Klíčový rozdíl - kosterní vs. hladká svalová kontrakce
Svaly poskytují tělu tvar a podílejí se na pohybu a různých dalších funkcích těla. Zahrnují různé činnosti těla, které jsou kontrolovány dobrovolnými i nedobrovolnými kontrolami. Existují tři hlavní typy svalů, jmenovitě kosterní sval, srdeční sval a hladký sval. Kosterní svaly jsou připojeny ke kosternímu systému a hladké svaly se nacházejí ve stěnách dutých orgánů, jako je žaludek, močový měchýř, děloha atd. Během kontrakce kosterního svalstva hraje speciální typ proteinu zvaného troponin nedílnou součást, zatímco troponin není spojené s kontrakcí hladkého svalstva. To je klíčový rozdíl mezi kontrakcí kosterního svalstva a hladkého svalstva.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je kontrakce kosterního svalu
3. Co je kontrakce hladkého svalu
4. Podobnosti mezi kontrakcí kosterního a hladkého svalu
5. Porovnání vedle sebe - kontrakce kosterního a hladkého svalu ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je kontrakce kosterního svalu?
V souvislosti s kontrakcí kosterního svalstva se všechny kosterní svaly stahují prostřednictvím řady elektrochemických signálů, které pocházejí z mozku. Tyto signály procházejí nervovým systémem do motorického neuronu, který se nachází ve vláknech kosterního svalstva. Signál zahájí proces svalové kontrakce. Při popisu struktury kosterního svalového vlákna na jeho základní úrovni je tvořeno menší jednotkou vlákna, která se označuje jako myofibrily. V myofibrilách jsou přítomny speciální typy kontraktilních proteinů. Tyto kontraktilní proteiny jsou aktin a myosin. Jsou to nejdůležitější složky kosterního svalu, pokud jde o kontrakci.
Aktinová a myosinová vlákna se posouvají dovnitř a ven přes sebe a iniciují proces svalové kontrakce. Proto je tento proces známý jako „teorie klouzavých vláken“v důsledku klouzání těchto kontraktilních proteinů přes sebe. Při popisu kontrakce kosterního svalstva se dostává do popředí několik důležitých struktur. Jsou to myofibril, sarkoméra (což je funkční jednotka myofibrilu), aktin a myosin, tropomyosin (protein, který se váže na aktin při regulaci svalové kontrakce) a troponin (což je komplex tří proteinů, který je přítomen v tropomyosinu) jednotka).
Zpočátku nervový impuls generovaný mozkem prochází nervovým systémem na místo označované jako neuromuskulární spojení. To způsobuje uvolňování acetylcholinu, což je neurotransmiter. To vede ke stavu depolarizace. To má za následek uvolnění iontů vápníku (Ca 2+) ze sarkoplazmatického retikula. Ca 2+ se váže na troponin, který mění jeho tvar a způsobuje pohyb tropomyosinu z aktinového proteinu (aktivní místo aktinu). Tento jev iniciuje vazbu myosinu (hlav myosinu) na aktin. To tvoří zkřížený můstek mezi těmito dvěma kontraktilními proteiny. Konverze ATP na ADP + Pi, uvolňuje energii a umožňuje tahání aktinových vláken dovnitř myosinem. Toto tahání zkracuje sval.
Obrázek 01: Kontrakce kosterního svalu
Když se molekula ATP váže na myosin, oddělí se od aktinového vlákna a rozbije vytvořený křížový můstek. Tento proces probíhá nepřetržitě, dokud se nervový stimul nezastaví a není přítomno dostatečné množství ATP a Ca 2+. Když impuls ustane, Ca 2+ se vrátí zpět do sarkoplazmatického retikula a aktinové vlákno se přesune do klidové polohy. Tím se sval prodlouží do normální polohy.
Co je to hladká svalová kontrakce?
Kontrakce hladkého svalstva nastává jako nervová stimulace a také humorální stimulace. Celý proces kontrakce by mohl být řízen pomocí vnější a vnitřní kontroly. Pod extrinsic se skládá z neuronální kontroly a humorální kontroly. Neuronální kontrola probíhá za přítomnosti sympatických vláken, která ovládají jak zúžení, tak relaxaci. Relaxace je primárně způsobena β adrenergními receptory a kontrakce je způsobena α adrenergními receptory. Pod humorální kontrolní složkou různé sloučeniny, jako je angiotensin II, epinefrin, vazopresin, vyvolávají kontrakci a relaxaci.
