Πώς αναπτύσσεται ο μυς:ένας χορός κυτταρικών σκελετών
Οι μύες είναι ένας από τους πιο σημαντικούς ιστούς στο ανθρώπινο σώμα. Μας επιτρέπουν να κινούμαστε, να αναπνέουμε και να εκτελούμε όλα τα είδη άλλων βασικών λειτουργιών. Αλλά πώς αναπτύσσονται πραγματικά οι μύες;
Όλα ξεκινούν με τα κύτταρα που συνθέτουν τους μυς. Αυτά τα κύτταρα, που ονομάζονται μυϊκές ίνες, περιέχουν εξειδικευμένες δομές που ονομάζονται μυοφιλικά. Τα μυοπιλίδια είναι κατασκευασμένα από δύο τύπους πρωτεϊνών:ακτίνη και μυοσίνη. Όταν αυτές οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν, προκαλούν τη σύναψη συμβάσεων των μυϊκών ινών.
Ο αριθμός των μυοδιπλασιαστικών σε μια μυϊκή ίνα καθορίζει πόσο ισχυρό είναι. Όσο περισσότερο myofilaments υπάρχουν, τόσο ισχυρότερη θα είναι η μυϊκή ίνα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μύες γίνονται ισχυρότεροι όταν ασκούμε. Όταν ασκούμε, βλάπτουμε τις μυϊκές ίνες. Αυτή η βλάβη αναγκάζει το σώμα να επιδιορθώσει τις μυϊκές ίνες και στη διαδικασία αυξάνει τον αριθμό των μυοπιλόντων σε κάθε ίνα.
Εκτός από τον αριθμό των μυοτιδίων, η διάταξη των μυοπιστημένων επηρεάζει επίσης τη δύναμη ενός μυός. Στους περισσότερους μύες, τα μυοϊκάμοι είναι διατεταγμένα σε ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο που ονομάζεται σαρκομερές. Το σαρκομερές είναι η βασική μονάδα της συστολής των μυών.
Το μήκος του σαρκώματος καθορίζει το εύρος κίνησης ενός μυός. Όσο περισσότερο είναι το σαρκομερές, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος της κίνησης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένοι μύες, όπως τα hamstrings, είναι σε θέση να τεντώσουν μέχρι τώρα.
Η δύναμη και η διάταξη των μυοπιστημένων είναι μόνο δύο από τους παράγοντες που καθορίζουν την ανάπτυξη των μυών. Άλλοι παράγοντες περιλαμβάνουν τον τύπο των μυών, την ηλικία του ατόμου και το επίπεδο σωματικής δραστηριότητας.
Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται οι μύες, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς να βελτιώσουμε τη μυϊκή μας δύναμη και αντοχή. Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις γνώσεις για να αποτρέψουμε τους μυϊκούς τραυματισμούς και να προωθήσουμε τη συνολική υγεία.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση των κυτταρικών μηχανισμών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη των μυών:
Όταν ένας μυς διεγείρεται από ένα νεύρο, το σήμα μεταδίδεται στα μυϊκά κύτταρα μέσω της νευρομυϊκής σύνδεσης. Αυτό προκαλεί την απελευθέρωση ιόντων ασβεστίου από το σαρκοπλασματικό δίκτυο, το οποίο είναι ένα οργανισμό συνδεδεμένο με τη μεμβράνη εντός των μυϊκών κυττάρων.
Τα ιόντα ασβεστίου συνδέονται με την πρωτεΐνη τροπονίνης, η οποία βρίσκεται στα νημάτια ακτίνης. Αυτό προκαλεί μια μεταβολή διαμόρφωσης στην πρωτεΐνη τροπονίνης, η οποία εκθέτει τη θέση δέσμευσης για το κεφάλι της μυοσίνης.
Το κεφάλι μυοσίνης στη συνέχεια συνδέεται με το νήμα ακτίνης, σχηματίζοντας μια διασταύρωση. Αυτό το crossbridge τραβάει το νήμα ακτίνης προς το κέντρο του σαρκομερούς, προκαλώντας τη σύναψη συμβάσεων του μυός.
Η ενέργεια για αυτή τη συστολή προέρχεται από την υδρόλυση του ΑΤΡ, που είναι ένα μόριο που αποθηκεύει ενέργεια στους χημικούς δεσμούς της. Το κεφάλι της μυοσίνης απελευθερώνει τα ADP και τα ανόργανα φωσφορικά μόρια που παράγονται από την υδρόλυση του ΑΤΡ και στη συνέχεια δεσμεύεται σε ένα άλλο νήμα ακτίνης για να επαναλάβει τη διαδικασία.
Αυτός ο κύκλος σχηματισμού και απελευθέρωσης διασταύρωσης συνεχίζεται μέχρι να χαλαρώσει η μυϊκή ίνα. Η διαδικασία χαλάρωσης ξεκινά από τη δέσμευση ιόντων ασβεστίου στην πρωτεΐνη καλμοδουλίνης, η οποία προκαλεί την απελευθέρωση ιόντων ασβεστίου από την πρωτεΐνη τροπονίνης. Αυτή η αλλαγή διαμόρφωσης στην πρωτεΐνη τροπονίνης εμποδίζει τη θέση δέσμευσης για το κεφάλι της μυοσίνης, προκαλώντας τη διάσπαση των crossbridges και του μυός να χαλαρώσει.
Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι συστολής και χαλάρωσης των μυϊκών ινών αναγκάζουν τους μύες να αναπτύξουν δύναμη και αντοχή.
