Женщина пьет стакан молока и сгибает бицепс.
Когда вы слышите слово «кальций», скорее всего, ваша первая мысль - здоровье костей. Без сомнения, кальций является ключевым компонентом крепких костей, но его присутствие в ваших мышцах позволяет двигаться. Сокращение и расслабление мышц происходит из-за быстро меняющейся концентрации кальция в мышечных клетках - биохимического процесса, называемого кальциевым циклом. Слишком много или слишком мало кальция в крови может вызвать мышечные симптомы из-за нарушения кальциевого цикла.
Анатомия мышечных клеток
Чтобы понять кальциевый цикл, вам нужно немного узнать об анатомии мышечных клеток. Нити волокон, называемые миофиламентами, являются отличительной чертой, которая отделяет мышечные клетки от других типов клеток в вашем теле. Сокращение мышцы представляет собой сокращение миофиламентов с отдельными клетками, составляющими мышцу. Крошечная трубчатая сеть, называемая саркоплазматической сетью, или SR, окружает каждую миофиламент. В расслабленном состоянии SR содержит высокую концентрацию кальция. SR контролирует сокращение и расслабление мышц, регулируя поток кальция в мышечных клетках.
Кальциевый цикл
Сокращение мышц начинается с электрического сигнала «вперед» из вашего мозга. Сигнал стимулирует SR открыть свои кальциевые ворота, наполняя миофиламенты кальцием. Внезапное повышение концентрации кальция запускает энергоемкую цепную реакцию, в результате которой миофиламенты меняют форму и укорачиваются. Одновременное укорачивание тысяч микроскопических миофиламентов приводит к сокращению мышц.
Когда сигнал «идти» прекращается, кальциевые ворота SR закрываются, и кальциевые насосы быстро возвращают минерал из миофиламентов внутрь SR. Когда концентрация кальция вокруг миофиламентов падает, ваши мышцы возвращаются в расслабленное состояние.
Быстро- и медленно сокращающиеся волокна
Ваши мышцы содержат разные типы волокон, которые в широком смысле классифицируются как быстрые или медленные. Как следует из названия, быстро сокращающиеся волокна сокращаются и реагируют быстрее, чем медленно сокращающиеся. Однако ваши медленно сокращающиеся волокна обладают большей выносливостью, чем быстро сокращающиеся, как у черепахи и зайца. SR в быстро сокращающихся волокнах более развит, чем в медленно сокращающихся волокнах, что обеспечивает более быстрое высвобождение кальция в ответ на сигнал «вперед». Ваши мышцы содержат смесь быстро и медленно сокращающихся волокон, хотя одно или другое преобладает в любой мышце.
Нарушения кальция
Низкий уровень кальция в крови или гипокальциемия вызывает мышечную раздражительность. При этом состоянии у вас могут возникать мышечные судороги в спине и ногах. Также могут возникать подергивания лицевых мышц. Аномально высокий уровень кальция в крови или гиперкальциемия вызывает мышечную вялость и слабость. Мышечные симптомы обычно не возникают при гиперкальциемии, если уровень кальция в крови критически не повышен.