Βασική διαφορά – Σύσπαση σκελετικών έναντι λείων μυών
Οι μύες δίνουν σχήμα στο σώμα και συμμετέχουν στην κίνηση και σε διάφορες άλλες λειτουργίες του σώματος. Εμπλέκονται σε διάφορες δραστηριότητες του σώματος που ελέγχονται τόσο από εθελοντικούς όσο και από ακούσιους ελέγχους. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι μυών, δηλαδή ο σκελετικός μυς, ο καρδιακός μυς και ο λείος μυς. Οι σκελετικοί μύες συνδέονται με το σκελετικό σύστημα και οι λείοι μύες βρίσκονται στα τοιχώματα των κοίλων οργάνων όπως το στομάχι, η ουροδόχος κύστη, η μήτρα κ.λπ. Κατά τη συστολή των σκελετικών μυών, ένας ειδικός τύπος πρωτεΐνης που ονομάζεται τροπονίνη παίζει αναπόσπαστο ρόλο ενώ η τροπονίνη δεν εμπλέκονται στη σύσπαση των λείων μυών. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των σκελετικών μυών και της συστολής λείων μυών.
Τι είναι η σκελετική μυϊκή σύσπαση;
Στο πλαίσιο της συστολής των σκελετικών μυών, όλοι οι σκελετικοί μύες συστέλλονται μέσω μιας σειράς ηλεκτροχημικών σημάτων που προέρχονται από τον εγκέφαλο. Αυτά τα σήματα περνούν μέσω του νευρικού συστήματος στον κινητικό νευρώνα που βρίσκεται στις σκελετικές μυϊκές ίνες. Το σήμα θα ξεκινήσει τη διαδικασία συστολής των μυών. Όταν περιγράφεται η δομή της σκελετικής μυϊκής ίνας στο βασικό της επίπεδο, αποτελείται από μικρότερη μονάδα ινών που αναφέρεται ως μυοϊνίδια. Μέσα στα μυοϊνίδια υπάρχουν ειδικοί τύποι συσταλτικών πρωτεϊνών. Αυτές οι συσταλτικές πρωτεΐνες είναι η ακτίνη και η μυοσίνη. Είναι τα πιο σημαντικά συστατικά του σκελετικού μυός όταν πρόκειται για συστολή.
Τα νημάτια ακτίνης και μυοσίνης γλιστρούν μέσα και έξω το ένα κατά μήκος του άλλου που ξεκινά τη διαδικασία συστολής των μυών. Επομένως, αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως «θεωρία νήματος ολίσθησης» λόγω της ολίσθησης αυτών των συσταλτικών πρωτεϊνών μεταξύ τους. Υπάρχουν λίγες σημαντικές δομές που βρίσκονται στο επίκεντρο κατά την περιγραφή της συστολής των σκελετικών μυών. Είναι το μυοϊνίδιο, το σαρκομέριο (το οποίο είναι η λειτουργική μονάδα του μυοϊνιδίου), η ακτίνη και η μυοσίνη, η τροπομυοσίνη (μια πρωτεΐνη που συνδέεται με την ακτίνη στη ρύθμιση της μυϊκής συστολής) και η τροπονίνη (η οποία είναι ένα σύμπλεγμα τριών πρωτεϊνών που υπάρχει στην τροπομυοσίνη μονάδα).
Αρχικά, μια νευρική ώθηση που δημιουργείται από τον εγκέφαλο ταξιδεύει μέσω του νευρικού συστήματος σε ένα μέρος που αναφέρεται ως νευρομυϊκή διασταύρωση. Αυτό προκαλεί την απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης, η οποία είναι ένας νευροδιαβιβαστής. Αυτό οδηγεί σε μια κατάσταση αποπόλωσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση ιόντων ασβεστίου (Ca2+) από το σαρκοπλασματικό δίκτυο. Το Ca2+ συνδέεται με την τροπονίνη η οποία αλλάζει το σχήμα της και προκαλεί την κίνηση της τροπομυοσίνης από την πρωτεΐνη ακτίνης (ενεργό σημείο της ακτίνης). Αυτό το φαινόμενο ξεκινά τη σύνδεση της μυοσίνης (κεφαλές μυοσίνης) με την ακτίνη. Αυτό σχηματίζει μια διασταυρούμενη γέφυρα μεταξύ αυτών των δύο συσταλτικών πρωτεϊνών. Η μετατροπή του ATP σε ADP + Pi, απελευθερώνει ενέργεια και επιτρέπει την έλξη των νημάτων ακτίνης προς τα μέσα από τη μυοσίνη. Αυτό το τράβηγμα μειώνει τους μυς.
