Fő különbség – csontváz és simaizmok összehúzódása
Az izmok formát adnak a testnek, és részt vesznek a mozgásban és a test számos egyéb funkciójában. A szervezet különböző tevékenységeiben vesznek részt, amelyeket mind önkéntes, mind önkéntelen kontrollok irányítanak. Az izmok három fő típusa van, nevezetesen a vázizom, a szívizom és a simaizom. A vázizmok a vázrendszerhez kapcsolódnak, a simaizmok pedig az üreges szervek falában találhatók, mint például a gyomor, a hólyag, a méh stb. A vázizom összehúzódása során egy speciális fehérje, a troponin fontos szerepet játszik, míg a troponin nem. részt vesz a simaizom összehúzódásában. Ez a legfontosabb különbség a vázizom és a simaizom-összehúzódás között.
Mi az a vázizom-összehúzódás?
A vázizom összehúzódásával összefüggésben minden vázizom összehúzódik az agyból származó elektrokémiai jelek sorozatán keresztül. Ezek a jelek az idegrendszeren keresztül a vázizomrostokban található motoros neuronba jutnak. A jel elindítja az izomösszehúzódási folyamatot. Amikor a vázizomrost szerkezetét alapszinten írjuk le, az kisebb rostegységekből áll, amelyeket miofibrilláknak nevezünk. A miofibrillumokon belül speciális összehúzódó fehérjék vannak jelen. Ezek a kontraktilis fehérjék az aktin és a miozin. Ezek a vázizomzat legfontosabb összetevői, ha összehúzódásról van szó.
Az aktin és a miozin filamentumok be- és kicsúsznak egymáson, ami elindítja az izomösszehúzódási folyamatot. Ezért ezt a folyamatot „csúszó filamentum elméletnek” nevezik, mivel ezek a kontraktilis fehérjék egymáson csúsznak. A vázizom összehúzódásának leírásakor kevés fontos struktúra kerül reflektorfénybe. Ezek a miofibrill, szarkomer (ami a miofibrillum funkcionális egysége), aktin és miozin, tropomiozin (egy fehérje, amely az izomösszehúzódás szabályozásában kötődik az aktinhoz) és a troponin (amely egy három fehérjéből álló komplex, amely a tropomiozinban található egység).
Kezdetben az agy által generált idegi impulzus az idegrendszeren keresztül eljut a neuromuszkuláris csomópontnak nevezett helyre. Ez acetilkolin felszabadulását okozza, amely egy neurotranszmitter. Ez a depolarizáció állapotához vezet. Ez kalciumionok (Ca2+) felszabadulását eredményezi a szarkoplazmatikus retikulumból. A Ca2+ a troponinhoz kötődik, ami megváltoztatja annak alakját, és a tropomiozin elmozdulását idézi elő az aktin fehérjéből (az aktin aktív helye). Ez a jelenség elindítja a miozin (miozinfejek) aktinhoz való kötődését. Ez kereszthidat képez e két kontraktilis fehérje között. Az ATP ADP + Pi-vé történő átalakítása energiát szabadít fel, és lehetővé teszi az aktinszálak miozin általi befelé húzását. Ez a húzás lerövidíti az izmot.
01. ábra: A vázizom összehúzódása
Amikor egy ATP-molekula kötődik a miozinhoz, leválik az aktinszálról, és megszakítja a kialakult kereszthidat. Ez a folyamat folyamatosan megy végbe, amíg az idegi inger le nem áll, és megfelelő mennyiségű ATP és Ca2+ jelen van. Amikor az impulzus megszűnik, a Ca2+ visszakerül a szarkoplazmatikus retikulumba, és az aktin filamentum nyugalmi helyzetébe kerül. Ez meghosszabbítja az izmot normál helyzetébe.
Mi az a simaizom-összehúzódás?
A simaizom-összehúzódás idegi stimulációként és humorális stimulációként is előfordul. Az egész összehúzódási folyamat külső és belső szabályozással szabályozható. Külsőleg neuronális kontrollból és humorális kontrollból áll. A neuronális kontroll szimpatikus rostok jelenlétében történik, amelyek mind az összehúzódást, mind az ellazulást szabályozzák. A relaxációt elsősorban a β-adrenerg receptorok, a kontrakciót pedig az α-adrenerg receptorok okozzák. Humorális szabályozás alatt a különböző vegyületek, mint az angiotenzin II, az epinefrin, a vazopresszin indukálják az összehúzódást és az ellazulást.
A lokális humorális kontroll és a miogén autoreguláció a belső kontroll alatt megy végbe. A miogén autoreguláció során a spontán depolarizációra és összehúzódásra adott válaszként megy végbe, amely a simaizomban megy végbe. Ez a szabályozási rendszer nem található meg a test minden simaizmában, de elsősorban az erekben, például az afferens glomeruláris arteriolákban található meg. A lokális humorális szabályozás során az autokrin és parakrin sejteket utánzó sejtek által kiválasztott vegyületek a simaizomrostok összehúzódásához és ellazulásához vezetnek. Ilyen vegyületek a bradikinin, prosztaglandinok, tromboxán, endotelin, adenozin és hisztamin. Az endotelint a legerősebb összehúzónak, míg az adenozint a legelterjedtebb értágítónak tekintik.
A simaizom összehúzódása során a szimpatikus motoros neuronban generált akciós potenciál elhalad és eléri a szinaptikus terminálist, és Ca2+ beáramlását idézi elő a citoplazmába. A sejten belüli Ca2+ koncentráció növekedése konformációs változások kialakulásához vezet az idegi citoszkeleton mikrotubulusaiban. Ez a noradrenalin felszabadulását okozza, amely egy neurotranszmitter az intersticiális térbe.
02. ábra: Sima izomösszehúzódás
A noradrenalin bejut a simaizomsejtekbe, és egy csatornareceptorhoz kötődik, amely egy G-fehérjével párosul. Ennek eredményeképpen transzmitter receptor komplex képződik, és aktiválódik a G fehérje. Ezenkívül a sejten belül felhalmozódott Ca2+ a kalmodulinhoz való kötődéshez vezet, és Ca2+-kalmodulin komplexet képez. Ez a komplex megköti és aktiválja a miozin könnyű lánc kinázt (MLCK). Az MLCK egy foszforilációs reakciót foglal magában, amely foszforilálja a miozin könnyű láncát, és lehetővé teszi a miozin kereszthíd kötődését az aktin filamentumokhoz. Ez összehúzódást indít el. Ezt a folyamatot a miozin könnyű láncának defoszforilációja és a miozin könnyű lánc foszfatáz (MLCP) enzim részvétele zárja le.
Mi a hasonlóság a csontváz és a simaizom összehúzódása között?
- Mind a váz-, mind a simaizom-összehúzódások a Ca2+ koncentrációjától függenek.
- Mind a váz-, mind a simaizom-összehúzódások nagyon fontosak a test mozgásának és alakjának megőrzéséhez.
Mi a különbség a csontváz és a simaizom összehúzódása között?
Csontváz kontra simaizom-összehúzódás |
|
| A vázizom összehúzódása a vázizmok összehúzódásának folyamata elektrokémiai jelek sorozatán keresztül, amelyek az agyból indulnak ki. | A sima izomösszehúzódás az a folyamat, amelyet az aktin és a miozin filamentumok egymáson való elcsúszása okoz. |
| Összehúzódási sebesség | |
| A vázizom összehúzódása különböző sebességgel megy végbe. | A simaizom összehúzódása nagyon lassú. |
| Troponin Protein | |
| A vázizom összehúzódása a troponint érinti. | A simaizom-összehúzódás nem érinti a troponint. |
Összefoglaló – Csontváz kontra simaizom összehúzódás
Minden vázizom összehúzódik az agyból származó elektrokémiai jelek sorozatán keresztül. A vázizomrost alapszintű szerkezetének leírásakor az kisebb rostegységekből áll, amelyeket miofibrilláknak nevezünk. A miofibrillumokon belül speciális összehúzódó fehérjék vannak jelen. Ezek a kontraktilis fehérjék az aktin és a miozin. A vázizom összehúzódása a csúszó filamentum elméletén alapul. A simaizom összehúzódása során akciós potenciál keletkezik a szimpatikus motoros neuronban. A teljes simaizom-összehúzódási folyamat szabályozható külső és belső kontroll segítségével. Külsőleg neuronális kontrollból és humorális kontrollból áll. A lokális humorális kontroll és a miogén autoreguláció a belső kontroll alatt megy végbe.
