Het proces van spiercontractie dat wordt geïnitieerd door de afgifte van acetylcholine (ACh) op de neuromusculaire kruising omvat de volgende stappen:

1. ACh-vrijgave :Actiepotentiaal dat langs het motorneuron reist, bereikt de neuromusculaire kruising. Dit veroorzaakt de afgifte van acetylcholine (ACh) uit het presynaptische membraan.

2. Binden van ACh aan nicotine-ACh-receptoren :ACh diffundeert door de synaptische spleet en bindt aan nicotine-acetylcholinereceptoren (nAChR's) die zich op de motorische eindplaat van de spiervezel bevinden.

3. Generering van eindplaatpotentieel (EPP) :Binding van ACh aan nAChRs opent ionkanalen, wat leidt tot een instroom van natrium- (Na+) en kalium- (K+) ionen. Dit depolariseert het membraan van de spiervezel, waardoor eindplaatpotentiaal (EPP) ontstaat.

4. Depolarisatie en genereren van actiepotentiaal :Als de EPP een voldoende hoge drempel bereikt, activeert deze een actiepotentiaal (gepropageerd elektrisch signaal) op het spiermembraan.

5. Excitatie-contractie (EC)-koppeling :Het actiepotentiaal reist langs de transversale tubuli (T-tubuli) naar de spiervezel. T-tubuli zijn membraaninvaginaties die loodrecht op het oppervlak van de spiervezel lopen.

6. Calciumafgifte uit het sarcoplasmatisch reticulum :Het actiepotentiaal zorgt ervoor dat spanningsafhankelijke calciumkanalen (Ca2+) in de T-tubuli opengaan. Dit leidt tot de afgifte van calciumionen (Ca2+) uit het sarcoplasmatisch reticulum (SR) in het cytoplasma.

7. Calciumbinding aan troponine :De verhoogde intracellulaire Ca2+-concentratie zorgt ervoor dat het zich bindt aan troponine, een regulerend eiwit op het dunne filament van de sarcomeer (de basiseenheid van spiercontractie).

8. Krachtslag :De binding van Ca2+ aan troponine initieert conformationele veranderingen die de tropomyosinemoleculen op de dunne filamenten verplaatsen. Hierdoor worden de myosinebindingsplaatsen op de actinemoleculen blootgelegd.

9. Vorming van kruisbruggen en samentrekking :De koppen van myosinemoleculen (dikke filamenten) vormen kruisbruggen met de blootgestelde myosinebindingsplaatsen op de actine (dunne) filamenten. Dit vormt het actomyosinecomplex.

10. Glijdend filamentmechanisme :Myosinekoppen ondergaan cyclische binding, krachtslag (werkslag) en onthechting van de actinefilamenten, terwijl ze energie gebruiken uit ATP-hydrolyse. Dit glijdende filamentmechanisme genereert spiercontractie.

11. Ontspanning :Wanneer het actiepotentiaal eindigt, worden calciumionen door calciumpompen terug in het sarcoplasmatisch reticulum gepompt, waardoor de intracellulaire Ca2+-concentratie wordt verlaagd. Dit leidt tot het loskomen van Ca2+ van troponine, waardoor de tropomyosinemoleculen terug kunnen gaan naar hun oorspronkelijke posities, waardoor de myosinebindingsplaatsen worden geblokkeerd. De kruisbruggen breken en de spier ontspant.