Skip to main content
Global

38.17: התכווצות שרירים ותנועה - ATP והתכווצות שרירים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210116

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    ATP הוא קריטי להתכווצויות שרירים מכיוון שהוא שובר את גשר הצלב של מיוזין-אקטין, ומשחרר את המיוסין להתכווצות הבאה.

    מטרות למידה
    • דון כיצד נצרכת אנרגיה במהלך התנועה

    נקודות מפתח

    • ATP מכין מיוסין לקשירה עם אקטין על ידי העברתו למצב אנרגיה גבוהה יותר ולמיקום "דרוך".
    • ברגע שהמיוסין יוצר גשר צולב עם אקטין, ה- Pi מתנתק והמיוסין עובר את מכת הכוח, ומגיע למצב אנרגיה נמוך יותר כאשר הסרקומר מתקצר.
    • ATP חייב להיקשר למיוסין כדי לשבור את הגשר החוצה ולאפשר למיוסין להיקשר מחדש לאקטין בהתכווצות השרירים הבאה.

    מונחי מפתח

    • קו M: הדיסק באמצע הסרקומר, בתוך אזור H
    • טרופונין: קומפלקס של שלושה חלבונים מווסתים המהווה חלק בלתי נפרד מהתכווצות השרירים בשרירי השלד והלב, או כל חבר במתחם זה
    • ATPase: סוג של אנזימים המזרזים את פירוק ה- ATP ל- ADP וליון פוספט חופשי, ומשחררים אנרגיה שלעתים קרובות נרתמת להנעת תגובות כימיות אחרות

    ATP והתכווצות שרירים

    השרירים מתכווצים בתבנית חוזרת ונשנית של קשירה ושחרור בין שני הגדילים הדקים והעבים של הסרקומר. ATP הוא קריטי להכנת מיוסין לקשירה ול"טעינה" של המיוסין.

    מחזור התכווצות השרירים חוצה הגשר

    ATP נקשר תחילה למיוסין, ומעביר אותו למצב בעל אנרגיה גבוהה. ה-ATP עובר הידרוליזה ל-ADP ופוספט אנאורגני (P i) על ידי האנזים ATPase. האנרגיה המשתחררת במהלך הידרוליזה של ATP משנה את זווית ראש המיוסין למצב "דרוך", מוכן להיקשר לאקטין אם האתרים זמינים. ADP ו- Pi נשארים מחוברים; מיוסין נמצא בתצורת האנרגיה הגבוהה שלו.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): מחזור התכווצות שרירים חוצה גשרים: מוצג מחזור התכווצות השרירים חוצה הגשר, המופעל על ידי קישור Ca2+ לאתר הפעיל של האקטין. עם כל מחזור התכווצות, אקטין נע ביחס למיוסין.

    מחזור התכווצות השרירים מופעל על ידי יוני סידן הנקשרים לטרופונין המורכב של החלבון, וחושפים את אתרי הקישור הפעילים באקטין. ברגע שנחשפים אתרי הקישור לאקטין, ראש המיוסין בעל האנרגיה הגבוהה מגשר על הפער ויוצר גשר חוצה. ברגע שמיוסין נקשר לאקטין, ה- P i משתחרר, והמיוסין עובר שינוי קונפורמטיבי למצב אנרגיה נמוך יותר. כאשר מיוסין מוציא את האנרגיה, הוא נע דרך "שבץ הכוח", ומושך את נימת האקטין לכיוון קו ה- M. כאשר האקטין נמשך כ -10 ננומטר לכיוון קו M, הסרקומר מתקצר והשריר מתכווץ. בסוף שבץ הכוח, המיוסין נמצא במצב אנרגיה נמוכה.

    לאחר שבץ הכוח, ADP משוחרר, אבל הגשר החוצה נוצר עדיין במקום. לאחר מכן ATP נקשר למיוסין, מעביר את המיוסין למצב האנרגיה הגבוהה שלו, ומשחרר את ראש המיוסין מהאתר הפעיל של האקטין. לאחר מכן ATP יכול להיצמד למיוסין, המאפשר למחזור הגשר החוצה להתחיל שוב; התכווצות שרירים נוספת יכולה להתרחש. לכן, ללא ATP, השרירים יישארו במצבם המכווץ, ולא במצבם הרגוע.