Ce face mușchii să se contracte?

Creierul trimite un semnal electric către fibrele musculare, ceea ce determină eliberarea calciului în interiorul fibrelor. Calciul permite proteinelor de miozină să se cupleze la proteinele de actină. ATP-ul furnizează energia necesară miozinei pentru a trage. Atunci când milioane de asemenea acțiuni minuscule se produc simultan, mușchiul se scurtează și generează mișcare.

Mușchii sunt extraordinari. Datorită lor poți ciupi corzile unei chitare, lovi o minge de fotbal sau bate palma cu prietenii. Când decizi să te miști, creierul le transmite mușchilor ce să facă, iar aceștia intră imediat în acțiune. Dar ce se întâmplă, de fapt, în interiorul mușchilor pentru ca mișcarea să fie posibilă?

Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie mai întâi să înțelegi cum sunt alcătuiți mușchii.

Din ce sunt alcătuiți mușchii

Fiecare mușchi din corpul tău este un organ și, asemenea tuturor celorlalte organe, este alcătuit din celule. Celulele musculare, numite fibre musculare, au o formă puțin diferită de cea a majorității celorlalte celule. Fibrele musculare sunt lungi și seamănă cu niște frânghii. Ele se pot întinde și scurta, într-un mod asemănător unui cordon elastic.

Fiecare mușchi conține numeroase asemenea fibre, aliniate una lângă alta, asemenea firelor de spaghete uscate dintr-un pachet. Unii mușchi sunt alcătuiți din sute de mii de fibre.

Mușchii pe care îi folosești pentru a-ți mișca organismul se numesc mușchi scheletici, deoarece pun în mișcare oasele. Fiecare mușchi este prins de oase prin tendoane. Atunci când un mușchi se scurtează, el trage de tendon, iar tendonul trage de os, permițându-ți să te miști.

Frânghii microscopice trase de „mâini”

Celulele tale sunt pline de mecanisme moleculare alcătuite din proteine. Acestea ajută celulele să-și îndeplinească funcțiile.

Actina și miozina sunt două proteine extrem de importante pentru fibrele musculare. Actina seamănă cu o frânghie microscopică, iar miozina cu o mână microscopică. Atunci când milioane de „mâini” minuscule de miozină se prind de „frânghiile” de actină și trag simultan, fibra musculară se scurtează. Oamenii de știință spun că mușchiul se contractă.

Trebuie observat că micile „mâini” pot doar să tragă de „frânghii”. Ele nu împing niciodată. Din acest motiv, mușchii pot exercita numai forțe de tracțiune.

Poți verifica singur. Îndoaie cotul. Mușchiul de pe partea interioară a brațului se numește biceps. Atunci când se scurtează, el trage de antebraț și îl îndoaie. Acum întinde brațul. Mușchiul aflat pe partea din spate a brațului se numește triceps, iar acesta trage pentru a îndrepta brațul. Nu este nevoie de nicio împingere.

Transmiterea comenzii de mișcare

Așa produc mușchii mișcarea, dar micile „mâini” de miozină nu trag permanent. Ce le spune când trebuie să tragă? Răspunsul este creierul.

Creierul și mușchii comunică prin intermediul electricității. Când decizi să te miști, creierul generează un semnal electric pe care îl trimite către mușchi. Pentru a ajunge la aceștia, semnalul coboară prin măduva spinării, apoi se deplasează de-a lungul nervilor care sunt conectați la fibrele musculare.

Aceste semnale se deplasează cu viteze de peste 320 de kilometri pe oră. Ele ajung la mușchi atât de repede, încât mișcarea pare aproape instantanee. Din fericire, în cazul mișcărilor obișnuite, precum mersul sau scrisul, creierul trimite aceste semnale automat, astfel încât nu trebuie să te gândești conștient la ele.

Atunci când un semnal electric ajunge la fibrele musculare, el determină deschiderea unor mici săculețe pline cu calciu. Cât timp calciul rămâne închis în aceste săculețe, „mâinile” de miozină nu se pot prinde de „frânghiile” de actină. Dar atunci când calciul este eliberat, acesta acționează asemenea unei chei și deblochează actina, astfel încât miozina să se poată fixa de ea.

Oamenii de știință numesc acest sistem de depozitare a calciului reticul sarcoplasmatic.

După ce calciul permite miozinei să se prindă de actină, „mâinile” de miozină au în continuare nevoie de energie pentru a trage. Această energie provine dintr-un combustibil celular special numit ATP. ATP-ul reprezintă principala sursă de energie pentru toate celulele corpului. Organismul folosește alimentele pe care le consumi pentru a produce ATP, iar ATP-ul furnizează energia necesară proteinelor, astfel încât celulele să-și poată îndeplini funcțiile.

Cum funcționează întregul mecanism

Așadar, ce face mușchii să se contracte? Este nevoie de o întreagă echipă formată din electricitate, calciu, ATP și proteine, care lucrează împreună.

Mai întâi, creierul trimite un semnal electric către fibrele musculare. Acesta determină eliberarea calciului în interiorul fibrelor. Calciul permite proteinelor de miozină să se prindă de proteinele de actină. ATP-ul furnizează energia necesară miozinei pentru a trage. Atunci când milioane de asemenea trageri minuscule se produc simultan, mușchiul se scurtează și generează mișcare.