De interactie tussen de eiwitten actine en myosine is cruciaal voor spiercontractie. Hier is een overzicht van hoe actine en myosine samenwerken om spiercontractie te bewerkstelligen:

1. Actine- en myosinestructuur:

Actinefilamenten zijn dunne, draadachtige eiwitstructuren die in grote aantallen aanwezig zijn in spiercellen. Myosinemoleculen daarentegen zijn dikke, langwerpige eiwitten met bolvormige koppen. Elk myosinemolecuul heeft twee koppen die zich kunnen binden aan actinefilamenten.

2. Vorming van kruisbruggen:

Tijdens spiercontractie strekken de myosinekoppen zich uit en binden zich aan specifieke plaatsen op de actinefilamenten, waardoor kruisbruggen worden gevormd. Deze kruisbruggen zijn essentieel voor het genereren van de kracht die nodig is voor spiercontractie.

3. ATP-hydrolyse:

Myosinekoppen bevatten bindingsplaatsen voor adenosinetrifosfaat (ATP), de energievaluta van cellen. Wanneer ATP zich aan myosine bindt, ondergaat het hydrolyse en wordt het afgebroken tot adenosinedifosfaat (ADP) en anorganisch fosfaat (Pi). Bij deze hydrolysereactie komt energie vrij die de conformationele veranderingen in de myosinekop aandrijft.

4. Krachtslag:

De energie die vrijkomt bij de hydrolyse van ATP veroorzaakt een conformationele verandering in de myosinekop, bekend als de krachtslag. Deze krachtslag trekt de actinefilamenten naar het midden van de sarcomeer, de basiseenheid van spiercontractie. Als gevolg hiervan glijden de dunne actinefilamenten langs de dikke myosinefilamenten, waardoor de spiervezel korter wordt en kracht ontstaat.

5. Calciumregulatie:

De interactie tussen actine en myosine wordt gereguleerd door calciumionen (Ca2+). Wanneer een spiervezel een signaal ontvangt van het zenuwstelsel, veroorzaakt dit de afgifte van Ca2+ uit het sarcoplasmatisch reticulum, de interne calciumopslag van de cel. Ca2+ bindt zich aan een eiwit genaamd troponine, dat geassocieerd is met de actinefilamenten.

6. Tropomyosine en troponine:

Bij afwezigheid van Ca2+ blokkeert een ander eiwit, tropomyosine genaamd, de bindingsplaatsen op actinefilamenten, waardoor de vorming van kruisbruggen wordt voorkomen. Wanneer Ca2+ echter aan troponine bindt, veroorzaakt het een conformationele verandering die tropomyosine weghaalt van de bindingsplaatsen, waardoor myosinekoppen aan actine kunnen binden en contractie kunnen initiëren.

Het gecoördineerde samenspel van actine en myosine, gereguleerd door ATP en calciumionen, zorgt ervoor dat spiervezels samentrekking en ontspanning kunnen ondergaan, wat resulteert in beweging en verschillende fysiologische functies in het lichaam.