Εικόνα 01: Συστολή σκελετικών μυών
Όταν ένα μόριο ATP δεσμεύεται στη μυοσίνη, αποσπάται από το νήμα ακτίνης και σπάει τη σχηματισμένη εγκάρσια γέφυρα. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα συνεχώς μέχρι να σταματήσει το νευρικό ερέθισμα και να υπάρχει επαρκής ποσότητα ATP και Ca2+. Όταν η ώθηση σταματήσει, το Ca2+ επιστρέφει πίσω στο σαρκοπλασματικό δίκτυο και το νήμα της ακτίνης μετακινείται στη θέση ηρεμίας. Αυτό επιμηκύνει τον μυ στην κανονική του θέση.
Τι είναι η σύσπαση λείων μυών;
Η σύσπαση των λείων μυών εμφανίζεται ως νευρική διέγερση και επίσης με χυμική διέγερση. Η όλη διαδικασία συστολής θα μπορούσε να ελεγχθεί μέσω εξωγενούς και εγγενούς ελέγχου. Υπό εξωγενές, αποτελείται από νευρωνικό έλεγχο και χυμικό έλεγχο. Ο νευρωνικός έλεγχος λαμβάνει χώρα με την παρουσία συμπαθητικών ινών που ελέγχουν τόσο τη στένωση όσο και τη χαλάρωση. Η χαλάρωση προκαλείται κυρίως από τους β-αδρενεργικούς υποδοχείς και η συστολή προκαλείται από τους α αδρενεργικούς υποδοχείς. Κάτω από το συστατικό χυμικού ελέγχου, διαφορετικές ενώσεις όπως η αγγειοτενσίνη II, η επινεφρίνη, η βαζοπρεσσίνη προκαλούν τη σύσπαση και τη χαλάρωση.
Ο τοπικός χυμικός έλεγχος και η μυογονική αυτορρύθμιση λαμβάνουν χώρα υπό τον εγγενή έλεγχο. Κατά τη διάρκεια της μυογονικής αυτορρύθμισης, λαμβάνει χώρα ως απάντηση στην αυθόρμητη εκπόλωση και συστολή που λαμβάνει χώρα στον λείο μυ. Αυτό το σύστημα ρύθμισης δεν υπάρχει σε κάθε λείο μυ του σώματος, αλλά βρίσκεται κυρίως σε αιμοφόρα αγγεία όπως το προσαγωγό σπειραματικό αρτηρίδιο. Κατά τη διάρκεια του τοπικού χυμικού ελέγχου, ενώσεις που εκκρίνονται από κύτταρα που μιμούνται τα αυτοκρινή και παρακρινικά κύτταρα οδηγούν στη συστολή και χαλάρωση των λείων μυϊκών ινών. Αυτές οι ενώσεις περιλαμβάνουν βραδυκινίνη, προσταγλανδίνες, θρομβοξάνη, ενδοθηλίνη, αδενοσίνη και ισταμίνη. Η ενδοθηλίνη θεωρείται ως το πιο ισχυρό συσταλτικό ενώ η αδενοσίνη θεωρείται ως το πιο άφθονο αγγειοδιασταλτικό.
Κατά τη διάρκεια της συστολής των λείων μυών, το δυναμικό δράσης που δημιουργείται στον συμπαθητικό κινητικό νευρώνα ταξιδεύει και φτάνει στο συναπτικό τερματικό και προκαλεί την επαγωγή εισροής Ca2+ μέσα στο κυτταρόπλασμα. Η αύξηση της συγκέντρωσης Ca2+ εντός του κυττάρου οδηγεί στην ανάπτυξη διαμορφωτικών αλλαγών στους μικροσωληνίσκους του νευρικού κυτταροσκελετού. Αυτό προκαλεί την απελευθέρωση νορεπινεφρίνης, η οποία είναι ένας νευροδιαβιβαστής στον διάμεσο χώρο.
