Figura urmărește mecanismul de glisare al filamentelor pe două sarcomere alăturate, în trei momente: relaxate (a), în timpul contracției (b) și în contracție maximală (c). Barele verticale sunt liniile Z. Sarcomerul, unitatea funcțională a mușchiului striat scheletic, este porțiunea dintre două linii Z vecine, așa că cele trei linii Z din fiecare panou delimitează două sarcomere. Liniile orizontale simple care pornesc din liniile Z sunt filamentele subțiri de actină. Printre ele, în mijlocul fiecărui sarcomer, stau filamentele groase de miozină, acoperite pe cele două jumătăți cu mici liniuțe oblice. Liniuțele sunt capetele moleculelor de miozină, înclinate în lateral ca într-o balama. Coborând de la un panou la altul, urmărește cum se apropie liniile Z și cum se strâng spațiile dintre filamente.

(a) Relaxat

În repaus, cele două seturi de filamente subțiri ale unui sarcomer sunt separate, iar vârfurile lor nu se întâlnesc în mijloc. Pe acest panou se citesc cel mai ușor reperele sarcomerului. Desenul le notează când pe unul, când pe celălalt dintre sarcomere, dar fiecare sarcomer le are pe toate:

• Linia Z este zona în care se întrepătrund filamentele de actină din două sarcomere adiacente, de aceea din fiecare linie Z pornesc filamente subțiri în ambele sensuri. Filamentele subțiri sunt ancorate la nivelul ei.
• Banda I este banda largă și clară pe care linia Z o împarte în două jumătăți egale. În desen, ea cuprinde linia Z din mijloc și filamentele subțiri de o parte și de alta a ei, până la capetele filamentelor groase.
• Banda A este banda largă și densă din mijlocul sarcomerului, formată prin suprapunerea filamentelor de miozină, printre care se găsesc filamente de actină. Se întinde pe toată lungimea filamentelor groase.
• Zona H împarte banda A în două jumătăți egale și conține doar filamente de miozină, fără filamente de actină. În desen este spațiul dintre vârfurile filamentelor subțiri, larg în repaus.

Aceleași repere apar pe un singur sarcomer, mărit, în Figura 8.1.

(b) În timpul contracției

Când mușchiul se contractă, cele două seturi de filamente subțiri ale fiecărui sarcomer alunecă unul spre celălalt, în timp ce filamentele de miozină rămân pe loc. Săgețile groase de deasupra filamentelor arată sensul alunecării: din ambele părți, spre mijlocul sarcomerului, înspre zona H. Filamentele subțiri trag după ele liniile Z în care sunt ancorate, iar distanța dintre liniile Z scade. Față de panoul (a), vârfurile filamentelor subțiri s-au apropiat, zona H s-a îngustat, iar banda I s-a micșorat.

(c) Contracție maximală

Filamentele subțiri venite din cele două părți ale sarcomerului au trecut unele pe lângă altele și se suprapun în mijlocul lui. Liniile Z au ajuns aproape de capetele filamentelor groase, iar cele două sarcomere au lungimea lor minimă. Zona H a dispărut, banda I s-a redus foarte mult, iar fibra musculară este contractată. Manualul rezumă totul într-o idee de reținut: în mușchii scheletici contractați, sarcomerele se scurtează pe măsură ce crește gradul de suprapunere a filamentelor de miozină cu cele de actină.

Cum se produce alunecarea

Fiecare filament de miozină este înconjurat de filamente subțiri, așa că, în timpul contracției, capetele miozinei pot veni în contact cu actina. Ele devin punți între cele două tipuri de filamente și aplică un impuls puternic, ca o vâslă care împinge apa, trăgând filamentele de actină spre zona H. Punțile se comportă ca niște enzime care desfac molecula de adenozin trifosfat (ATP) în adenozin difosfat (ADP) și un grup fosfat anorganic, iar fiecare punte parcurge un ciclu:

1. ATP-ul se leagă de receptorul enzimatic de pe capul miozinei și este descompus, iar ADP-ul și fosfatul rămân legate de cap.
2. Energia eliberată activează capul miozinei în poziție armată, iar între el și filamentul de actină se formează o legătură slabă.
3. Legătura slabă determină eliberarea ADP-ului și a fosfatului. Capul se leagă apoi puternic de actină și, în același timp, înaintează, dând impulsul care face filamentul de actină să alunece de-a lungul celui de miozină.
4. O nouă moleculă de ATP se leagă de capul miozinei, actina este eliberată, iar ciclul se reia rapid cât timp persistă stimulul neuronal și există ATP disponibil.

Când alunecarea are loc simultan în milioane de sarcomere din mii de fibre musculare, mușchiul se scurtează și se contractă. Punțile se pot forma doar după ce ionii de calciu, legați de troponină, fac tropomiozina să elibereze locurile de cuplare de pe actină (Figura 8.3).

Relaxarea

Când impulsurile nervoase încetează, calciul este pompat înapoi în cisternele terminale, tropomiozina acoperă din nou locurile de cuplare de pe actină, iar punțile dintre filamente se rup. Filamentele de actină glisează spre exterior, iar sarcomerul revine la lungimea de repaus din panoul (a).