Spieren genereren kracht via een complex proces waarbij interacties betrokken zijn tussen actine- en myosinefilamenten, die componenten zijn van spiervezels. Hier is een vereenvoudigde uitleg van het proces:

1. Glijdend filamentmechanisme :Spiercontractie vindt plaats via een proces dat het glijdende filamentmechanisme wordt genoemd. Wanneer een spier een signaal ontvangt van het zenuwstelsel, veroorzaakt dit de afgifte van calciumionen uit het sarcoplasmatisch reticulum (SR), de interne calciumopslag van de spier.

2. Calciumbinding :De verhoogde calciumconcentratie in de spiervezels leidt tot de binding van calciumionen aan troponine, een eiwit dat geassocieerd is met de actinefilamenten. Deze binding veroorzaakt een conformationele verandering in het troponinemolecuul, waardoor een bindingsplaats op de actinefilamenten voor myosine vrijkomt.

3. Myosinebinding :Myosine, het belangrijkste krachtgenererende eiwit in de spieren, bestaat uit twee bolvormige koppen en een lange staart. De myosinekoppen bevatten ATPase-activiteit en kunnen binden aan de blootgestelde bindingsplaatsen op de actinefilamenten.

4. Vorming van kruisbruggen :Wanneer myosinekoppen zich binden aan actine, vormen ze kruisbruggen tussen de actine- en myosinefilamenten. Deze binding wordt vergemakkelijkt door de aanwezigheid van ATP (adenosinetrifosfaat), de energievaluta van de cel.

5. Krachtslag :Bij ATP-hydrolyse ondergaat de myosinekop een conformationele verandering, waarbij het actinefilament naar het midden van de sarcomeer, de zich herhalende eenheid van spiervezels, wordt getrokken. Deze beweging genereert kracht en zorgt ervoor dat de spier samentrekt.

6. ADP-vrijgave :Na de krachtslag komen ADP (adenosinedifosfaat) en anorganisch fosfaat (Pi) vrij uit de myosinekop, waardoor de myosinekop gebonden blijft aan actine in een energiearme toestand.

7. Herbevestiging van ATP :Een nieuw ATP-molecuul bindt zich aan de myosinekop, waardoor de myosinekop loskomt van het actinefilament. De spiervezel kan dan de cyclus van kruisbrugvorming, krachtslag, ADP-afgifte en ATP-herbevestiging herhalen, wat leidt tot voortdurende spiercontractie.

Dit proces gaat door zolang er calciumionen aanwezig zijn en ATP beschikbaar is. Wanneer het signaal van het zenuwstelsel wegvalt, worden de calciumionen terug in de SR gepompt, wat leidt tot ontspanning van de spier.

Over het geheel genomen omvat het genereren van spierkracht het glijden van actinefilamenten langs myosinefilamenten door herhaalde cycli van kruisbrugvorming, krachtslag en onthechting, aangedreven door ATP-hydrolyse.