lângă ATP, celulele musculare au și alte molecule necesare contracției musculare, inclusiv NADH, FADH2, și fosfat de creatină.
Structura ATP (molecula de energie musculară)
ATP are trei părți. A molecula de zahar numită riboză este în centru, conectată la o moleculă numită adenină pe o parte și un lanț de trei grupe fosfat de cealaltă parte. Energia ATP se găsește în grupurile fosfat. Grupurile de fosfați sunt puternic încărcate negativ, ceea ce înseamnă că se resping în mod natural reciproc.
Cu toate acestea, în ATP, cele trei grupări fosfat sunt ținute una lângă alta prin legături chimice. Tensiunea dintre legătura repulsiei electrostatice este energia stocată. Odată ce legătura dintre două grupuri de fosfați este ruptă, cei doi fosfați se împart, care este energia care mută enzima care îmbrățișează molecula de ATP.
ATP este divizat în ADP (adenozin difosfat) și fosfați (P), deci ADP mai are doar doi fosfați.
Structura miozinei
Miozina este o familie de proteine motorii care generează forță pentru mișcarea lucrurilor în interiorul unei celule. Miozina II este motorul care face contracția musculară. Miozina II este un motor care se leagă și trage de filamentele de actină, care sunt tije paralele care se întind pe lungimea unei celule musculare.
Moleculele de miozină au două părți separate: lanț greu si lant usor. Lanțul greu are trei regiuni, cum ar fi pumnul, încheietura mâinii și antebrațul.
Lanțul greu are un domeniu de cap, care este ca un pumn care leagă ATP și trage de tija de actină. Regiunea gâtului este încheietura mâinii care leagă domeniul capului de coadă. Domeniul cozii este antebrațul, care se învârte în jurul cozilor altor motoare miozinice, rezultând un pachet de motoare care sunt atașate împreună.
Lovitura de putere
Odată ce miozina se apucă de un filament de actină și trage, miozina nu se poate lăsa până nu se atașează o nouă moleculă de ATP. După eliberarea filamentului de actină, miozina rupe grupul fosfat cel mai exterior al ATP-ului, ceea ce face ca miozina să se îndrepte, gata să se lege și să tragă din nou actina. În această poziție îndreptată, miozina se apucă din nou de tija de actină.
Apoi miozina eliberează ADP și fosfat, care au rezultat din ruperea ATP. Ejectarea acestor două molecule determină legarea capului miozinei de gât, ca un pumn care se îndoaie spre antebraț. Această mișcare de curbare trage filamentul de actină, ceea ce determină contractarea celulei musculare. Miozina nu va elibera actina până când nu se atașează o nouă moleculă de ATP.
Energie rapidă pentru contracția musculară
ATP este una dintre cele mai importante molecule necesare contracției musculare. De cand celulele musculare utilizează ATP la o rată ridicată, au modalități de a face ATP rapid. Celulele musculare au cantități mari de molecule care ajută la generarea de noi ATP. NAD + și FAD + sunt molecule care transportă electroni sub forma NADH și respectiv FADH2.
Dacă ATP este ca o bancnotă de 20 USD, care este suficientă pentru majoritatea enzimelor pentru a cumpăra o masă tipică americană, adică faceți o singură reacție, atunci NADH și FADH2 sunt ca carduri cadou de 5 USD și respectiv 3 USD. NADH și FADH2 dau electronii lor la ceea ce se numește lanțul de transport al electronilor, care folosește electronii pentru a genera noi molecule de ATP.
În mod similar, NADH și FADH2 pot fi considerate ca fiind obligațiuni de economisire. O altă moleculă din celulele musculare este creatina fosfat, care este un zahăr care dă grupul său fosfat la ADP. În acest fel, ADP poate fi reîncărcat rapid în ATP.