Back to chapter

20.7:

התכווצות שריר

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Muscle Contraction

Languages

Share

התכווצות רצונית של שריר השלד מתחילה במוח כמאמץ מודע מן האונה המצחית אל האזור המוטורי העיקרי, לפני הפעלת נוירון מוטורי אלפא הממוקם בחלק הקדמי של חוט השדרה. האות ממשיך לאורך העצב אל סיבי השריר הספציפי, כגון שריר הזרוע הדו-ראשי, שם הדחפים העצביים נפסקים בצומת עצב-שריר. אז, הנוירון המוטורי יוצר קשר סינפטי עם סיבי השריר ומעורר את השחרור של המוליך העצבי, אצטילכולין, שבתורו מפעפע מעבר למרווח הסינפטי ונקשר לקולטנים.כתוצאה מכך, הסרקולמה הופכת לחדירה יותר עבור יוני נתרן, מה שמניב יותר פוטנציאלי פעולה שיתפזרו לאורך פני השטח החיצוניים ולתוך הפנים של סיבי השריר T דרך צינוריות רוחביות, או צינוריות. הדבר מעורר את שחרורם של יוני סידן מהרשתית הסרקופלסמית לתוך סיבוני השריר מיופיברילים. שחרור זה של סידן יוזם היווצרות גשרי רוחב של אקטין ומיוזין, ונצפים כיווצי וקיצורי השריר.

20.7:

התכווצות שריר

 

In skeletal muscles, acetylcholine is released by nerve terminals at the motor end plate—the point of synaptic communication between motor neurons and muscle fibers. Binding of acetylcholine to its receptors on the sarcolemma allows entry of sodium ions into the cell and triggers an action potential in the muscle cell. Thus, electrical signals from the brain are transmitted to the muscle. Subsequently, the enzyme acetylcholinesterase breaks down acetylcholine to prevent excessive muscle stimulation.

 

Individuals with the disorder myasthenia gravis, develop antibodies against the acetylcholine receptor. This prevents transmission of electrical signals between the motor neuron and muscle fiber and impairs skeletal muscle contraction. Myasthenia gravis is treated using drugs that inhibit acetylcholinesterase (allowing more opportunities for the neurotransmitter to stimulate the remaining receptors) or suppress the immune system (preventing the formation of antibodies).

Smooth Muscle Contraction

Unlike skeletal muscles, smooth muscles present in the walls of internal organs are innervated by the autonomic nervous system and undergo involuntary contractions. Contraction is mediated by the interaction between two filament proteins—actin and myosin. The interaction of actin and myosin is closely linked to intracellular calcium concentration. In response to neurotransmitter or hormone signals or stretching of the muscle, extracellular calcium enters the cell through calcium channels on the sarcolemma or is released intracellularly from the sarcoplasmic reticulum. Inside the cell, calcium binds to the regulatory protein calmodulin. The calcium-calmodulin complex then activates the enzyme myosin light chain kinase, which phosphorylates myosin and allows it to interact with actin, causing the muscle to contract.

Suggested Reading

Webb, R. Clinton. “Smooth Muscle Contraction and Relaxation.” Advances in Physiology Education 27, no. 4 (December 1, 2003): 201–6. [Source]

Kuo, Ivana Y., and Barbara E. Ehrlich. “Signaling in Muscle Contraction.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 7, no. 2 (February 2015). [Source]