Влиянието на симпатиковите нерви върху активността на миозина

Да направим едно сравнение. Ще нарисувам три различни човека, или това може да е един и същи човек в три различни ситуации. Първият човек седи, може би гледа видео в YouTube на лаптопа си. Имаме втори човек, който се разхожда. Да видим дали мога да го начертая как върви. И имаш трети човек – да кажем, че този човек е активен и бяга. Бяга с широка крачка. Може би закъснява за тест или нещо подобно. Ще променя това, така че ръката му да не изглежда счупена. Имаме тримата си човека. И те бягат, вървят и седят. Можеш да си представиш, че ако разгледаш сърдечните им клетки, те може да правят различни неща. Всъщност, ще начертая сърдечните им клетки и ще ти покажа какво може да правят. Имаме сърдечната клетка. В този случай също ще начертая и един нерв. Това ще е симпатиков нерв. Ще запиша "s" за симпатиков нерв. Сърдечната клетка – просто за да е ясно, е камерна сърдечна клетка. Ще запиша камерна сърдечна клетка тук, за да знаем, че не говорим за пейсмейкърна или друга клетка в сърцето. Това е камерна клетка. Да си припомним някои неща, които знаем: тази камерна клетка е разклонена, тя има две малки ядра и има рецептори на повърхността си, чакащи норадреналин от този симпатиков нерв. Нали така? Вътре в тази сърдечна клетка, ако се гмурнем в сърдечната клетка, може да видим актин. Ще видиш, че това приключва върху актина. Това е Z-диск. Имаме Z-диск с актина. Начертах тези твърде приближени. Ще направя малко място тук. Но схващаш идеята. Имаме актина, подобно на въжета, и в средата имаш миозин. Миозинът ще има купища миозинови главички и тези главички ще искат да извършат работа. Те искат да придърпат актина и да издърпат този Z-диск по-близо до средата. Това искат да направят. Тези миозини си стоят тук, чакат да свършат работа. Спусъкът им за работа, разбира се, е калцият, свързващ се с тропонин-С и издърпващ тропомиозина настрани. Това са актинът и миозинът. Това тук е актинът и имаме миозин в средата. Накрая, ще начертая едно последно нещо и това е титинът. Титинът, помни, е протеин, който ще прикрепи миозина към Z-диска. Помни, Z-дискът е това нещо в края. Това тук е нашият Z-диск. Нека го начертая. Това тук е Z-дискът. Наричам го Z-диск. Понякога ще го видиш като Z-линия. Тези имена са взаимозаменяеми. Но това тук е нашият Z-диск и е свързан от тези актинови въжета, или можеш да си ги представиш като такива. Ще използваме тези въжета, за да придърпаме Z-дисковете един към друг. Това е постановката и изглежда по този начин. Сега ще взема това и ще го копирам и поставям няколко пъти, за да можем да го използваме за двете други ситуации. Имаме една тук. И можем да го направим още веднъж. Сега можеш да видиш трите ситуации една до друга и трите постановки с актина, миозина и Z-дисковете. Какво ще се случи в ситуация едно? В ситуация едно просто си седиш. Седиш щастливо. Може би гледаш нещо забавно в YouTube и нямаш много симпатикова възбуда. Няма стимулация, идваща от симпатиковите нерви. Не бягаш и не те е страх. Имаш нормално количество калций, навлизащо в клетката, когато е време да се съкрати. И имаш малко калций тук. Като погледнем от другата страна, когато калцият влезе, да кажем, че имаш малки количество калций, понеже не много идва през канала. Не активираш този канал по никакъв начин. Този калций, да кажем, се прикрепя тук и тук. И, да кажем, малко калций се прикрепя тук и тук. Когато казвам "прикрепя", помни, имам предвид, че прикрепя тропонин С. Помни това. Калцият се прикрепя тук. И какво получаваш? Ще направя таблица отстрани – това е, да кажем, е делът – опитвам се да се уверя, че го казвам правилно – делът на миозиновите главички, които работят. И ако ги преброиш, ако преброиш всички малки лилави главички – можеш да направиш това сега – ще видиш, че има 20. Това е частта миозинови главички, които работят. Какво ще получиш за първата ситуация? Калцият се е прикрепил на четири места. Той не се прикрепя завинаги. В някакъв момент калцият ще бъде върнат обратно в саркоплазмения ретикулум или ще бъде изхвърлен от клетката. Но за момента, в който сърцето ни се съкращава, за този кратък момент от време, колко миозинови главички работят? Имаме тази тук – ето тази. И имаме тази тук долу. И имаме тази и тази. Четири от тях работят. Това означава, че 16 не работят. 