Cơ chế phân tử của sự co cơ

Co cơ xảy ra bởi một cơ chế sợi trượt. Hình cho thấy cơ chế cơ bản của co cơ. Nó cho thấy trạng thái giãn của một đơn vị co cơ (ở trên) và trạng thái co (ở dưới).

Trong trạng thái giãn, các đầu của các sợi actin kéo từ hai đĩa Z liên tiếp chỉ vừa đủ chồng lên nhau. Ngược lại, ở trạng thái co, các sợi actin này đã được kéo vào bên trong các sợi myosin, do đó hai đầu của chúng chồng lên nhau đến mức độ tối đa. Ngoài ra, các đĩa Z đã được kéo bởi các sợi actin đến tận đầu cuối của các sợi myosin. Như vậy, sự co cơ xảy ra bởi một cơ chế sợi trượt.

Hình. Các trạng thái giãn và co của một tơ cơ được hiển thị (ở trên cùng) sự trượt của các sợi actin (màu hồng) vào không gian giữa các sợi myosin (màu đỏ) và (ở dưới) sự kéo của các màng Z vào với nhau.

Nhưng cái gì gây ra các sợi actin trượt vào bên trong các sợi myosin? Hoạt động này được gây ra bởi lực tạo ra từ sự tương tác của các cầu nối ngang từ các sợi myosin với các sợi actin. Dưới điều kiện nghỉ ngơi, các lực này bất hoạt, nhưng khi một điện thế hoạt động di chuyển dọc theo sợi cơ, điều này gây cho lưới cơ tương giải phóng lượng lớn các ion canxi một cách nhanh chóng từ quanh các tơ cơ. Các ion canxi lần lượt kích hoạt các lực giữa các sợi myosin và actin, và sự co bóp bắt đầu. Tuy nhiên, năng lượng là cần thiết cho quá trình co bóp được tiến hành. Năng lượng này đến từ liên kết cao năng trong phân tử ATP, mà được giáng hóa thành adenosine diphosphate (ADP) để giải phóng năng lượng. Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ mô tả các quá trình phân tử của co bóp.