Știm din ultimul video că dacă avem o concentrație mare
de calciu ionic în celula musculară, acești ioni
de calciu se vor lega de troponină care va le
schimba formele într-un fel în care tropomiozina va
fi dată la o parte și deci apoi capetele de miozină pot
urca de-a lungul filamentelor de actină și apoi vom
avea de fapt, contracții musculare.
Deci concentrație ridicată de calciu, sau concentrația ionilor de calciu,
avem contracție.
Concentrație scăzută de ioni de calciu, aceste proteine ​​troponine merg la
confirmarea lor standard și ele trag-- sau poți spune
mută tropomiozina înapoi în calea capetelor de
miozină-- și nu avem contracție.
Deci următoarea întrebare firească este, cum regulează mușchiul
dacă avem concentrația de calciu ridicată și
contracția sau concentrația de calciu scăzută și relaxare?
Sau chiar o întrebare mai bună este, cum face
sistemul nervos asta?
Cum le spune sistemul nervos mușchilor să se contracte,
să facă concentrația de calciu ridicată și
contracție sau să o facă scăzută din nou și relaxare?
Și pentru a înțelege asta, hai să facem o mică recenzie a
ceea ce am învățat în videoclipurile despre neuroni.
Lasă-mă să desenez terminalul jocțiunei
unui axon, aici.
În loc să aibă o sinapsă cu o dendrită a unui alt
neuron, va avea o sinapsă cu o
celulă musculară reală.
Deci aici este sinapsa cu celula musculară reală.
Asta este o sinapsă cu o celulă musculară.
Lasă-mă să notez tot pentru a nu deveni confuz.
Acesta este axonul.
Îl putem numi capătul terminalului unui axon.
Asta este sinapsa.
Doar puțină terminologie din videoclipurile despre neuroni-- acest spațiu
era o despicătură sinaptică.
Acesta este neuronul presinaptic.
Ăsta este-- cred că îl poți vedea cumva--
celula postsinaptică.
Nu este un neuron în acest caz.
Și apoi așa avem-- acesta este
membrane celulei musculare.
Și voi face-- probabil următorul video sau poate
un video după asta, îți voi arăta anatomia
unei celule musculare.
Aici, va fi puțin abstract deoarece chiar
vrem să înțelegem cum concentrația
ionului de calciu este regulată.
Aceasta se numește sarcolemă.
Deci asta este membrana celulei musculare.
Iar asta de aici-- ți-ai putea imagina că este doar un pliu
în membrana celulei musculare.
Dacă ar fi să mă uit la suprafața celulei musculare,
ar arăta puțin cam ca o gaură sau
o indentare care intră în celulă, dar aici am făcut o
secțiune transversală, așa că îți poți imagina pliindu-se, dar dacă
ai înțepat cu un ac sau ceva, asta este
ceea ce vei primi.
Vei avea un pliu în membrană.
Iar ăsta de aici este numit tubul T.
Iar T-ul vine de la transversal.
Merge transversal către suprafața membranei.
Și chiar aici-- iar acesta este un lucru foarte important în
acest video, sau organita foarte
importantă din acest video.
Ai acest organit în celula musculară numit
reticulul sarcoplasmic.
Și este de fapt destul de asemănător cu un reticul
endoplasmatic într-un fel sau poate este
legat de un reticul endoplasmatic-- dar aici principala funcție
este stocarea.
În timp ce un reticul endoplasmatic, este implicat în
dezvoltarea proteinei și are ribozomi atașați, dar
dar acesta este doar un organit depozit.
Ceea ce face reticulul sarcoplasmic este că are pompe
de calciu ionic pe membrană și acestea sunt ATPaze,
ceea ce înseamnă că folosesc ATP pentru a alimenta pompa.
Deci ai ATP, ATP-ul se atașează de ea, și poate un
ion de calciu se va atașa, și când ATP-ul este hidrolizat
în ADP plus o grupare fosfat, care schimbă
confirmarea acestei proteine și pompează
ionul de calciu înăuntru.
Deci ionii de calciu sunt pompați înăuntru.
Deci efectul tuturor pompelor de calciu ionic de pe
membrana reticulului sarcoplasmic este într-un mușchi
în repaus, vom avea o concentrație foarte mare de ioni de calciu
înăuntru.
Acum, cred că ai putea ghici probabil
unde duce asta.
