Peamine erinevus – skeleti vs silelihaste kontraktsioon
Lihased annavad kehale kuju ning osalevad liikumises ja mitmetes muudes keha funktsioonides. Need hõlmavad keha erinevaid tegevusi, mida kontrollivad nii vabatahtlikud kui ka tahtmatud kontrollid. Lihaseid on kolm peamist tüüpi, nimelt skeletilihased, südamelihased ja silelihased. Skeletilihased on seotud skeletisüsteemiga ja silelihased asuvad õõnsate organite, nagu mao, põie, emaka jne seintes. Skeletilihaste kokkutõmbumise ajal mängib lahutamatut osa eri tüüpi valku, mida nimetatakse troponiiniks, samas kui troponiin ei ole seda. seotud silelihaste kontraktsiooniga. See on peamine erinevus skeletilihaste ja silelihaste kontraktsioonide vahel.
Mis on skeletilihaste kokkutõmbumine?
Skeletilihaste kokkutõmbumise kontekstis tõmbuvad kõik skeletilihased kokku rea elektrokeemiliste signaalide kaudu, mis pärinevad ajust. Need signaalid läbivad närvisüsteemi motoorsesse neuronisse, mis asub skeletilihaskiududes. Signaal käivitab lihaste kokkutõmbumise protsessi. Kirjeldades skeletilihaskiu struktuuri selle põhitasemel, koosneb see väiksemast kiuühikust, mida nimetatakse müofibrilliks. Müofibrillides on eri tüüpi kontraktiilseid valke. Need kontraktiilsed valgud on aktiin ja müosiin. Need on kokkutõmbumisel skeletilihaste kõige olulisemad komponendid.
Aktiini ja müosiini filamendid libisevad üksteisest sisse ja välja, käivitades lihaste kokkutõmbumisprotsessi. Seetõttu nimetatakse seda protsessi "libiseva filamendi teooriaks", kuna need kontraktiilsed valgud libisevad üksteisest üle. Skeletilihaste kontraktsiooni kirjeldamisel on tähelepanu keskpunktis vähe olulisi struktuure. Need on müofibrill, sarkomeer (mis on müofibrillide funktsionaalne üksus), aktiin ja müosiin, tropomüosiin (valk, mis seondub aktiiniga lihaskontraktsioonide reguleerimisel) ja troponiin (mis on kolmest proteiinist koosnev kompleks, mis sisaldub tropomüosiinis ühik).
Esialgu liigub aju tekitatud närviimpulss läbi närvisüsteemi kohta, mida nimetatakse neuromuskulaarseks ühenduskohaks. See põhjustab atsetüülkoliini, mis on neurotransmitter, vabanemist. See viib depolarisatsiooni seisundini. Selle tulemuseks on k altsiumiioonide (Ca2+) vabanemine sarkoplasmaatilisest retikulumist. Ca2+ seondub troponiiniga, mis muudab selle kuju ja põhjustab tropomüosiini liikumise aktiinivalgust (aktiini aktiivne koht). See nähtus käivitab müosiini (müosiinipeade) seondumise aktiiniga. See moodustab ristsilla nende kahe kontraktiilse valgu vahel. ATP muundamine ADP + Pi-ks vabastab energiat ja võimaldab aktiini filamente müosiini abil sissepoole tõmmata. See tõmbamine lühendab lihaseid.
Joonis 01: skeletilihaste kokkutõmbumine
Kui ATP molekul seondub müosiiniga, eraldub see aktiini filamendist ja purustab tekkinud ristsilla. See protsess toimub pidev alt, kuni närvistiimul peatub ja piisav kogus ATP-d ja Ca2+ on olemas. Kui impulss lakkab, viiakse Ca2+ tagasi sarkoplasmaatilisesse retikulumi ja aktiini filament liigub puhkeasendisse. See pikendab lihast normaalsesse asendisse.
Mis on silelihaste kontraktsioon?
Silelihaste kokkutõmbumine toimub närvistimulatsioonina ja ka humoraalse stimulatsioonina. Kogu kokkutõmbumisprotsessi saab juhtida välise ja sisemise kontrolli abil. Väliselt koosneb see neuronaalsest kontrollist ja humoraalsest kontrollist. Neuronaalne kontroll toimub sümpaatiliste kiudude olemasolul, mis kontrollivad nii ahenemist kui ka lõõgastumist. Lõõgastumist põhjustavad peamiselt β-adrenergilised retseptorid ja kontraktsiooni põhjustavad α-adrenergilised retseptorid. Humoraalse kontrolli komponendi all indutseerivad erinevad ühendid, nagu angiotensiin II, epinefriin, vasopressiin, kontraktsiooni ja lõõgastumist.
