Czym są ciężkie łańcuchy miozyny?

Miozyna to rodzina białek motorycznych, które działają w celu wydłużenia włókien mięśniowych w celu wytworzenia ruchu i siły. Zgrupowane razem, ciężkie łańcuchy miozyny odnoszą się do włókien, które pasują do włókna mięśniowego w sposób, w jaki zapadka lub dźwignia dopasowują się do zębów zapadki lub przekładni. Jako jedno z dwóch białek odpowiedzialnych za wszystkie ruchy motoryczne, miozyna przybiera postać cząsteczki, której głowa i ogon przypominają dwie skręcone razem nici; rozciągają się one z jednej strony w podwójną głowę, owiniętą lekkimi łańcuchami miozyny. Filament w kształcie młotka porusza się wzdłuż włókna mięśniowego, pobudzany trifosforanem adenozyny (ATP), wiąże jeden fosforan na włóknie, ciągnie za włókno, a następnie skręca się z difosforanem adenozyny (ADP).

Mięśnie składają się z wielu złożonych elementów współpracujących ze sobą. Włókna składające się na mięśnie są zgrupowane razem jak kable, wydłużając się i skracając, jednocześnie zamieniając kilka rodzajów energii w siłę mechaniczną. Zatrudnione siły zależą od wymaganej pracy; przyzwyczajają się do podnoszenia ołówka lub walizki albo do utrzymywania stałego bicia serca i oddychania płuc. Grupy włókien mięśniowych są rekrutowane tylko w razie potrzeby. Włókna te działają jak kable ślizgające się po sobie, czasem kilka na raz, czasem wiele, a czasem wszystkie razem, w zależności od obciążenia.

Mięsień działa jak talia kart. Kiedy talia jest umieszczona na stole i rozłożona palcem w długą linię, palec działa jak cząsteczka włókna miozyny. Proces jest kontynuowany, gdy gracz w karty rozkłada talię, podnosząc palec i odkładając go raz za razem, do maksymalnego rozszerzenia dozwolonego przez rozmiar talii i ograniczonego szerokością kart. Cykle te występują około pięć razy na sekundę i są wielokrotnie powielane w łańcuchach ciężkich miozyny zrekrutowanych włókien mięśniowych. Ciężkie łańcuchy miozyny poruszają działania mięśni za pomocą trzech rodzajów sił: skurczu, utrzymywania i kontrolowanego uwalniania.

Istnieje wiele różnych rodzajów łańcuchów ciężkich miozyny. Na przykład włókno miozyny II składa się z dwóch łańcuchów ciężkich i czterech łańcuchów lekkich. Wszystkie cztery łańcuszki są splecione razem na głowie; jego długi ogon składa się z dwóch ciężkich łańcuchów skręconych razem w spiralę. Oddziałują one z podobnymi do akordeonu jednostkami kurczliwymi włókien mięśniowych zwanymi miofibrylami i sarkomerami.

Wraz z innym białkiem odpowiedzialnym za ruch mięśni — aktyną — łańcuchy miocyn przyczepiają się do dysków Z w kształcie dysku. Gdyby miozyna była uchwytem parasola, aktyną byłyby szprychy parasola. Trzymając dwie parasole za rączkę i otwierając je w przeciwnych kierunkach, wszystkie te elementy współpracują ze sobą, powodując wydłużanie i skracanie włókien mięśniowych.

Składająca się z około połowy wszystkich białek mięśniowych w organizmie, w połączeniu z aktyną, miocyna tworzy cząsteczkę aktomiozyny. Ciężkie łańcuchy miozyny działają we wszystkich trzech typach mięśni: mięśniach szkieletowych; sercowy lub mięsień sercowy; i mięśnie gładkie, takie jak tęczówki i naczynia krwionośne. Polipeptyd składający się z około 2,000 aminokwasów, ciężkie łańcuchy miozyny mają domenę N-końcową lub główną; szyja dźwigni lub domena N; i C-terminal, który jest ogonem.

Predeterminujące czynniki obejmujące ciężkie łańcuchy miozyny mogą wpływać na szybkie i powolne skurcze mięśni. Mięśnie posiadają czynniki ograniczające ich długość i elastyczność. Wpływa to na zdolność do kurczenia się lub wkraczania do akcji. Indywidualne właściwości skurczów mięśni można jednak dostosować lub wytrenować w celu zwiększenia powierzchni przekroju mięśnia i rekrutacji jednostek motorycznych, jak również w celu poprawy wyników sportowych.