Ενέργεια των μυών και σαρκοπλασματικό δίκτυο

Στην προηγούμενη ενότητα είδαμε πώς δύο ρυθμιστικές πρωτεΐνες εμποδίζουν τις κεφαλές μυοσίνης να ολοκληρώσουν το εγκεφαλικό επεισόδιο δύναμης. Μόνο η αύξηση των ιόντων ασβεστίου στο σαρκοπλάσμα επιτρέπει την απελευθέρωση αυτής της "ασφάλειας", τοποθετώντας τον διακόπτη στη θέση "on". Είναι ακριβώς η παρουσία ασβεστίου στο ενδοκυττάριο περιβάλλον που καθορίζει την εμφάνιση των πολύπλοκων χημειομηχανικών γεγονότων που υποκρύπτονται στη μυϊκή συστολή.

Η αύξηση του σαρκοπλασματικού ασβεστίου είναι το τελικό αποτέλεσμα του ελέγχου των λεπτών νεύρων.

Εκτός από τις νευρικές δομές, η παρουσία του λεγόμενου σαρκοπλασματικού δικτύου είναι πολύ σημαντική. Στο εσωτερικό του βρίσκουμε «υψηλή συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου.

Το σαρκοπλασματικό δίκτυο

Το σαρκοπλασματικό δίκτυο είναι μια δικτυωτή κανάλινη δομή, η οποία τυλίγει πλήρως κάθε μυϊκή ίνα, εισχωρώντας στους εσωτερικούς χώρους μεταξύ του ενός μυοϊνιδίου και του άλλου. Εξετάζοντάς το προσεκτικά, είναι δυνατό να παρατηρήσετε δύο συγκεκριμένες δομές:

ΔΙΚΤΥΑ: σχηματίζονται από διαμήκη κανάλια (που συσσωρεύουν ιόντα Ca2 +) τα οποία, αναστομώνοντας το ένα το άλλο, ρέουν σε μεγαλύτερες σωληνοειδείς δομές, που ονομάζονται τερματικές στέρνες, οι οποίες συμπυκνώνουν και διασπούν το Ca2 +, και στη συνέχεια το απελευθερώνουν όταν φτάσει ένα κατάλληλο ερέθισμα.

ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΟΙ ΣΩΛΗΝΟΙ (Τ-σωληνίσκοι): διεισδύσεις της κυτταρικής μεμβράνης (σαρκολέμα), που συνδέονται στενά με τις τελικές στέρνες. Η μεμβράνη που τα καλύπτει, όντας σε άμεση επαφή με το σαρκόλημα, είναι ελεύθερη να επικοινωνεί με το εξωκυτταρικό υγρό (έξω από το κύτταρο).

Το συγκρότημα TRANSVERSE TUBE + TERMINAL TANKS (τοποθετημένο στις πλευρές του) αποτελεί το λεγόμενο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ TRIAD.

Η ιδιαίτερη δομή των εγκάρσιων σωληναρίων επιτρέπει την ταχεία μετάδοση του δυναμικού δράσης, χωρίς καθυστερήσεις, στο εσωτερικό της μυϊκής ίνας.

Το εγκάρσιο σωληνάριο ρυθμίζεται από μια εξαρτώμενη από τάση πρωτεΐνη υποδοχέα, της οποίας η ενεργοποίηση με την επίτευξη του δυναμικού δράσης διεγείρει την απελευθέρωση Ca2 + από τις τερματικές στέρνες. Η αυξημένη συγκέντρωση αυτών των ιόντων αντιπροσωπεύει το αρχικό γεγονός σύσπασης των μυών.

Τα βασικά της συστολής των μυών

Το νευρικό ερέθισμα, που προέρχεται από το κέντρο και μεταφέρεται από τους κινητήρες, φτάνει στο επίπεδο της πλάκας κινητήρα και εξαπλώνεται μέσα στις μυϊκές ίνες χάρη στο μεμβρανώδες σωληνοειδές σύστημα. Το δυναμικό δράσης και η επακόλουθη αποπόλωση του σαρκολήματος, καθορίζουν την απελευθέρωση Ca2 + από τις στέρνες του σαρκοπλασματικού δικτύου. Αυτά τα ιόντα, αλληλεπιδρώντας με το σύστημα ρύθμισης τροπονίνης-τροπομυοσίνης, προκαλούν την απελευθέρωση της ενεργού θέσης στην ακτίνη και την επακόλουθη σχηματισμός γεφυρών ακτομυοσίνης (βλέπε ειδικό άρθρο).

