Nøkkelforskjell – Skjelett kontra glatt muskelkontraksjon
Muskler gir en form til kroppen og involverer bevegelser og ulike andre funksjoner i kroppen. De involverer ulike aktiviteter i kroppen som kontrolleres av både frivillige og ufrivillige kontroller. Det er tre hovedtyper av muskler, nemlig skjelettmuskulatur, hjertemuskulatur og glatt muskulatur. Skjelettmuskulatur er festet til skjelettsystemet og glatt muskulatur finnes i veggene til de hule organene som mage, blære, livmor osv. Under skjelettmuskelsammentrekning spiller en spesiell type protein k alt troponin en integrert rolle mens troponin ikke er det. involvert med sammentrekning av glatt muskel. Dette er hovedforskjellen mellom skjelettmuskulatur og sammentrekning av glatt muskel.
Hva er skjelettmuskelsammentrekning?
I sammenheng med skjelettmuskelsammentrekning trekker alle skjelettmuskler seg sammen gjennom en rekke elektrokjemiske signaler som har sitt opphav i hjernen. Disse signalene passerer gjennom nervesystemet inn i det motoriske nevronet som er lokalisert i skjelettmuskelfibrene. Signalet vil sette i gang muskelsammentrekningsprosessen. Når man beskriver strukturen til skjelettmuskelfiberen på dets grunnleggende nivå, består den av mindre fiberenhet som omtales som myofibriller. Innenfor myofibrillene er spesielle typer kontraktile proteiner tilstede. Disse kontraktile proteinene er aktin og myosin. De er de viktigste komponentene i skjelettmuskelen når det kommer til sammentrekning.
Aktin- og myosinfilamenter glir inn og ut over hverandre som setter i gang muskelsammentrekningsprosessen. Derfor er denne prosessen kjent som "glidende filamentteori" på grunn av at disse kontraktile proteinene glir over hverandre. Det er få viktige strukturer som kommer i søkelyset når man skal beskrive skjelettmuskelsammentrekning. De er myofibril, sarkomer (som er den funksjonelle enheten til myofibril), aktin og myosin, tropomyosin (et protein som binder seg til aktin i reguleringen av muskelkontraksjon) og troponin (som er et tre-proteinkompleks som finnes i tropomyosinet) enhet).
Til å begynne med beveger en nerveimpuls generert av hjernen seg gjennom nervesystemet til et sted som kalles nevromuskulært kryss. Dette forårsaker frigjøring av acetylkolin, som er en nevrotransmitter. Dette fører til en tilstand av depolarisering. Dette resulterer i frigjøring av kalsiumioner (Ca2+) fra det sarkoplasmatiske retikulum. Ca2+ binder seg til troponin som endrer formen og forårsaker bevegelse av tropomyosin fra aktinproteinet (aktivt sted for aktin). Dette fenomenet setter i gang bindingen av myosin (myosinhoder) til aktin. Dette danner en kryssbro mellom disse to kontraktile proteinene. Konvertering av ATP til ADP + Pi, frigjør energi og muliggjør trekking av aktinfilamenter innover av myosin. Dette trekket forkorter muskelen.
Figur 01: Skjelettmuskelsammentrekning
Når et ATP-molekyl binder seg til myosinet, løsner det fra aktinfilamentet og bryter den dannede tverrbroen. Denne prosessen foregår kontinuerlig til den nervøse stimulansen stopper og tilstrekkelig mengde ATP og Ca2+ er tilstede. Når impulsen opphører, returneres Ca2+ tilbake til det sarkoplasmatiske retikulum og aktinfilamentet beveger seg til hvileposisjonen. Dette forlenger muskelen til normal posisjon.
Hva er glatt muskelkontraksjon?
Glatt muskelsammentrekning skjer som en nervøs stimulering og også ved humoral stimulering. Hele sammentrekningsprosessen kan kontrolleres ved hjelp av ytre og indre kontroll. Under ekstrinsisk er den sammensatt av nevronal kontroll og humoral kontroll. Nevronal kontroll finner sted med tilstedeværelsen av sympatiske fibre som kontrollerer både innsnevring og avspenning. Avslapping er primært forårsaket av β-adrenerge reseptorer og sammentrekning forårsakes av α-adrenerge reseptorer. Under humoral kontrollkomponent induserer forskjellige forbindelser som angiotensin II, epinefrin, vasopressin sammentrekningen og avslapningen.
