Hauptunterschied – Kontraktion der Skelett- vs. glatten Muskulatur
Muskeln geben dem Körper eine Form und sind an der Bewegung und verschiedenen anderen Funktionen des Körpers beteiligt. Sie beinh alten verschiedene Aktivitäten des Körpers, die sowohl durch freiwillige als auch durch unfreiwillige Kontrollen kontrolliert werden. Es gibt drei Haupttypen von Muskeln, nämlich Skelettmuskel, Herzmuskel und glatte Muskulatur. Skelettmuskeln sind am Skelettsystem befestigt und glatte Muskeln befinden sich in den Wänden der Hohlorgane wie Magen, Blase, Gebärmutter usw. Bei der Kontraktion der Skelettmuskulatur spielt eine spezielle Art von Protein namens Troponin eine wesentliche Rolle, während Troponin dies nicht tut an der Kontraktion der glatten Muskulatur beteiligt. Dies ist der Hauptunterschied zwischen der Kontraktion der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur.
Was ist Skelettmuskelkontraktion?
Im Kontext der Skelettmuskelkontraktion ziehen sich alle Skelettmuskeln durch eine Reihe von elektrochemischen Signalen zusammen, die ihren Ursprung im Gehirn haben. Diese Signale gelangen durch das Nervensystem in das Motoneuron, das sich in den Skelettmuskelfasern befindet. Das Signal löst den Muskelkontraktionsprozess aus. Wenn man die Struktur der Skelettmuskelfaser auf ihrer grundlegenden Ebene beschreibt, besteht sie aus einer kleineren Fasereinheit, die als Myofibrillen bezeichnet wird. Innerhalb der Myofibrillen sind spezielle Arten von kontraktilen Proteinen vorhanden. Diese kontraktilen Proteine sind Aktin und Myosin. