Ključna razlika – krčenje skeletnih in gladkih mišic
Mišice dajejo telesu obliko in sodelujejo pri gibanju in raznih drugih funkcijah telesa. Vključujejo različne dejavnosti telesa, ki jih nadzirajo tako hotene kot neprostovoljne kontrole. Obstajajo tri glavne vrste mišic, in sicer skeletne mišice, srčne mišice in gladke mišice. Skeletne mišice so pritrjene na skeletni sistem, gladke mišice pa se nahajajo v stenah votlih organov, kot so želodec, mehur, maternica itd. Med krčenjem skeletnih mišic igra posebna vrsta beljakovine, imenovane troponin, sestavni del, troponin pa ne sodeluje pri krčenju gladkih mišic. To je ključna razlika med krčenjem skeletnih mišic in gladkih mišic.
Kaj je krčenje skeletnih mišic?
V kontekstu krčenja skeletnih mišic se vse skeletne mišice krčijo prek serije elektrokemičnih signalov, ki izvirajo iz možganov. Ti signali prehajajo skozi živčni sistem v motorični nevron, ki se nahaja v vlaknih skeletnih mišic. Signal bo sprožil proces krčenja mišic. Ko opisujemo strukturo skeletnih mišičnih vlaken na osnovni ravni, jih sestavljajo manjše vlaknene enote, ki se imenujejo miofibrile. V miofibrilah so prisotne posebne vrste kontraktilnih proteinov. Ti kontraktilni beljakovini sta aktin in miozin. So najpomembnejši sestavni deli skeletnih mišic, ko gre za krčenje.
Aktinski in miozinski filamenti drsijo noter in ven drug čez drugega, kar sproži proces krčenja mišic. Zato je ta proces znan kot "teorija drsnih filamentov" zaradi drsenja teh kontraktilnih proteinov drug čez drugega. Obstaja nekaj pomembnih struktur, ki so v središču pozornosti pri opisovanju krčenja skeletnih mišic. To so miofibril, sarkomera (ki je funkcionalna enota miofibrila), aktin in miozin, tropomiozin (protein, ki se veže na aktin pri uravnavanju krčenja mišic) in troponin (ki je kompleks treh beljakovin, ki je prisoten v tropomiozinu). enota).
Na začetku živčni impulz, ki ga ustvarijo možgani, potuje skozi živčni sistem do mesta, ki ga imenujemo živčno-mišično stičišče. To povzroči sproščanje acetilholina, ki je nevrotransmiter. To vodi v stanje depolarizacije. Posledica tega je sproščanje kalcijevih ionov (Ca2+) iz sarkoplazemskega retikuluma. Ca2+ se veže na troponin, ki spremeni njegovo obliko in povzroči premik tropomiozina iz proteina aktina (aktivno mesto aktina). Ta pojav sproži vezavo miozina (miozinske glave) na aktin. To tvori prečni most med tema dvema kontraktilnima proteinoma. Pretvorba ATP v ADP + Pi, sprosti energijo in miozinu omogoči vlečenje aktinskih filamentov navznoter. To vlečenje skrajša mišico.
Slika 01: Krčenje skeletnih mišic
Ko se molekula ATP veže na miozin, se odcepi od aktinskega filamenta in prekine nastali prečni most. Ta proces poteka neprekinjeno, dokler živčni dražljaj ne preneha in ni prisotna ustrezna količina ATP in Ca2+. Ko impulz preneha, se Ca2+ vrne nazaj v sarkoplazemski retikulum in aktinski filament se premakne v položaj mirovanja. S tem se mišica podaljša v normalen položaj.
Kaj je krčenje gladke mišice?
Krčenje gladkih mišic nastane kot živčna stimulacija in tudi humoralna stimulacija. Celoten proces krčenja je mogoče nadzorovati s pomočjo zunanjega in notranjega nadzora. Zunanji je sestavljen iz nevronske kontrole in humoralne kontrole. Nevronski nadzor poteka s prisotnostjo simpatičnih vlaken, ki nadzorujejo tako zoženje kot sprostitev. Sprostitev povzročajo predvsem β adrenergični receptorji, krčenje pa povzročajo α adrenergični receptorji. Pod komponento humoralne kontrole različne spojine, kot so angiotenzin II, epinefrin, vazopresin, povzročijo krčenje in sprostitev.