Μόλις εξαντληθεί το ερέθισμα που προκάλεσε τη σύσπαση, εμφανίζεται μυϊκή χαλάρωση μέσω μιας ενεργού διαδικασίας εξαρτώμενης από ΑΤΡ, η οποία έχει σκοπό να επαναφέρει τα ιόντα ασβεστίου στο σαρκοπλασματικό δίκτυο (αποκαθιστώντας το ανασταλτικό αποτέλεσμα του συστήματος τροπονίνης-τροπομυοσίνης) και να ευνοήσει η διάλυση της γέφυρας ακτομυοσίνης.

Μυϊκή νεύρωση

Η συστολή των μυϊκών ινών είναι το αποτέλεσμα ενός νευρικού ερεθίσματος που διαπερνά έναν άλφα κινητικό νευρώνα μέχρι να φτάσει στην πλάκα του κινητήρα. Το κυτταρικό σώμα αυτού του κινητικού νευρώνα βρίσκεται στο κοιλιακό κέρας της φαιάς ουσίας του νωτιαίου μυελού.

Αρκετές μυϊκές ίνες, που έχουν παρόμοια ανατομικά-φυσιολογικά χαρακτηριστικά, νευρώνονται από έναν μόνο κινητικό νευρώνα. Κάθε μία από αυτές τις ίνες δέχεται προσαγωγούς από μόνο έναν κινητικό νευρώνα.

Ο αριθμός των ινών που ελέγχονται από τον κινητικό νευρώνα είναι αντιστρόφως ανάλογος με τον βαθμό λεπτότητας και ακρίβειας της κίνησης που απαιτεί ο μυς που τις περιέχει. Οι εξωφθάλμιοι μύες, για παράδειγμα, υποστηρίζουν την κινητικότητα του βολβού με εξαιρετική ακρίβεια. για το λόγο αυτό κάθε κινητικός νευρώνας νευρώνει πολύ λίγες μυϊκές ίνες. Σε άλλες περιοχές του σώματος, όπου δεν απαιτείται τόση φινέτσα, η αναλογία μπορεί να πάει από 1: 5 σε 1: 2000 - 1: 3000. Σε γενικές γραμμές, όσο μικρότερος είναι ο μυς, τόσο μικρότερη είναι η κινητική μονάδα.

Το σύμπλεγμα που αποτελείται από τον άλφα σπονδυλικό κινητικό νευρώνα, την επαγωγική ίνα του (που σβήνει και πηγαίνει στην περιφέρεια που μεταδίδει την ώθηση) και τις ελεγχόμενες μυϊκές ίνες, αποτελεί την απλούστερη νευρολειτουργική μονάδα του μυός, που ονομάζεται:

ΝΕΥΡΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ.

Η νευροκινητική μονάδα είναι η μικρότερη λειτουργική οντότητα του μυός που μπορεί να ελεγχθεί από το νευρικό σύστημα.

Σε αντίθεση με ό, τι νομίζει κανείς, οι νευρικές ίνες μιας κινητικής μονάδας δεν κατευθύνονται όλες σε γειτονικές ίνες. Στην πραγματικότητα, οι μυϊκές ίνες που ανήκουν σε μια δεδομένη μονάδα αναμειγνύονται με ίνες που ανήκουν σε άλλες κινητικές μονάδες. Αυτή η συγκεκριμένη διάταξη επιτρέπει μια ευρύτερη χωρική κατανομή της δύναμης που παράγεται από τις κινητήριες μονάδες και μια χαμηλότερη τάση μεταξύ των δεσμίδων ινών.

Επιπλέον, δεν είναι όλες οι νευροκινητικές μονάδες ίδιες. Ταξινομούνται με βάση τον χρόνο συστολής, την αιχμή της δημιουργούμενης δύναμης, τον χρόνο χαλάρωσης και τον χρόνο κόπωσης. Αυτό επιτρέπει τη διάκριση των μονάδων κινητήρα σε:

- φακός τύπου Ι (ή S από "Slow" ή SO από "Slow Glycolitic")

- γρήγορος τύπος IIb (ή FF από "Fast Fatiguing" ή FG "Fast Glycolitic")

- ενδιάμεσα τύπου ΙΙα (ή FR από "γρήγορη αντοχή στην κόπωση" ή FOG "Γρήγορη οξειδωτική γλυκολιτική").

Κάθε κινητική μονάδα αποτελείται από μυϊκές ίνες με ομοιογενή χαρακτηριστικά. Οι ανθεκτικές ίνες, για παράδειγμα, όλες αναφέρονται σε μονάδες αργών κινητήρων, και αντίστροφα στις γρήγορες.