Όλοι μας κάποια στιγμή στη ζωή μας πήραμε την απόφαση να σηκωθούμε από τον καναπέ και να γραφτούμε σε ένα γυμναστήριο προκειμένου να βελτιώσουμε το σώμα μας και τη φυσική μας κατάσταση. Ξεκινώντας λοιπόν με το γυμναστήριο, βρήκαμε κάποιον personal trainer, ξεκινήσαμε να αθλούμαστε και ο γυμναστής προκειμένου να μας επιμορφώσει περαιτέρω σχετικά με το πως γυμναζόμαστε σωστά μας λέει: <<Φρόντισε να κάνεις αργά την επανάληψη σε κάθε σετ προκειμένου ο μυς να κάνει καλύτερη σύσπαση ή αλλιώς κάμψη”. Όλοι μας ενθουσιασθήκαμε πολύ ξεκινώντας να μαθαίνουμε ορολογίες ανατομίας αλλά αναρωτηθήκατε ποτέ τι ακριβώς γίνεται στο μυϊκό ιστό κατά τη σύσπασή του σε κυτταρικό επίπεδο;
Πρόκειται για ένα υπέροχο βιοχημικό μονοπάτι, το οποίο είναι γνωστό ως sliding filament theory.
Οι μύες είναι ιστοί και όπως όλοι οι ιστοί του σώματός μας αποτελούνται από μικρότερες δομικές μονάδες, τα κύτταρα. Υπάρχουν διάφορα είδη μυών στο σώμα μας όπως οι γραμμωτοί και λείοι. Επιπλέον, υπάρχει ο καρδιακός μυς, ένας ιδιαίτερος μυς, που αποτελεί μια κατηγορία μόνος του και έχει χαρακτηριστικά από τους προηγουμένους δύο. Αυτή τη φορά όμως θα μιλήσουμε για τους σκελετικούς γραμμωτούς μύες, όπως για παράδειγμα ο δικέφαλος βραχιόνιος ,το γνωστό σε όλους μας “ποντίκι”, και θα εξηγήσουμε τι ακριβώς συμβαίνει σε κυτταρικό επίπεδο όταν αυτός ο μυς συσπάται.
Προκειμένου να κατανοήσουμε λίγο παραπάνω το θέμα για το οποίο θα μιλήσουμε θα ήθελα να αναλύσουμε λιγάκι τους σκελετικούς μύες αλλά και τη βασική ανατομία του κυττάρου. Ένα κύτταρο αποτελείται από την κυτταρική μεμβράνη (το τοίχωμα του που το χωρίζει απο το εξωτερικό του περιβάλλον), το κυτταρόπλασμα και τον πυρήνα του. Το κυτταρόπλασμα αποτελεί όλο το εσωτερικό του κυττάρου, εκτός από τον πυρήνα του, και περιέχει διάφορα οργανίδια καθένα με τις δικές του λειτουργείες. Μερικά παραδείγματα είναι τα ριβοσώματα, τα λυσοσώματα, τα μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi, το ενδοπλασματικό δίκτυο και άλλα.
Στην περίπτωση των μυϊκών κυττάρων, οι δομές τους αλλάζουν ονομασία, αλλά η δράση τους παραμένει η ίδια. Για παράδειγμα, η κυτταρική μεμβράνη ονομάζεται σαρκείλημμα και το ενδοπλασματικο δίκτυο σαρκοπλασματικό δίκτυο. Κάθε μυς αποτελείται από πολυπύρηνα κύτταρα τα οποία ονομάζονται μυϊκές ίνες. Προτιμάται ο όρος ίνα μιας και το μήκος αυτών των κυττάρων είναι αρκετά μεγάλο.
Οι μυϊκές ίνες αποτελούνται από συσταλτικές πρωτεΐνες που ονομάζονται μυοσίνη, ακτίνη, τροπονίνη και τροπομυοσίνη. Οι κύριες υπεύθυνες για τη σύσπαση του μυ είναι η ακτίνη και η μυοσίνη. Η σύσπαση που ξεκινά από αυτές τις δύο πρωτεΐνες είναι το μικρότερο κομμάτι της συστολής, μιας και όταν πραγματοποιείται ξεκινά μια αλληλουχία συσπάσεων που καταλήγει τελικά στη σύσπαση ολοκλήρου του μυ. Παρόλα αυτά, το να πραγματοποιηθεί η σύσπαση αυτών των δύο πρωτεϊνών δεν είναι ένα απλό φαινόμενο και χρειάζεται τη βοήθεια κάποιων άλλων παραγόντων. Ένας από αυτούς τους παράγοντες είναι το ασβέστιο.
Η σύσπαση ξεκινάει από διάφορα ερεθίσματα που μπορεί να είναι φυσικά, ηλεκτρικά ή χημικά. Το πρώτο βήμα είναι η μετάδοση ενός δυναμικού ενέργειας στην κυτταρική μεμβράνη των μυών, το λεγόμενο σαρκείλημμα όπως αναφέραμε προηγουμένως, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση ασβεστίου μέσα στο κυτταρόπλασμα ή αλλιώς σαρκόπλασμα μιας και μιλάμε για μύες. Η μυοσίνη και ακτίνη, οι δύο πρωτεΐνες που θα ξεκινήσουν τη συστολή είναι δυστυχώς “κλειδωμένες” από την τροπονίνη και την τροπομυοσίνη. Το ασβέστιο λοιπόν παίζει το ρόλο του “κλειδιού” και χρησιμεύει προκειμένου να σπάσει τα δεσμά αυτών των δύο πρωτεϊνών, επιτρέποντας στα ινίδια της ακτίνης και της μυοσίνης να ξεκινήσουν την ολίσθησή τους και να προκαλέσουν τη σύσπαση του μυ. Όταν πια το ασβέστιο αποτραβηχτεί πίσω στο σαρκοπλασματικό δίκτυο προκειμένου να αρχίσει η χαλάρωση του μυ, τότε χρειαζόμαστε το μόριο ATP. Χρειαζόμαστε δηλαδή ενέργεια, τη γνωστή μας από τη βιολογία τριφωσφορική αδενοσίνη (Adenosine Triphosphate – ATP). Κάθε σκελετικός μυς συνδέεται τουλάχιστον με μια άρθρωση ή οστό και ως εκ τούτου όταν ολοκληρώνεται η σύσπασή του προκύπτει κίνηση.
ΠΗΓΕΣ:
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554382/ Histology, Cell
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9961/ Actin,Myosin and cell movement
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25294644/ Skeletal muscle, a brief review of structure and function