Când mușchiul trebuie să se contracte, acești ioni de calciu
sunt aruncați în citoplasma celulei.
Și apoi sunt capabili să se lege de troponina de aici,
și să facă tot ce am vorbit în ultimul video.
Deci ceea ce ne interesează este, doar cum știe când să-și arunce
ionii de calciu în restul celulei?
Acesta este interiorul celulei.
Și deci această suprafață este ceea ce filamentele de actină și capetele
de miozină și tot restul, și troponina, și
tropomiozina-- sunt toate expuse mediului
care este aici.
Deci îți poți imagina-- aș putea să desenez aici
pentru a clarifica.
Îl voi desena foarte abstract.
Vom vedea mai mult din structură într-un video viitor.
Acesta este un desen foarte abstract, dar cred că-ți va
da un sens a ceea ce se întâmplă.
Deci să spunem că acest neuron-- și îl vom numi un neuron
motor-- semnalează pentru o contracție musculară.
Pentru început, știm cum traversează semnalele neuronii,
în special prin axoni cu un potențial de acțiune.
Am putea avea un canal sodic chiar aici.
Are voltaj, deci ai puțină tensiune
pozitivă acolo.
Asta spune acestei tensiuni legată de canalul sodic să se deschidă.
Deci se deschide și permite să intre chiar mai mult sodiu.
Asta îl face puțin mai pozitiv aici.
Deci, asta declanșează următorul canalul cu porțiune de tensiune să se
deschidă-- deci continuă să meargă în josul membranei
axonului-- și eventual, când obții suficient dintr-un prag
pozitiv, canalele calciului dependent de tensiune se deschid.
Asta este o revizuire a ceea ce am învățat
în videoclipurile despre neuroni.
Deci eventual, când devinde aproape destul de pozitiv de
aceste canale de calciu ionic, permit ionilor
de calciu să intre.
Și ionii de calciu intră și se leagă de aceste proteine
speciale aproape de membrana sinaptică sau de membrana
presinaptică chiar aici.
Aceștia sunt ioni de calciu.
Se leagă de proteine ​​care erau vezicule de andocare.
Amintește-ți, veziculele erau doar aceste membrane în jurul
neurotransmițătorilor.
Când calciul se leagă de aceste proteine, permite
să apară exocitoza.
Permite membranei veziculelor să fuzioneze cu
membrana actualului neuron și
conținutul este aruncat.
Aceasta este recenzia de la videoclipurile cu neuroni.
Am explicat mai detaliat în aceste videoclipuri, dar
ai-- toți acești
neurotransmițători sunt aruncați.
Și am vorbit despre sinapsa dintre un neuron și o
celulă musculară.
Neurotransmițătorul aici este acetilcolina.
Dar exact ce s-ar fi întâmplat la o dendrită,
acetilcolina se leagă de receptori pe sarcolemă sau
membrana celulei musculare și asta deschide canalele
sodice în celula musculară.
Deci celula musculară are de asemenea, un gradient de tensiune peste
membrană, ca un neuron.
Deci când acest tip primește niște acetilcolină, permite
sodiului să intre în celula musculară.
Deci ai un plus aici și asta cauzează o potențială
acțiune în celula musculară.
Deci apoi ai puțină sarcină pozitivă.
Dacă ajunge suficient de sus până la a nivelul pragului, se va declanșa
acest canal de tensiune chiar aici, ceea ce va permite
să intre mai mult sodiu.
Deci va deveni puțin pozitiv aici.
Desigur, are și potasiu pentru a-l inversa.
Este cam ca ce se întâmplă într-un neuron.
Deci eventual această potențială acțiune-- ai un canal
sodic chiar aici.
Devine puțin pozitiv.
Când ajunge destul de pozitiv, apoi se deschide și permite
chiar mai mult sodiu să intre.
Deci ai această acțiune potențială,
iar apoi acea acțiune potențială-- deci ai
un canal sodic chiar aici-- merge în jos acest tubul T.
Deci informația de la neuron-- ți-ai putea imagina
acșiunea potențială apoi transformată într-un fel de semnal chimic
care declanșează altă acțiune potențială care
merge în jos pe tubulul T.
Iar aceasta este partea interesantă-- și de fapt asta este o
suprafață deschisă de cercetare acum și îți voi da
niște indicii dacă vrei să citești mai mult despre această cercetare-- este că
ai un complex de proteine care în esență separă
reticulul sarcoplasmic de tubulul T.
