Kāda ir darbības potenciāla loma muskuļos?

Kad muskuļu šūnas tiek stimulētas, tās saraujas un iedarbojas vienā virzienā. Muskuļu šūnu stimulāciju izraisa nervu impulsi, kas tiek pārnesti no centrālās nervu sistēmas uz muskuļiem. Kad nervu impulss sasniedz neirona galu, tas izraisa darbības potenciāla pārnesi muskuļos, kas izraisa kontrakciju.

Ķermenī ir trīs veidu muskuļu šūnas, kas ir sirds, gludās un skeleta šūnas. Sirds muskuļi atrodas tikai sirdī, un tam ir sava iekšējā kontrakciju metode, lai gan nervi var stimulēt to paātrināt vai palēnināt, ja nepieciešams. Gludie muskuļi atrodas slāņos, kas apņem orgānus, un to stimulē autonomā vai piespiedu nervu sistēma. Skeleta muskuļi sastāv no šķiedrām un izraisa kustību. Darbības potenciālu skeleta muskuļos veic somatiskā jeb brīvprātīgā nervu sistēma.

Muskuļu šūnas nesaraujas pašas no sevis, bet vispirms tās jāstimulē ar nervu impulsu. Neironu aksoni saskaras ar muskuļu šūnām neiromuskulārajā savienojumā. Lai nodrošinātu vienlaicīgu un ātru muskuļu kontrakciju, muskuļos ir daudz neiromuskulāru savienojumu. Visi šie neironi vienlaikus sūta impulsus, lai muskuļos uzsāktu darbības potenciālu. Ja katram muskulim ir daudz neiromuskulāru savienojumu, ķermenis var kontrolēt kontrakcijas spēku, mainot vienību skaitu, kas nosūta impulsu muskuļiem.

Kad darbības potenciāls sasniedz aksona gala galu neiromuskulārā savienojuma vietā, pūslīši saplūst ar šūnas membrānu, ļaujot atbrīvot neiromediatoru – acetilholīnu. Neirotransmiters izplatās pa spraugu starp neironu un muskuļu šūnu, līdz tas sasniedz sarkolemmu, kas ir membrāna, kas ieskauj muskuļu šūnu. Acetilholīns izraisa sarkolemmas caurlaidības izmaiņas, tādējādi nātrija joni var iekļūt un iziet no membrānas. Šīs jonu izmaiņas depolarizē membrānu un izraisa darbības potenciālu muskuļos.

Kad muskuļi ir miera stāvoklī, tropomiozīns bloķē miozīna saistīšanās vietas, kas atrodas uz aktīna pavedieniem. Kontrakcijas laikā miozīns piesaistās aktīnam un veic sava veida airēšanas darbību gar aktīna pavedieniem. Tas izraisa muskuļu kontrakciju. Lai tas notiktu, miozīnam jāspēj saistīties ar aktīnu, tāpēc tropomiozīns ir jāpārvieto.

Nervu impulsa izraisītā depolarizācija izplatās pa sarkolemmu un T sistēmu – cauruļu sistēmu, kas savienota ar sarkoplazmas tīklu. Gan T sistēma, gan sarkoplazmatiskais tīkls satur kalcija jonus, kas izdalās, kad muskuļos ir darbības potenciāls. Kalcija joni izkliedējas visā muskuļu šūnā un pievienojas proteīnam, ko sauc par troponīnu, kas ir pievienots tropomiozīna pavedieniem, kas atrodas uz aktīna šķiedrām. Troponīns maina formu, kad tam pievienojas kalcija joni, kas pārvieto tropomiozīna pavedienus un atbrīvo miozīna saistīšanās vietas gar aktīna šķiedrām. Miozīns tagad var nonākt saskarē ar aktīnu un izraisīt muskuļu kontrakciju.