横桥循环是肌肉缩短过程中的一个重点机制,它描述了肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互用途。在这个过程中,肌球蛋白头部(也称为横桥)与肌动蛋白丝结合,形成交叉桥,并通过一系列的化学反应和构象变化产生力并致使肌丝滑行,最后达成肌肉缩短。
1. ATP 结合:在肌肉放松时,肌球蛋白头上的ATP酶活性位点是空闲的。当ATP分子与这个地方结合后,会促进肌球蛋白头部从肌动蛋白上解离下来。
2. 水讲解放能量:随后,ATP被水解成ADP和无机磷酸(Pi),释放出的能量使肌球蛋白头发生构象变化,进入“高能态”筹备状况。
3. 与肌动蛋白结合:处于高能态的肌球蛋白头部探寻并结合到肌动蛋白丝上,形成横桥。此时,肌球蛋白头和肌动蛋白之间的化学键储存了能量。
4. 功力冲程:当肌球蛋白头与肌动蛋白结实地连接在一块时,会发生构象变化(即“功力冲程”),将存储的能量转化为机械能,推进肌球蛋白沿着肌动蛋白丝滑动。这一步骤致使粗细肌丝之间的相对位移,也就是肌肉的缩短。
5. ADP 和 Pi 释放:伴随横桥弯曲完成力量产生动作后,ADP和Pi从肌球蛋白头部上掉落,使它回到原始状况但仍然与肌动蛋白结合。
6. 新一轮循环开始:新的ATP分子第三与肌球蛋白头部上的空位点结合,重复上述过程。这个循环不断进行直到肌肉收到停止信号为止。
通过如此的横桥循环机制,肌肉可以持续地产生力量并达成缩短。
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