Kohalik humoraalne kontroll ja müogeenne autoregulatsioon toimuvad sisemise kontrolli all. Müogeense autoregulatsiooni käigus toimub see vastusena silelihases toimuvale spontaansele depolarisatsioonile ja kontraktsioonile. Seda regulatsioonisüsteemi ei leidu igas keha silelihases, kuid seda leidub peamiselt veresoontes, näiteks aferentsetes glomerulaararterioolides. Kohaliku humoraalse kontrolli käigus põhjustavad autokriinseid ja parakriinseid rakke matkivate rakkude eritavad ühendid silelihaskiudude kokkutõmbumist ja lõdvestamist. Nende ühendite hulka kuuluvad bradükiniin, prostaglandiinid, tromboksaan, endoteliin, adenosiin ja histamiin. Endoteliini peetakse kõige tugevamaks ahendajaks, adenosiini aga kõige levinumaks vasodilataatoriks.
Silelihase kontraktsiooni ajal liigub sümpaatilises motoorses neuronis genereeritud aktsioonipotentsiaal ja jõuab sünaptilisse terminali ning põhjustab Ca2+ sissevoolu tsütoplasmasse. Ca2+ kontsentratsiooni suurenemine rakus viib konformatsiooniliste muutuste tekkeni neuraalse tsütoskeleti mikrotuubulites. See põhjustab norepinefriini, mis on neurotransmitter, vabanemist interstitsiaalsesse ruumi.
Joonis 02: silelihaste kokkutõmbumine
Norepinefriin liigub silelihasrakkudesse ja seondub kanaliretseptoriga, mis on seotud G-valguga. Selle tulemuseks on saatja retseptori kompleksi moodustumine ja G-valgu aktiveerimine. Samuti viib rakusse kogunenud Ca2+ seondumiseni kalmoduliiniga ja moodustab Ca2+-kalmoduliini kompleksi. See kompleks seob ja aktiveerib müosiini kerge ahela kinaasi (MLCK). MLCK hõlmab fosforüülimisreaktsiooni, mis fosforüülib müosiini kerget ahelat ja võimaldab siduda müosiini ristsilda aktiini filamentidega. See käivitab kokkutõmbumise. Selle protsessi lõpetab müosiini kerge ahela defosforüülimine ja ensüümi müosiini kerge ahela fosfataasi (MLCP) kaasamine.
Millised on skeleti ja silelihaste kokkutõmbumise sarnasused?
- Nii skeleti kui ka silelihaste kokkutõmbed sõltuvad Ca2+ kontsentratsioonist.
- Nii skeleti kui silelihaste kokkutõmbed on keha liikumise ja vormi säilitamiseks väga olulised.
Mis vahe on skeleti ja silelihaste kokkutõmbumisel?
Skeleti vs silelihaste kontraktsioon |
|
| Skeletilihaste kokkutõmbumine on skeletilihaste kokkutõmbumise protsess elektrokeemiliste signaalide seeria kaudu, mis pärinevad ajust. | Silelihaste kokkutõmbumine on protsess, mille põhjustab aktiini ja müosiini filamentide libisemine üle üksteise. |
| Kokkutõmbumiskiirus | |
| Skeletilihaste kokkutõmbumine toimub erineva kiirusega. | Silelihaste kontraktsioon on väga aeglane. |
| Troponiini valk | |
| Skeletilihaste kontraktsioon hõlmab troponiini. | Silede lihaste kontraktsioon ei hõlma troponiini. |
Kokkuvõte – skeleti vs silelihaste kontraktsioon
Kõik skeletilihased tõmbuvad kokku elektrokeemiliste signaalide seeria kaudu, mis pärinevad ajust. Skeletilihaskiudude struktuuri kirjeldamisel selle põhitasemel koosneb see väiksematest kiuühikutest, mida nimetatakse müofibrillideks. Müofibrillides esinevad spetsiaalsed kontraktiilsed valgud. Need kontraktiilsed valgud on aktiin ja müosiin. Skeletilihaste kontraktsioon põhineb libisevate filamentide teoorial. Silelihaste kontraktsiooni ajal tekib sümpaatilises motoorses neuronis aktsioonipotentsiaal. Kogu silelihaste kokkutõmbumise protsessi saab kontrollida välise ja sisemise kontrolli abil. Väliselt koosneb see neuronaalsest kontrollist ja humoraalsest kontrollist. Lokaalne humoraalne kontroll ja müogeenne autoregulatsioon toimuvad sisemise kontrolli all.
