Ključna razlika – kontrakcija skeletnih naspram glatkih mišića
Mišići daju oblik tijelu i sudjeluju u kretanju i raznim drugim funkcijama tijela. Oni uključuju različite tjelesne aktivnosti koje su kontrolirane voljnim i nevoljnim kontrolama. Postoje tri glavne vrste mišića, a to su skeletni mišići, srčani mišić i glatki mišići. Skeletni mišići su pričvršćeni na skeletni sustav, a glatki mišići nalaze se u zidovima šupljih organa kao što su želudac, mokraćni mjehur, maternica itd. Tijekom kontrakcije skeletnih mišića posebna vrsta proteina nazvana troponin igra sastavnu ulogu, dok troponin nije uključeni u kontrakciju glatkih mišića. Ovo je ključna razlika između kontrakcije skeletnih mišića i glatkih mišića.
Što je kontrakcija skeletnih mišića?
U kontekstu kontrakcije skeletnih mišića, svi skeletni mišići se kontrahiraju putem niza elektrokemijskih signala koji nastaju u mozgu. Ovi signali prolaze kroz živčani sustav u motorni neuron koji se nalazi u vlaknima skeletnih mišića. Signal će pokrenuti proces kontrakcije mišića. Kada se opisuje struktura skeletnog mišićnog vlakna na njegovoj osnovnoj razini, ono se sastoji od manje jedinice vlakna koja se naziva miofibrilama. Unutar miofibrila prisutni su posebni tipovi kontraktilnih proteina. Ovi kontraktilni proteini su aktin i miozin. Oni su najvažnije komponente skeletnih mišića kada je u pitanju kontrakcija.
Aktinski i miozinski filamenti klize unutra i van jedni preko drugih i tako pokreću proces kontrakcije mišića. Stoga je ovaj proces poznat kao 'teorija kliznih filamenata' zbog klizanja ovih kontraktilnih proteina jedan preko drugog. Malo je važnih struktura koje dolaze u središte pozornosti kada se opisuje kontrakcija skeletnih mišića. To su miofibril, sarkomer (koji je funkcionalna jedinica miofibrila), aktin i miozin, tropomiozin (protein koji se veže na aktin u regulaciji kontrakcije mišića) i troponin (koji je kompleks od tri proteina koji je prisutan u tropomiozinu jedinica).
U početku, živčani impuls koji stvara mozak putuje kroz živčani sustav do mjesta koje se naziva neuromuskularni spoj. To uzrokuje oslobađanje acetilkolina, koji je neurotransmiter. To dovodi do stanja depolarizacije. To rezultira otpuštanjem iona kalcija (Ca2+) iz sarkoplazmatskog retikuluma. Ca2+ veže se za troponin koji mijenja svoj oblik i uzrokuje kretanje tropomiozina iz proteina aktina (aktivno mjesto aktina). Ovaj fenomen inicira vezanje miozina (miozinske glave) za aktin. Ovo čini poprečni most između ova dva kontraktilna proteina. Pretvorba ATP-a u ADP + Pi, oslobađa energiju i omogućuje miozin povlačenje aktinskih filamenata prema unutra. Ovo povlačenje skraćuje mišić.
Slika 01: Kontrakcija skeletnih mišića
Kada se molekula ATP-a veže za miozin, ona se odvaja od aktinskog filamenta i prekida formirani križni most. Ovaj se proces odvija kontinuirano sve dok živčani podražaj ne prestane i dok se ne pojavi odgovarajuća količina ATP-a i Ca2+. Kada impuls prestane, Ca2+ se vraća natrag u sarkoplazmatski retikulum i aktinski filament se pomiče u svoj položaj mirovanja. Ovo izdužuje mišić u njegov normalan položaj.
Što je kontrakcija glatkih mišića?
Kontrakcija glatkih mišića događa se kao živčana stimulacija i također humoralna stimulacija. Cijeli proces kontrakcije može se kontrolirati pomoću vanjske i unutarnje kontrole. Pod vanjskom, sastoji se od neuronske kontrole i humoralne kontrole. Neuronska kontrola odvija se uz prisustvo simpatičkih vlakana koja kontroliraju i stezanje i opuštanje. Opuštanje primarno uzrokuju β adrenergički receptori, a kontrakciju α adrenergički receptori. Pod komponentom humoralne kontrole, različiti spojevi kao što su angiotenzin II, epinefrin, vazopresin induciraju kontrakciju i opuštanje.
