vad är glidfilamentteori?

Glidfilamentteori är en modell som används för att förklara mekanismen genom vilken musklerna sammandrags. Sammandragningen av skelettmuskeln, som gör rörelse möjlig, sker på tre sätt. Koncentrisk muskelkontraktion involverar förkortning av muskelfibrer, som i en bicepkrullas lyftfas, medan excentrisk muskelkontraktion görs möjlig genom förlängning av muskelfibrer, som i sänkningsfasen hos en bicepkrull. Isometrisk sammandragning är en annan möjlighet, under vilken muskeln inte förändras i längd medan en sammandragning upprätthålls, liksom att stoppa vikten halvvägs genom en bicepkrull och håller armbågen vid 90 grader. Glidfilamenttheori beskriver processen som gör dessa förändringar i muskellängd och därmed muskelkontraktion, möjlig.

Två typer av proteiner som finns i muskelceller, aktin och myosin, arbetar tillsammans för att producera dessa sammandragningar, eftersom de är ordnade i filament som glider förbi varandra, vilket ger glidfilamentteori sitt namn. Inom varje muskelcell bildar aktinproteinkedjor passiva tunna trådar som arbetar i samband med tjocka trådar i myosin, ett motor- eller rörelseprotein som ger kraften i muskelkontraktion. För att göra detta glider myosinfilamenten fram och tillbaka längs aktinfilamenten i en enhet inuti muskelcellen som kallas sarkomeren. Varje muskelcell kan innehålla hundratusentals sarcomerer, en bandliknande struktur som expanderar och kontraherar som en enhet som aktin och myosinfilamenten glider förbi varandra. Det är band av sarkomerer som ger musklerna sitt strimmiga utseende.

Under glidfilamentteori alterneras myosinfilamenten med aktinfilament i horisontella linjer, ungefär som de röda och vita randarna på den amerikanska flaggan. Myosinproteinerna glider längs aktinet och släpper ut kalciumjoner som tillåter huvudet på varje myosinprotein att binda till en plats på aktinfilamentet. När myosinet binder sig till aktin längs dessa platser, som myosinet drar de två filamenten över varandra, vilket resulterar i en övergripande förkortning av sarkomeren, som en besättning av roddare i en skalle som drar sina årar samtidigt. Denna kollektiva förkortning möjliggörs genom hydrolys av adenosintrifosfat (ATP), kroppens huvudsakliga energikälla för många cellulära funktioner och resulterar i sammandragning av muskelcellen.

När aktin och myosinfilamenten binder och “stroke” inträffar, drar aktinfilamenten mot sarkomärens mitt, avlägsnas myosinhuvudet från aktin och ATP laddas upp i dessa filament igen och orsakar nästa slag av filamenten. Om ingen muskelkontraktion behövs och muskeln ligger i vila, bryter ett protein som kallas tropomyosin sig runt aktinfilamenten, blockerar bindningsställena och därigenom förhindrar myosinet från att binda till aktinet så att ingen muskelkontraktion kan inträffa. Glidande filamentteori förklarar också hur cytokinesis eller celldelning sker, med glidfilamentmekanismen som får en cell att klämma i två under mitos.