انقباض عضلهٔ اسکلتی با رسیدن پیام نورون حرکتی به محل اتصال عصبی–عضلانی آغاز می‌شود. پتانسیل عمل روی غشای فیبر و توبول‌های T پیش می‌رود، کلسیم را از شبکهٔ سارکوپلاسمی آزاد می‌کند و امکان لغزش اکتین و میوزین را فراهم می‌سازد. مقدار کلسیم و تعداد پل‌های عرضی فعال، نیروی انقباض را تعیین می‌کنند.
در اتصال عصبی ـ عضلانی (Neuromuscular junction)، نورون حرکتی استیل‌کولین آزاد می‌کند. استیل‌کولین به گیرنده نیکوتینی صفحه انتهایی حرکتی متصل می‌شود و پتانسیل صفحه انتهایی (End-plate potential; EPP) را ایجاد می‌کند. EPP یک پاسخ موضعی و Graded است و در صورت رسیدن به آستانه، پتانسیل عمل عضله را آغاز می‌کند.
استیل‌کولین‌استراز (AChE) با تجزیه استیل‌کولین، پیام صفحه انتهایی را خاتمه می‌دهد. نئوستیگمین با مهار AChE غلظت استیل‌کولین را افزایش می‌دهد؛ کورار و داروهای غیردپلاریزان مشابه، آنتاگونیست رقابتی گیرنده نیکوتینی‌اند و می‌توانند فلج شل ایجاد کنند.
| عامل | اثر در NMJ |
|---|---|
| نئوستیگمین | مهار AChE و افزایش ACh |
| کورارین و بلوکرهای غیردپلاریزان | مهار رقابتی گیرنده نیکوتینی |
| نیکوتین و کارباخول | آگونیست گیرنده کولینرژیک |
کورارین یک Neuromuscular blocker رقابتی در گیرنده نیکوتینی است.
در میاستنی گراویس (Myasthenia gravis)، گیرنده‌های نیکوتینی استیل‌کولین در غشای پس‌سیناپسی کاهش می‌یابند یا مختل می‌شوند. در نتیجه انتقال عصبی ـ عضلانی عضلات اسکلتی ضعیف و خستگی‌پذیر می‌شود. نئوستیگمین با افزایش ACh احتمال فعال‌شدن گیرنده‌های باقی‌مانده را بیشتر می‌کند؛ این دارو آزادسازی ACh از عصب را افزایش نمی‌دهد.
اختلال اصلی میاستنی گراویس در گیرنده نیکوتینی پس‌سیناپسی عضله اسکلتی است.
پتانسیل عمل در سارکولم و T-tubuleها منتشر می‌شود و آزادشدن Ca²⁺ از شبکه سارکوپلاسمی را تحریک می‌کند. اتصال Ca²⁺ به تروپونین C آرایش کمپلکس تروپونین ـ تروپومیوزین را تغییر می‌دهد و محل اتصال میوزین روی اکتین را آشکار می‌کند.
| مرحله | رویداد |
|---|---|
| انتشار پتانسیل عمل | فعال‌شدن T-tubule |
| آزادسازی Ca²⁺ | خروج از شبکه سارکوپلاسمی |
| اتصال به Troponin C | کناررفتن Tropomyosin |
| آشکارشدن Actin | آغاز تشکیل Cross-bridge |
سر میوزین پس از اتصال به اکتین با چرخه اتصال، Power stroke، جداشدن و آماده‌سازی مجدد، فیلامان‌ها را روی هم می‌لغزاند. ATP برای جداشدن میوزین از اکتین و آماده‌شدن سر میوزین برای چرخه بعد لازم است؛ اتصال Ca²⁺ به تروپونین مستقیماً ATP را هیدرولیز نمی‌کند.
پس از پایان تحریک، پمپ SERCA کلسیم را به شبکه سارکوپلاسمی بازمی‌گرداند. کاهش Ca²⁺ سیتوزولی باعث جداشدن آن از Troponin C و بازگشت Tropomyosin روی محل‌های فعال اکتین می‌شود.
برداشت فعال Ca²⁺ به داخل شبکه سارکوپلاسمی برای Relaxation عضله اسکلتی ضروری است.
نوع انقباض به تغییر طول عضله و باری که در برابر آن قرار دارد بستگی دارد. در انقباض ایزومتریک طول عضله تقریباً ثابت می‌ماند و تنش افزایش می‌یابد؛ در انقباض ایزوتونیک عضله پس از غلبه بر بار کوتاه می‌شود.
| ویژگی | Isotonic | Isometric |
|---|---|---|
| طول عضله | کاهش می‌یابد | ثابت می‌ماند |
| حرکت بار | وجود دارد | وجود ندارد |
| تنش | برای غلبه بر بار ایجاد می‌شود | بدون کوتاه‌شدن کلی افزایش می‌یابد |
در انقباض ایزوتونیک، عناصر انقباضی کوتاه می‌شوند و بار جابه‌جا می‌شود. در انقباض ایزومتریک، طول کلی عضله ثابت می‌ماند و تنش افزایش می‌یابد. با افزایش Load، سرعت کوتاه‌شدن عضله کاهش پیدا می‌کند.
نیروی عضله با فراخوانی واحدهای حرکتی بیشتر و افزایش فرکانس تحریک زیاد می‌شود. تحریک‌های نزدیک به هم می‌توانند Temporal summation و در فرکانس‌های بالاتر Tetanus ایجاد کنند.
Motor unit recruitment و افزایش فرکانس تحریک دو راه اصلی افزایش نیروی عضله اسکلتی‌اند.
فیبرهای عضله بر اساس سرعت انقباض و مسیر اصلی تولید ATP متفاوت‌اند. فیبرهای کند برای فعالیت طولانی و مقاوم به خستگی مناسب‌اند، درحالی‌که فیبرهای تند نیروی بیشتر و سریع‌تری تولید می‌کنند اما زودتر خسته می‌شوند.
| ویژگی | Type I یا Slow | Type II یا Fast |
|---|---|---|
| سرعت انقباض | کم | زیاد |
| مقاومت به خستگی | زیاد | کمتر |
| متابولیسم غالب | Oxidative | Glycolytic بیشتر |
| مویرگ و میتوکندری | بیشتر | کمتر |
| شبکه سارکوپلاسمی | کمتر توسعه‌یافته | گسترده‌تر |
فیبرهای Fast برای آزادسازی و برداشت سریع Ca²⁺ شبکه سارکوپلاسمی گسترده‌تری دارند. فیبرهای Slow به‌علت میتوکندری، میوگلوبین و خون‌رسانی بیشتر برای فعالیت طولانی مناسب‌ترند.
فیبر Fast شبکه سارکوپلاسمی گسترده‌تری دارد و فیبر Slow در برابر خستگی مقاوم‌تر است.
ذخیره ATP و فسفوکراتین در فعالیت‌های بسیار کوتاه‌مدت اهمیت دارند. گلیکولیز بی‌هوازی برای فعالیت شدید کوتاه‌مدت و فسفریلاسیون اکسیداتیو برای انقباض‌های طولانی‌مدت منبع اصلی ATP است.
عضله صاف Motor end plate و EPP اختصاصی ندارد و عصب‌دهی آن معمولاً از طریق Varicosityها و اتصالات منتشر انجام می‌شود. عضله اسکلتی سارکومر دارد و تنظیم اصلی انقباض آن با Troponin C است.
