Hvad er årsagen til, at den tværgående bro løsner sig efter et elstik?

Tværbroen løsner sig i den sidste del af den aktive tilstand på grund af et komplekst forhold mellem den genererede kraft og Ca ²⁺ -følsomhed. Forholdet mellem kraft og Ca ²⁺ følsomhed forklares ud fra Ca ²⁺ -afhængig kooperativ binding af troponin til actin, hvilket ændrer myosins affinitet for actin.

Ordningen involverer multiple, svage og samarbejdsvillige interaktioner mellem de to sæt Ca ²⁺ bindingssteder på troponin og mellem disse steder og actin, troponin T og troponin I. I afslappet muskel kan myosin ikke binde til actin på grund af stærke hæmmende interaktioner af troponin og tropomyosin på det tynde filament. Disse hæmmende interaktioner lindres, når Ca ²⁺ binder til det regulatoriske sted på troponin, hvilket fører til en konformationsændring i troponin-tropomyosin-komplekset. Denne bevægelse gør det muligt for myosin at binde sig til actin og danne de tværbroer, der er ansvarlige for kraftgenerering.

Antallet af dannede tværbroer afhænger af Ca ²⁺ koncentration og graden af ​​kooperativ binding af Ca ²⁺ til troponin. Ved lav Ca ²⁺ koncentrationer, er antallet af dannede tværbroer begrænset af tilgængeligheden af ​​Ca ²⁺ bindingssteder på troponin. Som Ca ²⁺ koncentrationen stiger, mere Ca ²⁺ ioner binder til troponin og antallet af dannede tværbroer stiger. Dog ved høj Ca ²⁺ koncentrationer, den kooperative binding af Ca ²⁺ til troponin falder, og antallet af dannede tværbroer falder også.

Faldet i antallet af tværbroer dannet ved høj Ca ²⁺ koncentrationer skyldes, at den kooperative binding af Ca ²⁺ til troponin fører til en konformationsændring i troponin-tropomyosin-komplekset, der resulterer i en nedsat affinitet af myosin til actin. Denne nedsatte affinitet menes at skyldes det faktum, at den konformationelle ændring i troponin-tropomyosin-komplekset flytter tropomyosin-strengen tættere på actinfilamentet, hvilket sterisk hindrer bindingen af ​​myosin til actin.

Således forholdet mellem kraft og Ca ²⁺ følsomhed i skeletmuskulatur er kompleks, der bestemmes af den kooperative binding af Ca ²⁺ til troponin og de efterfølgende konformationelle ændringer i troponin-tropomyosin-komplekset.