Какво е контрактилитет?

Нещо, което много обичам, е ходенето на къмпинг – Ще започна, като ти разкажа малка история за скорошен къмпинг. Сутринта, около 9, обичам да отивам към реката. Винаги е забавно. И този ден не беше различен. Отидох до реката с голяма усмивка на лице. Искам да помисля за този момент. Всъщност, ако спрем времето около 9 часа, когато съм на реката, какво ще видиш в сърцето ми? Какво ще забележиш? Сърцето има, разбира се, нерви, които отиват до него, имаме симпатикови нерви. Тези симпатикови нервни постоянно освобождават някакво количество невротрансмитер. Невротрансмитерът, разбира се, е просто химикал, който помага за изпращане на съобщение. Това е невротрансмитерът ми и ще го нарека норепинефрин, което е определеният невротрансмитер, който ще освобождаваме. Норепинефринът идва от нерва и се насочва към сърдечната ми клетка. И, разбира се, сърдечната ми клетка има малки рецептори на повърхността си. Да кажем, че един от тези три рецептора получава сигнала. Този тук освобождава сигнала в тази сърдечна клетка. И, разбира се, в сърдечната клетка ще навлезе калций. Вече говорихме как се случва това, така че знаеш, че това се случва. Ако този калций навлезе в сърдечната клетка, къде ще отиде? Имаш, разбира се, мускулни протеини – миозин, актин, в тази сърдечна клетка. Тези мускулни протеини ще изискват малко калций, за да работят правилно. Това е моят миозин. Нека начертая актина. Това е протеинът актин. Този актин е в малко скупчена ситуация. Този актин е струпан в едно. Когато кажа "скупчен", имам предвид, че има много малко място, понеже това ще е краят на систолата. Нека приемем, че сме в края на систолата. Ще запиша това тук. Края на систолата. Оказва се, че когато спрях времето в 9 сутринта, в този малък магичен момент във времето, края на систолата... част от този калций ще се прикрепи към тропонин С. Ще разпръсна произволно малко калций. Не обмислям много къде точно отива. Той навлиза навсякъде. Въпросът е колко миозинови главички работят. Ще оградя в червено тези, които работят. Това ще работи, понеже е близо до актин, има калций и актинът е с подходящия поляритет. Но следващия, този, няма да оградя, понеже е с неподходящия поляритет. На този калция му е много далеч. От грешната страна е. И този тук ще бъде ограден, понеже има калций на актин с подходящ поляритет. Ще оградя и него, поради същата причина. Не мога да оградя тези двете, понеже са с неподходящия поляритет. Но ще оградя този. Имаме около 4 от 20 работещи. Ще запиша това като 4 от 20, което ни дава... какво? 20% 20% от миозиновите главички работят. Не е страхотно, но не е ужасно. Да обобщим, в 9 часа сутринта си вървях покрай реката и в този момент, в края на систолата, ако исках да видя колко от миозина работи, бих казал 20%. Тази нощ, в 9 вечерта, се случи нещо интересно и излязох навън. Исках да разгледам за последно. Срещнах страшно животно, страшен звяр, бих казал. Това животно имаше четири крака – да видим дали можеш да разпознаеш това – раирана опашка и раирано тяло. Това ужасно малко създание е миеща мечка. Това е миещата ми мечка с грозно малко лице. Тази миеща мечка ме уплаши. Трябва да знаеш, че имам страх от миещи мечки. Това беше много плашещо събитие за мен. Изкрещях и не бях щастлив. Какво ставаше в сърцето ми в този момент? Нека направим малко копиране и поставяне. Добре, сега просто ще опитам да копирам и поставя малко от това, ще изтрия частите, които не отговарят на случая. Имам нещо такова. Нека бързо изтрия частите, които не искам. Да започнем тук. Имам симпатиковите нерви, които сега ще полудеят. Ще начертая гигантска стрелка, понеже те ще изпращат съобщение, че тази миеща мечка е ужасна и страшна. Ще освободят много невротрансмитер. Просто ще освободят много, много невротрансмитер. Това е важно. Така бива предаден сигналът. Сега всички рецептори получават този сигнал. Този сигнал означава, че калций ще наводни клетката. Имам много повече калций в клетката си, отколкото преди, много, много калций. Знаем, че това е ключовият начин, по който нервите изпращат съобщение. Те помагат, като изпращат йони в клетките. Клетката ни сега е препълена с калций. Сега просто мога да разпръсна калций навсякъде, просто да го разпръсна навсякъде. Да видим какво се случва сега. Имам калций навсякъде. Същият въпрос като преди – колко миозинови главички ще работят? Нека оградим тези, които работят. Все още имаме няколко, които няма да работят, понеже са блокирани от актин с неподходящия поляритет. Но тези сега работят. Всички тези работят. От тази страна имам и други. Имам много, много работещи миозинови главички. Имаме 5, 10, 11, 12. Имаме 12 от 20. Или това ни дава 60% сега, вместо само 20%. Ще направя малко повече място на екрана. Но да помислим за това – фактът, че в 9 сутринта сърцето ми в края на систолата, работеше на 20%, а сега работи на 60%. Какво точно означава това? Как можем да съберем това в изображение, което можем да запомним и да разберем? За тази част мисля, че може да е полезно да разгледаме кривите налягане-обем. Имаме тази идея, че в края на систолата имаме връзка, наречена връзка между крайно систоличните налягане и обем. Ще начертая това тук. Нещо такова. Това е скица на връзката между крайно систоличните налягане и обем. И жълтото ще е за 9 сутринта. Нека просто помним това. Това се случваше сутринта, когато бях спокоен. В края на систолата казах, че имахме около 20% работещи миозинови главички. Нека взема една точка тук, мога да взема всяка точка. Избирам я на случаен принцип. Да кажем, че това е обемът в тази точка и ако го запълня с кръв, ще изглежда ето така. В тази точка имаме работниците си. Помни, работниците ни представляват колко сила на съкращение има. Работниците ни дърпат това въже. И работникът ни – бързо ще го скицирам – може би изглежда ето така. Имам друг работник тук – очевидно, с дълги ръце. Ако погледна лицата на работниците ми – понеже начертах лицата много, много малки, трудно е да ги видим – те дърпат. Те не са мързеливи. Не си стоят. Те дърпат и това е лицето на някой, който работи на 20%. В същия този момент, вместо да дърпа на 20%, да кажем, че дърпа на 60%. Да се уверим, че е същото като другото. Ако дърпах на 60%, сега мога да създам повече налягане. Същият обем. И ще скицирам по-нависоко – нещо такова. При същия този обем ще изглежда ето така. Опитвам да начертая същия обем, за да ми повярваш. Това е същият обем. Ще го запълня с кръв. Имаме двама работници, които правят същото нещо. Имаме работници, дърпащи тази лява камера, и тези работници работят много по-усилено. Работят много по-усилено от преди и дърпат в същите посоки, противоположно един на друг. Ако погледнеш лицата им, ще забележиш, че са съсредоточени. Те се опитват... Опитват се да издърпат тази лява камера. Докато работят толкова по-усилено – може би трябва да запиша процента. Нека запишем 60% тук. Работят толкова по-усилено. За всеки даден обем, същия обем, ще имат много по-високо налягане. Ще могат да създадат по-високо налягане. И това виждаш. Този обем е същият. Опитах да го скицирам същия, но сега можеш да видиш, че е точно същата точка. И все пак налягането е много по-високо. Това, разбира се, е 9 вечерта. Това беше, когато бях уплашен. Това е скицата ми за 9 часа вечерта. Обратно към 9 сутринта, сутрешната скица, да кажем, че извадя малко обем от сърцето ми. Налягането ще падне и ще продължи да пада. И, помни, така създадохме тази права. Тя приключва тук долу. Ще направя същото нещо и за 9 часа вечерта. Ще намаля малко обема и ще получа по-ниско налягане. Ако намаля обема отново, ще получа по-ниско налягане и, в крайна сметка, стига долу до същата точка. Понеже, помни, трябва ти минимално количество обем, някакво минимално количество, за да можеш да генерираш налягане. И това ще е един и същи минимум и за двете ситуации. Трябва ти това минимално количество. Но като минеш нагоре от тази точка, ще получиш различен наклон. Това, което създаваш, са две прави с различен наклон. Разликата е отразена в процентите работа. 60%-ната права е различна от 20%-ната права. Мога дори да те проверя. Мога да питам: "Ами ако начертая една права?" Ще направя малко място. Ами ако начертая права по средата? Ако начертая зелена права, която изглежда ето така? Ще предположиш ли какъв процент работа е това? Ще кажеш, че изглежда е между 20 и 60. Не знам, може би 40%. Това може да е предположението ти. Казвам, че можеш да промениш наклона на правата нагоре или надолу и това отразява колко усилено мускулът се съкращава. Това ни връща към миозиновите главички, които използваш за съкращение. Това означава, че наклонът на правата за тези три прави, които начертах тук, отразява идея, наречена контрактилитет. Ще видиш, че контрактилитетът се споменава през цялото време. Той е равен на наклона на тази права. Можеш да промениш наклона на тази права. Основният начин е чрез калций. Калцият променя наклона на правата. И, помни, така работят симпатиковите ни нерви. Това е основният начин, по който симпатиковите нерви променят или влияят на тази права. Симпатикови нерви. Накрая искам да се уверя, че не помисли, че това е единственият начин да промениш контрактилитета. Можеш също да промениш рН-то, да промениш температурата – всички тези неща ще повлияят на работата на миозина. Понеже, разбира се, миозинът е протеин, а протеините имат нужда от идеално рН или температура. Споменавам това, просто за да знаеш. Но винаги мислим за този начин. Основната причина е, че симпатиковата система го контролира толкова добре.