Lokal humoral kontroll og myogen autoregulering finner sted under egenkontroll. Under myogen autoregulering skjer det som en respons på spontan depolarisering og sammentrekning som finner sted i den glatte muskelen. Dette reguleringssystemet er ikke til stede i alle glatte muskler i kroppen, men det finnes først og fremst i blodårer som afferent glomerulær arteriole. Under lokal humoral kontroll fører forbindelser som utskilles av celler som etterligner autokrine og parakrine celler til sammentrekning og avslapping av glatte muskelfibre. Disse forbindelsene inkluderer bradykinin, prostaglandiner, tromboksan, endotelin, adenosin og histamin. Endotelin regnes som den mest potente sammentrekkeren, mens adenosin regnes som den vasodilatoren som forekommer mest.
Under den glatte muskelkontraksjonen, beveger aksjonspotensialet som genereres i det sympatiske motorneuronet seg og når synaptisk terminal og forårsaker induksjon av Ca2+ influx inne i cytoplasmaet. Økningen i Ca2+-konsentrasjon i cellen fører til utvikling av konformasjonsendringer i mikrotubuli i det nevrale cytoskjelettet. Dette forårsaker frigjøring av noradrenalin, som er en nevrotransmitter i det interstitielle rommet.
Figur 02: Glatt muskelkontraksjon
Noradrenalin beveger seg inn i den glatte muskelcellen og binder seg til en kanalreseptor som er koblet med et G-protein. Dette resulterer i dannelsen av et transmitterreseptorkompleks og aktivering av G-proteinet. Dessuten fører den akkumulerte Ca2+ i cellen til bindingen med calmodulin og danner Ca2+-calmodulin-komplekset. Dette komplekset binder og aktiverer Myosin Light Chain Kinase (MLCK). MLCK involverer en fosforyleringsreaksjon som fosforylerer myosin lettkjede og muliggjør binding av myosin kryssbro til aktinfilamentene. Dette setter i gang sammentrekning. Denne prosessen avsluttes ved defosforylering av myosin-lettekjeden og gjennom involvering av enzymet Myosin Light Chain Phosphatase (MLCP).
Hva er likhetene mellom skjelett- og glattmuskelkontraksjon?
- Både skjelett- og glattmuskelsammentrekninger avhenger av Ca2+-konsentrasjonen.
- Både skjelett- og glattmuskelsammentrekninger er svært viktige for å opprettholde kroppens bevegelser og form.
Hva er forskjellen mellom skjelett og glatt muskelkontraksjon?
skjelett kontra glatt muskelkontraksjon |
|
| Skjelettmuskelsammentrekning er prosessen med å trekke sammen skjelettmuskulaturen gjennom en rekke elektrokjemiske signaler som kommer fra hjernen. | Glatt muskelkontraksjon er prosessen forårsaket av at aktin- og myosinfilamentene glir over hverandre. |
| Sammentrekningshastighet | |
| Skjelettmuskelsammentrekning skjer med forskjellige hastigheter. | Glatt muskelsammentrekning er veldig sakte. |
| Troponin Protein | |
| Skjelettmuskelsammentrekning involverer troponin. | Glatt muskelsammentrekning involverer ikke troponin. |
Sammendrag – Skjelett kontra glatt muskelkontraksjon
Alle skjelettmuskler trekker seg sammen gjennom en rekke elektrokjemiske signaler som har sitt opphav i hjernen. Når man skal beskrive strukturen til skjelettmuskelfiberen på sitt grunnleggende nivå, er den bygd opp av mindre fiberenheter som omtales som myofibriller. Innenfor myofibrillene er spesielle typer kontraktile proteiner tilstede. Disse kontraktile proteinene er aktin og myosin. Skjelettmuskelsammentrekning er basert på Sliding Filament Theory. Under den glatte muskelkontraksjonen genereres et aksjonspotensial i det sympatiske motorneuronet. Hele den glatte muskelkontraksjonsprosessen kan kontrolleres ved hjelp av ytre og indre kontroll. Under ekstrinsisk er den sammensatt av nevronal kontroll og humoral kontroll. Lokal humoral kontroll og myogen autoregulering finner sted under den indre kontrollen.