4 от 20 работят. Какво ни дава това? 20%. Това е равно на 20% работещи. Това не е много. Но какво ще се случи? Тези миозинови главички ще дръпнат – ще изтрия малките стрелки, за да не те объркам. Но тези миозинови главички, четирите, които работят, ще дръпнат актина насам и насам и насам, и насам, и Z-дисковете ще се приближат. Нека не се объркаме тук. Z-дисковете определено ще се приближат. Но ще отнеме малко време. Все едно имаш – можеш да помислиш така – все едно четирима от приятелите ти дърпат въже. Не е толкова ефективно, колкото да са 20. Нека преминем към ситуация номер две. В ситуация номер две, да кажем, се разхождаш и се наслаждаваш на красивия ден. Но вървиш и има малко движение. Да кажем, че симпатиковите нерви изпращат малко сигнали. Освобождава се малко невротрансмитер. Този невротрансмитер се нарича норадреналин. Малко от него бива освободен в това пространство между нерва и сърдечната клетка и, да кажем, се прикрепя към един от рецепторите. Един от рецепторите ще подаде сигнал и по време на мускулно съкращение имаш навлизащ калций. Но понеже този рецептор е изпратил сигнал, сега имаш малко допълнително калций, което означава, че този канал е бил активиран, така че освобождава повече калций. Навлиза повече калций – сега да разгледаме диаграмата си. Сега имаш повече калций, който навлиза и се прикрепя. Избирам ги на случаен принцип – да кажем към тези шест. Да изберем други шест и от тази страна. Да кажем, четири тук горе и две долу. Към тях ще се прикрепи калций. Имаш тропонин С, които се прикрепват към калций. И, разбира се, това означава, че това са миозиновите главички, които ще работят. Колко общо миозинови главички ще работят? Вместо само общо четири, сега имаме 12 миозинови главички от общо 20, или 60% са работещи. Значително повече. Точно както и преди, Z-дисковете ще се сближат, но сега придърпването ще е по-силно, понеже повече миозинови главички участват в дърпането на този Z-диск. Това е доста интересно, понеже сега можеш да видиш, че като резултат от симпатиковото влияние има повече сила в съкращението на сърцето. Вероятно можеш да предположиш какво ще стане в последния случай. Сега бягаш. Бягаш въодушевено. И, да кажем, вместо малко невротрансмитер, имаш много невротрансмитер, който е освободен, много норадреналин. Всъщност, да кажем малко тук. И трите рецептора изпращат сигнали, нали така? Понеже всичкият този норадреналин позволява голяма стимулация на клетката. С всичкия този норадреналин калциевите канали ще са много активни. Те ще изливат калций. Вместо малко калций, сега, когато имаш съкращение, получаваш много калций в клетката. И това е, разбира се, само за времето, докато клетката се съкращава. Всичкият този калций сега се прикрепва към тропонин С навсякъде, където може. Ще бъде навсякъде. Всички тези миозинови главички ще бъдат възбудени, понеже всички получават възможност да работят. С пълен набор работещи миозинови главички – имаш 20 работещи от 20. 100% от тях си вършат работата. В резултат на това сега ще имаш огромна механична сила, дърпаща тези Z-дискове един към друг. Във всички тези ситуации Z-дисковете се приближават. Но, помни, периодът от време, в който калцият е в сърцето, е ограничен. Нали така? Няма да е там вечно. Понеже, в някакъв момент, този калций ще бъде върнат обратно извън клетката или в саркоплазмения ретикулум. Докато е там, за тези малко ценни моменти, в които калцият е там, искаш сърцето да свърши колкото се може повече работа. В този случай виждаш това тук горе – ще начертая стрелка – в горната част има много малко енергийна употреба, понеже не много от миозиновите главички преобразуват АТФ и АДФ плюс фосфат. Помни, миозиновите главички, които работят – това са единствените, които преобразуват АТФ в АДФ плюс фосфат. Тези, които не работят, разбира се, не правят това. В този случай можеш също да видиш, че в допълнение към силата, другото нещо, което е по-малко в ситуацията със седенето, е че тя е в по-ниско енергийно състояние. Не изгаряш енергия. Докато тук, когато бягаш, всяка от тези миозинови главички използва АТФ. Създава много, много АДФ. Използва много енергия. Това е високоенергийна ситуация. С други думи, тук използваш много енергия. Това, разбира се, е логично. Нали така? Понеже, ако отида да бягам, ще изразходвам енергия. Докато ако просто си седя, не използвам много енергия. Сега можеш да видиш точно защо е така. Понеже в ситуацията с бягането всички 20 миозинови главички изгарят АТФ.