Místní humorální kontrola a myogenní autoregulace probíhají pod vnitřní kontrolou. Během myogenní autoregulace probíhá jako reakce na spontánní depolarizaci a kontrakci, ke které dochází v hladkém svalu. Tento regulační systém není přítomen ve všech hladkých svalech těla, ale primárně se nachází v cévách, jako je aferentní glomerulární arteriol. Během lokální humorální kontroly vedou sloučeniny vylučované buňkami, které napodobují autokrinní a parakrinní buňky, ke kontrakci a relaxaci vláken hladkého svalstva. Mezi tyto sloučeniny patří bradykinin, prostaglandiny, tromboxan, endotelin, adenosin a histamin. Endotelin je považován za nejúčinnější konstriktor, zatímco adenosin je považován za nejhojnější vazodilatátor.
Během kontrakce hladkého svalstva akční potenciál generovaný v sympatickém motorickém neuronu cestuje a dosahuje synaptického terminálu a způsobuje indukci přítoku Ca 2+ uvnitř cytoplazmy. Přírůstek koncentrace Ca 2+ v buňce vede k vývoji konformačních změn v mikrotubulích nervového cytoskeletu. To způsobí uvolnění norepinefrinu, což je neurotransmiter do intersticiálního prostoru.
Obrázek 02: Hladká svalová kontrakce
Norepinefrin se pohybuje do buňky hladkého svalstva a váže se na receptor kanálu, který je spojen s G proteinem. To má za následek tvorbu komplexu receptoru a aktivaci G proteinu. Akumulovaný Ca 2+ v buňce také vede k vazbě s kalmodulinem a tvoří komplex Ca 2+ - kalmodulin. Tento komplex váže a aktivuje myosin kinázu lehkého řetězce (MLCK). MLCK zahrnuje fosforylační reakci, která fosforyluje lehký řetězec myosinu a umožňuje vazbu křížového mostu myosinu s aktinovými vlákny. To iniciuje kontrakci. Tento proces je ukončen defosforylací lehkého řetězce myosinu a zapojením enzymu fosfatáza lehkého řetězce myosinu (MLCP).
Jaké jsou podobnosti mezi kontrakcí kostry a hladkého svalstva?
- Kontrakce kostry i hladkého svalstva závisí na koncentraci Ca 2+.
- Kontrakce kostry i hladkého svalstva jsou velmi důležité pro udržení pohybu a tvaru těla.
Jaký je rozdíl mezi kosterní a hladkou svalovou kontrakcí?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Skeletální vs. hladká svalová kontrakce |
|
| Kontrakce kosterních svalů je proces kontrakce kosterních svalů prostřednictvím řady elektrochemických signálů, které pocházejí z mozku. | Kontrakce hladkého svalstva je proces způsobený klouzáním vláken aktinu a myosinu přes sebe. |
| Rychlost kontrakce | |
| Ke kontrakci kosterního svalu dochází při různých rychlostech. | Kontrakce hladkého svalstva je velmi pomalá. |
| Troponinový protein | |
| Kontrakce kosterního svalu zahrnuje troponin. | Kontrakce hladkého svalstva nezahrnuje troponin. |
Shrnutí - Skeletální vs. hladká svalová kontrakce
Všechny kosterní svaly se stahují prostřednictvím řady elektrochemických signálů, které pocházejí z mozku. Při popisu struktury kosterního svalového vlákna na jeho základní úrovni je tvořeno menšími vláknovými jednotkami, které se označují jako myofibrily. V myofibrilách jsou přítomny speciální typy kontraktilních proteinů. Tyto kontraktilní proteiny jsou aktin a myosin. Kontrakce kosterního svalu je založena na teorii posuvného vlákna. Během kontrakce hladkého svalstva se generuje akční potenciál v sympatickém motorickém neuronu. Celý proces kontrakce hladkého svalstva mohl být řízen pomocí vnější a vnitřní kontroly. Pod extrinsic se skládá z neuronální kontroly a humorální kontroly. Místní humorální kontrola a myogenní autoregulace probíhají pod vnitřní kontrolou.
