Sťahovanie svalov nastáva iba vtedy, keď volá molekula energie adenozíntrifosfát (ATP) je prítomný. ATP poskytuje energiu na stiahnutie svalov a ďalšie reakcie v tele. Má tri fosfátové skupiny, ktoré môže rozdávať, pričom zakaždým uvoľňuje energiu.
Myozín je motorický proteín, ktorý sťahuje svaly ťahaním za aktínové tyčinky (vlákna) vo svalových bunkách. Viazanie ATP na myozín spôsobí, že motor uvoľní svoj stisk na aktínovej tyči. Ako sa myozín dostane k ďalšej mozgovej príhode, odlomí sa jedna fosfátová skupina ATP a uvoľnia sa výsledné dva kúsky.
Okrem ATP majú svalové bunky ďalšie molekuly potrebné na kontrakciu svalov vrátane NADH, FADH2a kreatínfosfát.
Štruktúra ATP (svalová energetická molekula)
ATP má tri časti. A molekula cukru nazývaná ribóza je v strede, spojená s molekulou nazývanou adenín na jednej strane a retiazka z troch fosfátové skupiny na druhej strane. Energia ATP sa nachádza vo fosfátových skupinách. Fosfátové skupiny sú vysoko negatívne nabité, čo znamená, že sa navzájom prirodzene odpudzujú.
Avšak v ATP sú tri fosfátové skupiny držané vedľa seba chemickými väzbami. Napätie medzi väzbou, elektrostatickým odporom, je akumulovaná energia. Akonáhle dôjde k prerušeniu väzby medzi dvoma fosfátovými skupinami, tieto dva fosfáty sa od seba odtrhnú, čo je energia, ktorá pohybuje enzýmom, ktorý objíma molekulu ATP.
ATP je rozdelený na ADP (adenozíndifosfát) a fosfát (P), takže ADP zostávajú iba dva fosfáty.
Štruktúra myozínu
Myozín je rodina motorických proteínov, ktoré generujú silu na pohyb vecí vo vnútri bunky. Myozín II je motor, ktorý spôsobuje kontrakciu svalov. Myozín II je motor, ktorý sa viaže na aktínové vlákna a tiahne ich, čo sú rovnobežné tyčinky, ktoré sa tiahnu po dĺžke svalovej bunky.
Molekuly myozínu majú dve samostatné časti: ťažký reťazec a ľahká reťaz. Ťažký reťazec má tri oblasti, ako je päsť, zápästie a predlaktie.
Ťažký reťazec má hlavovú doménu, ktorá je ako päsť, ktorá viaže ATP a ťahá za aktínovú tyč. Oblasť krku je zápästie, ktoré spája doménu hlavy s chvostom. Chvostovou oblasťou je predlaktie, ktoré sa vinie okolo chvostov iných myozínových motorov a výsledkom je zväzok motorov, ktoré sú spojené dohromady.
Silový zdvih
Akonáhle sa myozín uchytí na aktínovom vlákne a potiahne, nemôže sa myozín pustiť, kým sa nepripojí nová molekula ATP. Po uvoľnení aktínového vlákna myozín odlomí najvzdialenejšiu fosfátovú skupinu od ATP, čo spôsobí, že sa myozín vyrovná a je pripravený znovu viazať a ťahať aktín. V tejto narovnanej polohe sa myozín opäť zachytáva na aktínovej tyči.
Potom myozín uvoľňuje ADP a fosfát, čo bolo výsledkom porušenia ATP. Vysunutie týchto dvoch molekúl spôsobí, že sa myozínová hlava naviaže na krk ako päsť, ktorá sa krúti smerom k predlaktiu. Tento krútiaci pohyb tiahne aktínové vlákno, ktoré spôsobuje stiahnutie svalovej bunky. Myozín sa aktínu nepustí, kým sa nepripojí nová molekula ATP.
Rýchla energia pre kontrakciu svalov
ATP je jednou z najdôležitejších molekúl potrebných na kontrakciu svalov. Odkedy svalové bunky vyčerpať ATP vo vysokej miere, majú spôsoby, ako rýchlo pripraviť ATP. Svalové bunky majú vysoké množstvo molekúl, ktoré pomáhajú vytvárať nové ATP. NAD + a FAD + sú molekuly, ktoré prenášajú elektróny vo forme NADH, respektíve FADH2.
Ak je cena ATP ako 20 dolárov, ktoré stačia na to, aby si väčšina enzýmov mohla kúpiť typické americké jedlo, čo znamená jednu reakciu, potom sú NADH a FADH2 darčekové karty v hodnote 5 dolárov a 3 doláre. NADH a FADH2 dávajú svoje elektróny tomu, čo sa nazýva reťazec transportu elektrónov, ktorý využíva elektróny na generovanie nových molekúl ATP.
Analogicky možno NADH a FADH2 považovať za záchranu dlhopisov. Ďalšou molekulou vo svalových bunkách je kreatínfosfát, čo je cukor, ktorý dáva svoju fosfátovú skupinu ďalej ADP. Týmto spôsobom sa dá ADP rýchlo nabiť do ATP.
