Kas kasılmasının temel mekanizması kayan filament teorisini içerir. İşte sürece ilişkin bir genel bakış:
Aktin ve Miyozin Filamentleri:Kaslar, aktin ve miyozin adı verilen uzun, paralel protein filament demetlerinden oluşur. Aktin filamentleri incedir ve aktin adı verilen bir protein içerir; miyozin filamentleri ise daha kalındır ve miyozin adı verilen bir protein içerir.
Motor Üniteler:Kaslar, her biri bir motor nöron ve onun innerve ettiği kas liflerinden oluşan çok sayıda motor üniteye bölünmüştür. Bir motor nöron, sinir sisteminden bir sinyal aldığında, kas lifleri üzerindeki reseptörlere bağlanan nörotransmitterleri serbest bırakır.
Kalsiyum Salınımı:Nörotransmitterlerin bağlanması, kas hücreleri içindeki kalsiyum depolama organeli olan sarkoplazmik retikulumdan kalsiyum iyonlarının (Ca2+) salınmasını tetikler.
Kalsiyumun Troponin'e Bağlanması:Kalsiyum iyonları, aktin filamentleri üzerinde bulunan troponin adı verilen bir proteine bağlanır. Bu bağlanma, troponinde konformasyonel bir değişikliğe neden olur ve bu da tropomiyosin adı verilen bloke edici bir molekülü, aktin filamentleri üzerindeki bağlanma bölgelerinden uzaklaştırır.
Miyozin Baş Bağlanması:Aktin filamentleri üzerindeki açıkta kalan bağlanma bölgeleri artık miyozin moleküllerinin başlarıyla etkileşime girebilir. Her miyozin başı, enerji kaynağı olarak görev yapan bir adenozin trifosfat (ATP) molekülü içeren küresel bir yapıya sahiptir.
ATP Hidrolizi:Miyozin başlarının aktin filamentlerine bağlanması, ATP'nin adenozin difosfat (ADP) ve inorganik fosfata (Pi) hidrolizini tetikler. Bu hidroliz olayı kas kasılması için gerekli enerjiyi sağlar.
Güç Vuruşu:ATP hidrolizinden sonra, miyozin kafasında konformasyonel bir değişiklik meydana gelir ve bu da onun dönmesine ve aktin filamentini sarkomerin (bir kas lifinin tekrarlayan birimi) merkezine doğru çekmesine neden olur. Güç vuruşu olarak bilinen bu çekme hareketi, kas lifinin kısalmasına ve kuvvet oluşmasına neden olur.
Gevşeme:Aksiyon potansiyeli sona erdiğinde, kalsiyum iyonları aktif olarak sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır ve troponinden ayrılır. Bu, tropomiyozinin aktin filamentlerine yeniden bağlanmasına yol açarak miyozin bağlanma bölgelerini bloke eder ve kasın gevşemesine neden olur.
Kaslar bu kasılma ve gevşeme döngüsünü sürekli tekrarlayarak hareket oluşturabilir, duruşu koruyabilir ve kuvvet üretimi gerektiren çeşitli vücut fonksiyonlarını yerine getirebilir. Bir kas içindeki birden fazla motor birimin koordinasyonu ve sinir sisteminden gelen girdiler, kas kasılmalarının hassas kontrolüne ve düzenlenmesine olanak tanır.