Εικόνα 02: Σύσπαση λείων μυών
Η νορεπινεφρίνη κινείται στα λεία μυϊκά κύτταρα και συνδέεται με έναν υποδοχέα καναλιού που συνδέεται με μια πρωτεΐνη G. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός συμπλόκου υποδοχέα πομπού και την ενεργοποίηση της πρωτεΐνης G. Επίσης, το συσσωρευμένο Ca2+ μέσα στο κύτταρο οδηγεί στη δέσμευση με την καλμοδουλίνη και σχηματίζει το σύμπλεγμα Ca2+-καλμοδουλίνης. Αυτό το σύμπλεγμα δεσμεύει και ενεργοποιεί την κινάση ελαφριάς αλυσίδας μυοσίνης (MLCK). Το MLCK περιλαμβάνει μια αντίδραση φωσφορυλίωσης η οποία φωσφορυλιώνει την ελαφριά αλυσίδα της μυοσίνης και επιτρέπει τη σύνδεση της διασταυρούμενης γέφυρας μυοσίνης στα νημάτια ακτίνης. Αυτό προκαλεί συστολή. Αυτή η διαδικασία τερματίζεται με την αποφωσφορυλίωση της ελαφριάς αλυσίδας της μυοσίνης και μέσω της εμπλοκής του ενζύμου Myosin Light Chain Phosphatase (MLCP).
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ σκελετικής και λείας μυϊκής συστολής;
- Οι συσπάσεις του σκελετού και των λείων μυών εξαρτώνται από τη συγκέντρωση Ca2+.
- Οι συσπάσεις του σκελετού και των λείων μυών είναι πολύ σημαντικές για τη διατήρηση της κίνησης και του σχήματος του σώματος.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ σκελετικής και λείας μυϊκής συστολής;
Σκελετική vs σύσπαση λείων μυών |
|
| Συστολή των σκελετικών μυών είναι η διαδικασία συστολής των σκελετικών μυών μέσω μιας σειράς ηλεκτροχημικών σημάτων που προέρχονται από τον εγκέφαλο. | Η σύσπαση των λείων μυών είναι η διαδικασία που προκαλείται από την ολίσθηση των νηματίων ακτίνης και μυοσίνης το ένα πάνω στο άλλο. |
| Ταχύτητα συστολής | |
| Συστολή των σκελετικών μυών συμβαίνει με διαφορετικούς ρυθμούς ταχύτητας. | Η σύσπαση των λείων μυών είναι πολύ αργή. |
| Πρωτεΐνη τροπονίνης | |
| Η σύσπαση των σκελετικών μυών περιλαμβάνει τροπονίνη. | Η σύσπαση των λείων μυών δεν περιλαμβάνει τροπονίνη. |
Σύνοψη – Σύσπαση σκελετικών έναντι λείων μυών
Όλοι οι σκελετικοί μύες συστέλλονται μέσω μιας σειράς ηλεκτροχημικών σημάτων που προέρχονται από τον εγκέφαλο. Όταν περιγράφεται η δομή της σκελετικής μυϊκής ίνας στο βασικό της επίπεδο, αποτελείται από μικρότερες μονάδες ινών που αναφέρονται ως μυοϊνίδια. Μέσα στα μυοϊνίδια υπάρχουν ειδικοί τύποι συσταλτικών πρωτεϊνών. Αυτές οι συσταλτικές πρωτεΐνες είναι η ακτίνη και η μυοσίνη. Η σύσπαση των σκελετικών μυών βασίζεται στη θεωρία του συρόμενου νήματος. Κατά τη σύσπαση των λείων μυών, δημιουργείται ένα δυναμικό δράσης στον συμπαθητικό κινητικό νευρώνα. Ολόκληρη η διαδικασία συστολής των λείων μυών θα μπορούσε να ελεγχθεί μέσω εξωγενούς και εγγενούς ελέγχου. Υπό εξωγενές, αποτελείται από νευρωνικό έλεγχο και χυμικό έλεγχο. Ο τοπικός χυμικός έλεγχος και η μυογονική αυτορρύθμιση λαμβάνουν χώρα υπό τον εγγενή έλεγχο.
