Ключевая разница – сокращение скелетных и гладких мышц
Мышцы придают форму телу и участвуют в движении и различных других функциях тела. Они участвуют в различных видах деятельности организма, которые контролируются как произвольным, так и непроизвольным контролем. Существует три основных типа мышц: скелетные мышцы, сердечная мышца и гладкие мышцы. Скелетные мышцы прикреплены к скелетной системе, а гладкие мышцы находятся в стенках полых органов, таких как желудок, мочевой пузырь, матка и т. д. Во время сокращения скелетных мышц неотъемлемую роль играет особый тип белка, называемый тропонином, в то время как тропонин не участвует в сокращении. участвует в сокращении гладкой мускулатуры. В этом ключевое различие между сокращением скелетных мышц и гладких мышц.
Что такое сокращение скелетных мышц?
В контексте сокращения скелетных мышц все скелетные мышцы сокращаются за счет серии электрохимических сигналов, которые возникают в мозгу. Эти сигналы проходят через нервную систему в двигательный нейрон, расположенный в волокнах скелетных мышц. Сигнал инициирует процесс сокращения мышц. При описании структуры скелетных мышечных волокон на базовом уровне они состоят из меньших единиц волокон, называемых миофибриллами. Внутри миофибрилл присутствуют особые типы сократительных белков. Этими сократительными белками являются актин и миозин. Они являются наиболее важными компонентами скелетных мышц, когда речь идет о сокращении.
Актиновые и миозиновые нити скользят друг относительно друга, что инициирует процесс мышечного сокращения. Поэтому этот процесс известен как «теория скользящих нитей» из-за скольжения этих сократительных белков друг относительно друга. Есть несколько важных структур, которые попадают в центр внимания при описании сокращения скелетных мышц. Это миофибриллы, саркомер (который является функциональной единицей миофибрилл), актин и миозин, тропомиозин (белок, который связывается с актином в регуляции мышечного сокращения) и тропонин (представляющий собой комплекс из трех белков, который присутствует в тропомиозиновой единица измерения).
Первоначально нервный импульс, генерируемый мозгом, проходит через нервную систему в место, называемое нервно-мышечным соединением. Это вызывает высвобождение ацетилхолина, который является нейротрансмиттером. Это приводит к состоянию деполяризации. Это приводит к высвобождению ионов кальция (Ca2+) из саркоплазматического ретикулума. Ca2+ связывается с тропонином, который изменяет свою форму и вызывает перемещение тропомиозина из актинового белка (активный центр актина). Это явление инициирует связывание миозина (миозиновых головок) с актином. Это образует поперечный мостик между этими двумя сократительными белками. Преобразование АТФ в АДФ + Pi высвобождает энергию и позволяет миозину протягивать актиновые филаменты внутрь. Это натяжение укорачивает мышцу.
Рисунок 01: Сокращение скелетных мышц
Когда молекула АТФ связывается с миозином, она отрывается от актиновой нити и разрывает образовавшийся поперечный мостик. Этот процесс происходит непрерывно до тех пор, пока нервный раздражитель не прекратится и не появится достаточное количество АТФ и Ca2+. Когда импульс прекращается, Ca2+ возвращается обратно в саркоплазматический ретикулум, а актиновая нить перемещается в исходное положение. Это удлиняет мышцу до ее нормального положения.
Что такое сокращение гладких мышц?
Сокращение гладких мышц происходит как при нервной стимуляции, так и при гуморальной стимуляции. Весь процесс сокращения можно контролировать посредством внешнего и внутреннего контроля. Под внешним он состоит из нейронного контроля и гуморального контроля. Нейронный контроль осуществляется при наличии симпатических волокон, которые контролируют как сокращение, так и расслабление. Расслабление в основном вызывается β-адренорецепторами, а сокращение – α-адренорецепторами. Под гуморальным контролем различные соединения, такие как ангиотензин II, эпинефрин, вазопрессин, вызывают сокращение и расслабление.
Местный гуморальный контроль и миогенная ауторегуляция происходят под внутренним контролем. Во время миогенной ауторегуляции это происходит в ответ на спонтанную деполяризацию и сокращение гладких мышц. Эта система регуляции присутствует не во всех гладких мышцах тела, но в основном она обнаружена в кровеносных сосудах, таких как афферентная клубочковая артериола. Во время местного гуморального контроля соединения, которые секретируются клетками, имитирующими аутокринные и паракринные клетки, приводят к сокращению и расслаблению гладкомышечных волокон. Эти соединения включают брадикинин, простагландины, тромбоксан, эндотелин, аденозин и гистамин. Эндотелин считается самым мощным сужающим средством, в то время как аденозин считается самым распространенным сосудорасширяющим средством.
Во время сокращения гладких мышц потенциал действия, генерируемый симпатическим мотонейроном, проходит и достигает синаптического окончания, вызывая индукцию притока Са2+ внутрь цитоплазмы. Увеличение концентрации Ca2+ внутри клетки приводит к развитию конформационных изменений в микротрубочках нейрального цитоскелета. Это вызывает высвобождение норадреналина, который является нейротрансмиттером, в интерстициальное пространство.
Рисунок 02: Сокращение гладких мышц
Норадреналин проникает в клетки гладкой мускулатуры и связывается с канальным рецептором, связанным с G-белком. Это приводит к образованию комплекса медиатор-рецептор и активации G-белка. Также накопленный внутри клетки Ca2+ приводит к связыванию с кальмодулином и образует комплекс Ca2+-кальмодулин. Этот комплекс связывает и активирует киназу легкой цепи миозина (MLCK). КЛЦМ включает реакцию фосфорилирования, которая фосфорилирует легкую цепь миозина и делает возможным связывание поперечных мостиков миозина с актиновыми филаментами. Это инициирует сокращение. Этот процесс завершается дефосфорилированием легкой цепи миозина и участием фермента фосфатазы легкой цепи миозина (MLCP).
Каковы сходства между сокращением скелетных и гладких мышц?
- Сокращения как скелета, так и гладкой мускулатуры зависят от концентрации Ca2+.
- Сокращения скелета и гладких мышц очень важны для поддержания движения и формы тела.
В чем разница между сокращением скелетных и гладких мышц?
Сокращение скелетных и гладких мышц |
|
| Сокращение скелетных мышц - это процесс сокращения скелетных мышц посредством серии электрохимических сигналов, которые возникают в мозгу. | Сокращение гладких мышц – это процесс, вызванный скольжением нитей актина и миозина друг по другу. |
| Скорость сокращения | |
| Сокращение скелетных мышц происходит с разной скоростью. | Сокращение гладких мышц происходит очень медленно. |
| Тропонин Белок | |
| В сокращении скелетных мышц участвует тропонин. | В сокращении гладких мышц не участвует тропонин. |
Резюме – Сокращение скелетных и гладких мышц
Все скелетные мышцы сокращаются за счет серии электрохимических сигналов, генерируемых мозгом. При описании структуры скелетных мышечных волокон на базовом уровне они состоят из более мелких единиц волокон, которые называются миофибриллами. Внутри миофибрилл присутствуют особые типы сократительных белков. Этими сократительными белками являются актин и миозин. Сокращение скелетных мышц основано на теории скользящих нитей. Во время сокращения гладких мышц в симпатическом мотонейроне генерируется потенциал действия. Весь процесс сокращения гладких мышц можно было бы контролировать посредством внешнего и внутреннего контроля. Под внешним он состоит из нейронного контроля и гуморального контроля. Местный гуморальный контроль и миогенная ауторегуляция осуществляются под внутренним контролем.