Lokalni humoralni nadzor in miogena avtoregulacija potekata pod intrinzičnim nadzorom. Med miogeno avtoregulacijo poteka kot odgovor na spontano depolarizacijo in kontrakcijo, ki poteka v gladki mišici. Ta regulacijski sistem ni prisoten v vseh gladkih mišicah telesa, ampak ga najdemo predvsem v krvnih žilah, kot je aferentna glomerularna arteriola. Med lokalnim humoralnim nadzorom spojine, ki jih izločajo celice, ki posnemajo avtokrine in parakrine celice, povzročijo krčenje in sprostitev gladkih mišičnih vlaken. Te spojine vključujejo bradikinin, prostaglandine, tromboksan, endotelin, adenozin in histamin. Endotelin velja za najmočnejšega konstriktorja, medtem ko adenozin velja za najpogostejšega vazodilatatorja.
Med kontrakcijo gladkih mišic akcijski potencial, ustvarjen v simpatičnem motoričnem nevronu, potuje in doseže sinaptični terminal ter povzroči indukcijo Ca2+ influksa znotraj citoplazme. Povečanje koncentracije Ca2+ znotraj celice vodi do razvoja konformacijskih sprememb v mikrotubulih nevralnega citoskeleta. To povzroči sproščanje norepinefrina, ki je nevrotransmiter v intersticijski prostor.
Slika 02: Krčenje gladke mišice
Norepinefrin se premakne v gladko mišično celico in se veže na kanalski receptor, ki je povezan z G proteinom. Posledica tega je nastanek receptorskega kompleksa transmiterja in aktivacija proteina G. Poleg tega nakopičeni Ca2+ v celici vodi do vezave s kalmodulinom in tvori kompleks Ca2+-kalmodulin. Ta kompleks veže in aktivira kinazo lahke verige miozina (MLCK). MLCK vključuje reakcijo fosforilacije, ki fosforilira miozinsko lahko verigo in omogoči vezavo miozinskega prečnega mostu na aktinske filamente. To sproži kontrakcijo. Ta proces se prekine z defosforilacijo lahke verige miozina in z vključitvijo encima fosfataze lahke verige miozina (MLCP).
Kakšne so podobnosti med krčenjem skeletnih in gladkih mišic?
- Tako krčenje skeleta kot gladkih mišic je odvisno od koncentracije Ca2+.
- Krčenje skeleta in gladkih mišic je zelo pomembno za ohranjanje gibanja in oblike telesa.
Kakšna je razlika med krčenjem skeletnih in gladkih mišic?
Krčenje skeletnih proti gladkim mišicam |
|
| Krčenje skeletnih mišic je proces krčenja skeletnih mišic prek niza elektrokemičnih signalov, ki izvirajo iz možganov. | Krčenje gladkih mišic je proces, ki ga povzroči drsenje aktinskih in miozinskih filamentov drug čez drugega. |
| Hitrost kontrakcije | |
| Krčenje skeletnih mišic poteka z različnimi hitrostmi. | Krčenje gladkih mišic je zelo počasno. |
| Protein Troponin | |
| Krčenje skeletnih mišic vključuje troponin. | Krčenje gladkih mišic ne vključuje troponina. |
Povzetek – Krčenje skeletnih proti gladkim mišicam
Vse skeletne mišice se skrčijo zaradi niza elektrokemičnih signalov, ki izvirajo iz možganov. Ko opisujemo strukturo skeletnih mišičnih vlaken na osnovni ravni, jih sestavljajo manjše vlaknene enote, ki jih imenujemo miofibrile. V miofibrilah so prisotne posebne vrste kontraktilnih proteinov. Ti kontraktilni beljakovini sta aktin in miozin. Krčenje skeletnih mišic temelji na teoriji drsnih filamentov. Med kontrakcijo gladkih mišic se v simpatičnem motoričnem nevronu ustvari akcijski potencial. Celoten proces krčenja gladkih mišic je mogoče nadzorovati s pomočjo zunanjega in notranjega nadzora. Zunanji je sestavljen iz nevronske kontrole in humoralne kontrole. Lokalni humoralni nadzor in miogena avtoregulacija potekata pod intrinzičnim nadzorom.
