ในส่วนที่แล้ว เราได้เห็นว่าโปรตีนควบคุมสองชนิดป้องกันหัวไมโอซินไม่ให้ผ่านจังหวะบังคับได้อย่างไร เฉพาะการเพิ่มขึ้นของแคลเซียมไอออนในซาร์โคพลาสซึมเท่านั้นที่ปล่อย "ความปลอดภัย" นี้ได้โดยการวางสวิตช์ในตำแหน่ง "เปิด" เป็นการมีอยู่ของแคลเซียมอย่างแม่นยำในสภาพแวดล้อมภายในเซลล์ที่กำหนดการเริ่มต้นของเหตุการณ์ทางกลเคมีที่ซับซ้อนซึ่งอยู่ภายใต้การหดตัวของกล้ามเนื้อ
การเพิ่มขึ้นของแคลเซียมซาร์โคพลาสมิกเป็นผลจากการควบคุมเส้นประสาทที่ดี การกระตุ้นการหดตัวจะเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อโครงร่างได้รับสัญญาณจากเส้นประสาทสั่งการเท่านั้น
นอกจากโครงสร้างของเส้นประสาทแล้ว การมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า sarcoplasmic reticulum นั้นมีความสำคัญมาก ข้างในเราพบ "แคลเซียมไอออนที่มีความเข้มข้นสูง
sarcoplasmic reticulum
sarcoplasmic reticulum เป็นโครงสร้าง canalicular แบบเครือข่ายซึ่งห่อหุ้มเส้นใยกล้ามเนื้อทุกเส้นอย่างสมบูรณ์โดยแอบเข้าไปในช่องว่างภายในระหว่าง myofibril ตัวหนึ่งกับอีกตัวหนึ่ง เมื่อตรวจสอบอย่างละเอียดแล้วจะสังเกตเห็นโครงสร้างเฉพาะสองแบบ:
เส้นเล็ง: พวกมันถูกสร้างขึ้นโดย canaliculi ตามยาว (ซึ่งสะสม Ca2 + ไอออน) ซึ่ง anastomosing ซึ่งกันและกัน ไหลเข้าไปในโครงสร้างท่อขนาดใหญ่ เรียกว่า terminal cisterns ซึ่งมีสมาธิและเก็บ Ca2 + แล้วปล่อยเมื่อสิ่งเร้าที่เพียงพอมาถึง
TRANSVERSE TUBULES (T-tubules): การบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์ (sarcolemma) ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับถังเก็บน้ำปลายทาง เมมเบรนที่ปกคลุมพวกมัน เมื่อสัมผัสโดยตรงกับ sarcolemma นั้นสามารถสื่อสารกับของเหลวนอกเซลล์ได้อย่างอิสระ (จากภายนอกไปยังเซลล์)
คอมเพล็กซ์ TRANSVERSE TUBE + TERMINAL TAKS (วางไว้ที่ด้านข้าง) ถือเป็น FUNCTIONAL TRIAD ที่เรียกว่า FUNCTIONAL TRIAD
โครงสร้างเฉพาะของท่อตามขวางช่วยให้ส่งผ่านศักยภาพการกระทำได้อย่างรวดเร็วภายในเส้นใยกล้ามเนื้อโดยไม่มีเวลาแฝง
ท่อตามขวางถูกควบคุมโดยโปรตีนตัวรับที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าซึ่งการกระตุ้นเมื่อไปถึงศักยภาพในการดำเนินการจะกระตุ้นการปล่อย Ca2 + จากถังเก็บน้ำปลายทาง ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของไอออนเหล่านี้แสดงถึงเหตุการณ์เริ่มต้นของการหดตัวของกล้ามเนื้อ
พื้นฐานของการหดตัวของกล้ามเนื้อ
แรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่เกิดขึ้นจากส่วนกลางและขนส่งโดย motoenurons ไปถึงระดับแผ่นมอเตอร์และกระจายภายในเส้นใยกล้ามเนื้อด้วยระบบท่อเมมเบรน ศักยภาพในการดำเนินการและการสลับขั้วที่ตามมาของ sarcolemma กำหนดการปล่อย Ca2 + จากถังเก็บน้ำของ sarcoplasmic reticulum ไอออนเหล่านี้ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับระบบควบคุม การก่อตัวของสะพาน Actomyosin (ดูบทความเฉพาะ)
เมื่อแรงกระตุ้นที่ก่อให้เกิดการหดตัวหมดลง การผ่อนคลายของกล้ามเนื้อจะเกิดขึ้นผ่านกระบวนการที่ขึ้นกับ ATP ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อนำแคลเซียมไอออนกลับเข้าไปในเรติคูลัมซาร์โคพลาสซึม (ฟื้นฟูผลการยับยั้งของระบบโทรโปนิน-โทรโปไมโอซิน) และเป็นประโยชน์ การละลายของสะพานแอคโตไมโอซิน
