Активно съкращение или пасивно свиване (поради еластичност)

Откакто за пръв път научих за миозина и актина, винаги съм го сравнявал с нещо, един вид аналогия. Дълго време си мислех, че тази аналогия е точна. Но после помислих още малко. И осъзнах, че греша. Ще споделя с теб каква беше аналогията ми и бързо ще видиш защо грешах. Ще започна, като начертая актина и миозина. Това в червено е актинът. В лилаво е миозинът. Това ще е миозинът. И, разбира се, ще начертая три различни миозини и актини. Ще ти покажа как изглеждат в различни етапи. Това е малко по-разтеглено, ще го начертая така. Последното ще бъде много разтеглено. Почти ще излезе от екрана, нещо такова. Това са трите ми актини и миозини. Ако направим стъпка назад, може би мога да ги надпиша с А, В и С. Нека кажем, че това е А. Да наречем това В. А третото ще е С. Имаме А, В и С. Ето един полезен начин да разглеждаме това. Наричаме го крива на напрежението и дължината. Ще поставя "напрежение" ето тук. И това, разбира се, е единица сила. Това е колко силно нещо се съкращава. И тук – нека всъщност да изтрия това – тук имаме дължината на саркомера. Това са двете ни оси. На графиката можем бързо да поставим къде ще са А, В и С. Можеш да видиш, въз основа на начина, по който начертах това разтягане – ще разделя това наполовина – въз основа на начина, по който го начертах, че в случай А почти няма да има никаква сила. Това ще е заключението, до което можем да достигнем. Ще е нещо такова. И В ще е някъде тук. Нека начертаем В ето тук, понеже там ще има много сила. И С ще е – ще го начертая на ръба. Почти няма сила. Спомни си, че така получаваме крива, която сме чертали преди. Нещо такова. Не начертах всички точки тук, но преминава ето така. Това е кривата ни на напрежението и дължината. Можеш да видиш къде А, В и С попадат на тази крива. От другата страна искам да начертая каква беше моята аналогия. Начинът, по който го разглеждах – също се разделя на А, В и С. Ще го запиша тук. Сравнявах го с нещо, с което си играех като дете. Винаги обичах прашки. Ще начертая три прашки. Всяка от тях има гумена лента. Ще ги разтегна до различни дължини. Да кажем, че не разтягам много първата. Втората разтягам колкото мога. А третата разтягам толкова надалеч, че се къса. И, разбира се, ако имам прашка, имам нужда от камък. Ще поставя лилавия си камък тук. И ще поставя лилавия камък тук. И този лилав камък, предполагам, трябва да го държа, понеже иначе просто ще падне. Какво би се случило, ако опитам да поставя от тази страна графика на това. Подобно на напрежението и дължината, но, в този случай, вместо напрежение, нека поставим разстояние. Това ще е разстоянието, изминато от камъка ми. Може би мога да пренапиша това и да го направя малко по-добре. Разстоянието, което камъкът ми е изминал, и това ще е тук. После на оста х мога да поставя колко съм разтегнал гумената лента. Просто ще запиша "разтягане". Знаеш, че това означава колко разтегнах гумената лента на прашката ми. Ако пусна всички три, камъкът вероятно ще падне ето тук в случай А. Ще падне ето тук на С. Но за В ще се приземи доста надалеч. Що се отнася до разстоянието, мога да го поставя на графиката. Мога да кажа, че за А почти нямах разстояние. Бих казал нула разстояние. За С важи същото нещо. Бих казал, че няма разстояние. Но за В имах много разстояние. Справих се добре с В. Винаги така съм си представял сърцето. Винаги съм мислил, че по някакъв начин е много подобно на прашка. Имаш нагоре и надолу. Винаги смятах така. Но наскоро помислих повече. Разсъждавах дали наистина е вярно. И мисля, че отговорът е не. Ще ти покажа защо. От страната на прашката – нека направим първо тази страна – какво точно имаме? Имаме еластична енергия. Това е еластичната енергия на лентата. Но има енергия, съхранена тук, понеже това е потенциална енергия. Това е много подобно на случващото се в артериите ни, където съхраняваме енергия в еластичните си големи артерии, като аортата. Но имаш тази еластична енергия и когато пуснеш камъка, преобразуваш тази енергия в кинетична енергия. Нали? Преобразуваш я изцяло в кинетична енергия. Енергия на движението. Когато пуснеш този камък, това се случва автоматично. Не трябва да влагаш енергия, понеже вече има еластична енергия, тя беше съхранена. В този смисъл, често мислим за този процес – и това е важната част – често мислим за този процес като пасивен. Често ще видиш думата пасивен. Тук ще напиша "пасивен". Това просто означава, че не трябва да добавяме никаква енергия. Но, по-точно, видът енергия, за който говорим, е химична енергия. Когато хората кажат, че това е пасивен процес, обикновено в биологията, говорим за това, че не трябва да изпозваме химична енергия. И, разбира се, в примера с прашката не беше използвана химична енергия. Но в примера ми със сърцето, в моя саркомер, има химична енергия. Всъщност това, което правим, е да преобразуваме химична енергия. И, по-точно, видът химична енергия, за която говорим, е АТФ. Спомни си, че всички тези миозинови главички работят и използват АТФ. Тук използваме енергия от АТФ. И създаваме, отново, кинетична енергия. Понякога я наричаме механична енергия. И двата пъти с кинетичната или механичната енергия исках да кажа, че сърцето бие. Имаш движение на сърцето. Начинът, по който това се случва, е чрез енергията на този АТФ. В този смисъл, понеже изгаряме АТФ, често в биологията наричаме това активен процес. И в двата случая променяш един вид енергия в друг. Разсъжденията ми не са били изцяло погрешни. Има някои прилики. В крайна сметка и двете създават движение. Има подобие тук. Променяш видовете енергия и създаваш движение. Но ключовата разлика е какъв вид енергия имаме в началото. Искам да се уверя, че е много ясно, че сърцето често изглежда като гумена лента. Често имаме чувството, че може да е като гумена лента, която разтягаш. Но никога не забравяй, че миозините използват АТФ. Това е начинът, по който можеш да създадеш кинетичната енергия. Докато при еластичната лента използваш еластична енергия. Това е ключовата разлика.