Și îl voi desena ca o cutie mare aici.
Deci ai acest complex de proteine chiar aici.
Și îl voi arăta de fapt-- oamenii cred-- voi sorta
câteva cuvinte aici.
Conțin proteinele triadină, junctină,
calsechestrină și rianodină.
Dar sunt cumva implicate în complexul de proteine aici care
separă între tubulul T al verticulului sarcoplasmic,
dar în mare, este ce se întâmplă când această acțiune
potențială coboară aici-- deci ajungem destul de pozitivi
chiar aici, acest complex de proteine declanșează
eliberarea de calciu.
Și ele cred că rianodina este de fapt partea
care eliberează calciul, dar am putea spune
asta-- poate este declanșată aici.
Când acțiunea potențială coboară-- lasă-mă să
schimb la altă culoare.
Folosesc acest mov prea mult.
Când potențialul de acțiune ajunge destul de departe-- voi folosi roșu
aici-- când potențialul de acțiune ajunge destul de departe-- deci
acest mediu devine puțin pozitiv cu toți acești ioni de
sodiu curgând în, această cutie misterioasă-- și poți face
căutări pe net pentru aceste proteine.
Oamenii încă încearcă să înțeleagă cum această
cutie misterioasă funcționează-- declanșează o deschidere pentru toți acești
ioni de calciu pentru a elibera reticulul sarcoplasmic.
Deci apoi toți acești ioni de calciu sunt aruncați în afara
reticulului sarcoplasmic în-- doar interiorul
celulei, în citoplasma celulei.
Acum când se întâmplă asta, ce se va întâmpla?
Ei bine, concentrația ridicată de calciu, ionii
de calciu se leagă de troponină, exact cum am spus la
începutul videoclipului.
Ionii de calciu se leagă de troponină, mută tropomiozina
din drum, iar apoi miozina folosește ATP așa cum
am învățat în urmă cu două videoclipuri, poate începe să urce pe actină--
și în același timp, odată ce semnalul dispare, acest lucru
se oprește și apoi aceste pompe cu ioni de calciu vor reduce
concentrația de ioni de calciu din nou.
Și apoi contracția noastră se va opri și mușchiul va deveni
relaxat din nou.
Deci toată chestia e că avem acest recipient de
ioni de calciu care, când se relaxează mușchii, este esențial
să ia ionii de calciu în afara celulei, deci
mușchiul este relaxat astfel încât miozina să nu
urce pe actină.
Dar apoi, după ce primește semnalul, îl aruncă înapoi în
și apoi chiar avem o contracție musculară deoarece
tropomiozina este dată la o parte de troponină, deci
nu știu. Este destul de fascinant.
Este și mai fascinant căci asta nu este
complet înțeles.
Acesta este un activ-- dacă vrei să devii un cercetător
biologic, acesta ar putea fi un lucru interesant
de înțeles.
Unu, este interesant doar din punct de vedere
științific despre cum funcționează, dar aici este
de fapt-- poate sunt boli potențiale care sunt
produse secundare ale disfuncționalității proteinelor.
Poate le poți face cumva să meargă mai bine sau
mai rău, sau cine știe.
Deci aici sunt de fapt impacturi pozitive pe care le poți avea dacă
îți dai seama ce se întâmplă mai exact aici când
potențialul de acțiune apare pentru a deschide
acest canal de calciu.
Deci acum avem întreaga imagine.
Știm cum un neuron motor poate stimula o contracție a unei
celule permițând reticulului sarcoplasmic să
permită ionilor de calciu să călătorească peste această membrană în
citoplasma celulei.
Și citeam puțin înainte de acest video.
Aceste pompe sunt foarte eficiente.
Deci odată ce semnalul pleacă și această ușă este închisă aici,
acest reticul sarcoplasmic poate lua înapoi concentrația
ionică în cam 30 de milisecunde.
Deci de asta suntem așa de buni la a opri contracțiile, de ce
pot lovi și apoi retrage mâna și apoi relaxa-o
toate în câteva secunde deoarece putem opri
contracția în 30 de milisecunde, ceea ce este mai puțin de
1/30 dintr-o secundă.
Deci oricum, voi vedea în următorul video, unde vom studia
anatomia actuală a unuei celule musculare
puțin mai detaliat.