การปกคลุมด้วยเส้นของกล้ามเนื้อ
การหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อเป็นผลมาจากการกระตุ้นเส้นประสาทที่ไหลผ่านเซลล์ประสาทอัลฟามอเตอร์จนกระทั่งไปถึงแผ่นมอเตอร์ ตัวเซลล์ของเซลล์ประสาทสั่งการนี้ตั้งอยู่ในฮอร์นหน้าท้องของสสารสีเทาของไขสันหลัง
เส้นใยกล้ามเนื้อหลายเส้นซึ่งมีลักษณะทางกายวิภาคและสรีรวิทยาที่คล้ายคลึงกัน ถูกปกคลุมด้วยเซลล์ประสาทสั่งการเพียงตัวเดียว เส้นใยเหล่านี้แต่ละเส้นรับสารจากเซลล์ประสาทสั่งการเพียงเซลล์เดียว
จำนวนเส้นใยที่ควบคุมโดยเซลล์ประสาทสั่งการจะแปรผกผันกับระดับความละเอียดและความแม่นยำของการเคลื่อนไหวที่กล้ามเนื้อต้องการ ยกตัวอย่างเช่น กล้ามเนื้อนอกลูกตา รองรับการเคลื่อนที่ของหลอดไฟได้อย่างแม่นยำ ด้วยเหตุนี้เซลล์ประสาทสั่งการแต่ละเซลล์จึงมีเส้นใยกล้ามเนื้อน้อยมาก ในส่วนอื่นๆ ของร่างกายที่ไม่ต้องการความประณีตมากเท่าใด อัตราส่วนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 1: 5 เป็น 1: 2000 - 1: 3000 โดยทั่วไป ยิ่งกล้ามเนื้อเล็ก หน่วยมอเตอร์ยิ่งเล็ก
คอมเพล็กซ์ประกอบด้วยเซลล์ประสาทมอเตอร์กระดูกสันหลังอัลฟ่า เส้นใยที่ปล่อยออกมา (ซึ่งออกไปและไปยังขอบที่ส่งแรงกระตุ้น) และเส้นใยกล้ามเนื้อควบคุม ถือเป็นหน่วยประสาททำงานที่ง่ายที่สุดของกล้ามเนื้อ เรียกว่า:
หน่วยประสาทวิทยา
neuromotor unit เป็นหน่วยการทำงานที่เล็กที่สุดของกล้ามเนื้อที่สามารถควบคุมได้โดยระบบประสาท
ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เราคิด เส้นใยประสาทของหน่วยมอเตอร์ไม่ได้มุ่งไปที่เส้นใยใกล้เคียงทั้งหมด อันที่จริง เส้นใยกล้ามเนื้อที่เป็นของยูนิตที่กำหนดนั้นผสมกับเส้นใยที่เป็นของยูนิตมอเตอร์อื่น การจัดเรียงเฉพาะนี้ช่วยให้มีการกระจายแรงเชิงพื้นที่ที่กว้างขึ้นของแรงที่เกิดจากยูนิตมอเตอร์ และความตึงที่ต่ำกว่าระหว่างมัดของเส้นใย
นอกจากนี้ neuromotor ไม่ได้เหมือนกันทั้งหมด โดยจำแนกตามระยะเวลาหดตัว แรงสูงสุดที่เกิดขึ้น เวลาผ่อนคลาย และเวลาล้า ซึ่งช่วยให้แยกแยะหน่วยมอเตอร์ใน:
- เลนส์ Type I (หรือ S จาก "Slow" หรือ SO จาก "Slow Glycolitic")
- ประเภทเร็ว IIb (หรือ FF จาก "Fast Fatiguing" หรือ FG "Fast Glycolitic")
- ตัวกลางประเภท IIa (หรือ FR จาก "ทนต่อความล้าอย่างรวดเร็ว" หรือ FOG "Fast Oxidative Glycolitic")
หน่วยมอเตอร์แต่ละหน่วยประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อที่มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เส้นใยต้านทาน ทั้งหมดหมายถึงหน่วยมอเตอร์ที่ช้า ในทางกลับกันสำหรับเส้นใยที่เร็ว
บทความอื่น ๆ เกี่ยวกับ "การปกคลุมด้วยเส้นของกล้ามเนื้อและ sarcoplasmic reticulum"
- การหดตัวของกล้ามเนื้อ
- กล้ามเนื้อของร่างกายมนุษย์
- กล้ามเนื้อลาย
- การจำแนกกล้ามเนื้อ
- กล้ามเนื้อมัดคู่ขนานและมัดกล้ามเนื้อ
- กายวิภาคของกล้ามเนื้อและเส้นใยกล้ามเนื้อ
- myofibrils และ sarcomeres
- แอคตินไมโอซิน
- โล่ประสาทและกล้ามเนื้อ