Lokalna humoralna kontrola i miogena autoregulacija odvijaju se pod unutarnjom kontrolom. Tijekom miogene autoregulacije odvija se kao odgovor na spontanu depolarizaciju i kontrakciju koja se odvija u glatkim mišićima. Ovaj regulacijski sustav nije prisutan u svim glatkim mišićima tijela, ali se prvenstveno nalazi u krvnim žilama kao što je aferentna glomerularna arteriola. Tijekom lokalne humoralne kontrole, spojevi koje izlučuju stanice koje oponašaju autokrine i parakrine stanice dovode do kontrakcije i opuštanja glatkih mišićnih vlakana. Ovi spojevi uključuju bradikinin, prostaglandine, tromboksan, endotelin, adenozin i histamin. Endotelin se smatra najjačim konstriktorom, dok se adenozin smatra najzastupljenijim vazodilatatorom.
Tijekom kontrakcije glatkih mišića, akcijski potencijal generiran u simpatičkom motornom neuronu putuje i doseže sinaptički terminal i uzrokuje indukciju Ca2+ influksa unutar citoplazme. Povećanje koncentracije Ca2+ unutar stanice dovodi do razvoja konformacijskih promjena u mikrotubulama neuralnog citoskeleta. To uzrokuje otpuštanje norepinefrina, koji je neurotransmiter u intersticijski prostor.
Slika 02: Kontrakcija glatkih mišića
Norepinefrin se kreće u stanicu glatkih mišića i veže se na receptor kanala koji je povezan s G proteinom. To rezultira stvaranjem transmiterskog receptorskog kompleksa i aktivacijom G proteina. Također, akumulirani Ca2+ unutar stanice dovodi do vezanja s kalmodulinom i formira kompleks Ca2+-kalmodulin. Ovaj kompleks veže i aktivira kinazu lakog lanca miozina (MLCK). MLCK uključuje reakciju fosforilacije koja fosforilira laki lanac miozina i omogućuje vezanje poprečnog mosta miozina na aktinske filamente. Ovo inicira kontrakciju. Ovaj proces se prekida defosforilacijom lakog lanca miozina i uključivanjem enzima fosfataze lakog lanca miozina (MLCP).
Koje su sličnosti između kontrakcije skeletnih i glatkih mišića?
- Kontrakcije kostura i glatkih mišića ovise o koncentraciji Ca2+.
- Kontrakcije kostura i glatkih mišića vrlo su važne za održavanje kretanja i oblika tijela.
Koja je razlika između kontrakcije skeletnih i glatkih mišića?
Kontrakcija skeleta u odnosu na glatke mišiće |
|
| Kontrakcija skeletnih mišića je proces kontrakcije skeletnih mišića kroz niz elektrokemijskih signala koji nastaju u mozgu. | Kontrakcija glatkih mišića je proces uzrokovan klizanjem aktinskih i miozinskih filamenata jednih preko drugih. |
| Brzina kontrakcije | |
| Kontrakcija skeletnih mišića događa se različitim brzinama. | Kontrakcija glatkih mišića je vrlo spora. |
| Protein troponin | |
| Kontrakcija skeletnih mišića uključuje troponin. | Kontrakcija glatkih mišića ne uključuje troponin. |
Sažetak – Kontrakcija skeletnih naspram glatkih mišića
Svi skeletni mišići kontrahiraju se putem niza elektrokemijskih signala koji nastaju u mozgu. Kada se opisuje struktura skeletnog mišićnog vlakna na njegovoj osnovnoj razini, ono se sastoji od manjih vlaknastih jedinica koje se nazivaju miofibrile. Unutar miofibrila prisutni su posebni tipovi kontraktilnih proteina. Ovi kontraktilni proteini su aktin i miozin. Kontrakcija skeletnih mišića temelji se na teoriji kliznog filamenta. Tijekom kontrakcije glatkih mišića, u simpatičkom motornom neuronu stvara se akcijski potencijal. Cijeli proces kontrakcije glatkih mišića mogao bi se kontrolirati putem ekstrinzične i intrinzične kontrole. Pod vanjskom, sastoji se od neuronske kontrole i humoralne kontrole. Lokalna humoralna kontrola i miogena autoregulacija odvijaju se pod unutarnjom kontrolom.
