Vad är den glidande Filamentteorin om muskelkontraktion?
den glidande filamentteorin är förklaringen till hur musklerna kontraherar för att producera kraft. Som vi har nämnt på tidigare sidor binder aktin-och myosinfilamenten inom sarkomererna av muskelfibrer för att skapa tvärbroar och glida förbi varandra, vilket skapar en sammandragning. Den glidande filamentteorin förklarar hur dessa korsbroar bildas och den efterföljande sammandragningen av muskeln.
den glidande Filamentteorin
för att en sammandragning ska inträffa måste det först finnas en stimulering av muskeln i form av en impuls (åtgärdspotential) från en motorneuron (nerv som ansluter till muskeln).
den individuella motorneuron plus muskelfibrerna som den stimulerar kallas en motorenhet. Motorändplattan (även känd som den neuromuskulära korsningen) är korsningen mellan motorneuronerna axon och muskelfibrerna det stimulerar.när en impuls når muskelfibrerna i en motorenhet stimulerar den en reaktion i varje sarkomer mellan aktin-och myosinfilamenten. Denna reaktion resulterar i början av en sammandragning och glidfilamentteorin.
reaktionen, skapad från ankomsten av en impuls stimulerar ’huvuden’ på myosinfilamentet för att nå framåt, fästa vid aktinfilamentet och dra aktin mot sarkomerens centrum. Denna process sker samtidigt i alla sarkomerer, vars slutprocess är förkortningen av alla sarkomerer.
Troponin är ett komplex av tre proteiner som är integrerade i muskelkontraktion. Troponin är fäst vid proteinet tropomyosin i aktinfilamenten, vilket ses i bilden nedan. När muskeln är avslappnad tropomyosin blockerar fästplatserna för myosinkorsbroarna( huvuden), vilket förhindrar sammandragning.
när muskeln stimuleras att komma i kontakt med nervimpulsen öppnas kalciumkanaler i sarkoplasmatisk retikulum (som effektivt är ett lagringshus för kalcium i muskeln) och släpper ut kalcium i sarkoplasman (vätska i muskelcellen). En del av detta kalcium fäster vid troponin som orsakar en förändring i muskelcellen som rör tropomyosin ur vägen så att korsbroarna kan fästa och producera muskelkontraktion.
Sammanfattningsvis kan den glidande filamentteorin om muskelkontraktion delas upp i fyra olika steg, dessa är;
1. Muskelaktivering: motornerven stimulerar en aktionspotential (impuls) för att passera ner en neuron till den neuromuskulära korsningen. Detta stimulerar sarkoplasmatisk retikulum för att frigöra kalcium i muskelcellen.
2. Muskelkontraktion: kalcium strömmar in i muskelcellbindningen med troponin så att aktin och myosin kan binda. Aktin – och myosin-korsbroarna binder och kontraherar med ATP som energi (ATP är en energiförening som alla celler använder för att driva sin aktivitet-detta diskuteras mer detaljerat i energisystemmappen här på ptdirect).
3. Laddning: ATP syntetiseras (tillverkas om) vilket gör att aktin och myosin kan behålla sitt starka bindningstillstånd
4. Avkoppling: avkoppling uppstår när stimulering av nerven stannar. Kalcium pumpas sedan tillbaka in i sarkoplasmatisk retikulum som bryter länken mellan aktin och myosin. Aktin och myosin återvänder till sitt obundna tillstånd och får muskeln att slappna av. Alternativt kommer avkoppling (misslyckande) också att inträffa när ATP inte längre är tillgängligt.
för att en skelettmuskelkontraktion ska inträffa;
1. Det måste finnas en neural stimulans
2. Det måste finnas kalcium i muskelcellerna
3. ATP måste vara tillgängligt för energi
så några saker kan stoppa en sammandragning;
1. Energisystem trötthet: Det finns inget mer ATP kvar i muskelcellen så det kan inte fortsätta att dra ihop sig.
2. Nervsystemet trötthet: nervsystemet kan inte skapa impulser tillräckligt eller tillräckligt snabbt för att upprätthålla stimulansen och orsaka att kalcium frigörs.
3. Frivillig nervsystemkontroll: nerven som berättar muskeln att dra ihop sig slutar skicka den signalen eftersom hjärnan säger det till, så inga fler kalciumjoner kommer in i muskelcellen och sammandragningen stannar.
4. Information om sensoriska nervsystemet: Till exempel ger en sensorisk neuron (nerver som upptäcker stimuli som smärta eller hur tungt något är) feedback till hjärnan som indikerar att en muskel skadas medan du försöker lyfta en tung vikt och följaktligen stoppas impulsen till den muskeln som säger att den ska komma i kontakt.
i gymmet eller under träning är nästan all muskeltrötthet som uppstår energisystem trötthet. Det vill säga arbetshastigheten inom muskeln kan inte bibehållas eftersom ATP (energi) inte längre kan tillhandahållas. Styrka och hypertrofi (träning för att göra musklerna starkare eller större) träning är främsta exempel på de typer av träning som kan orsaka muskelsvikt på grund av trötthet i energisystemet.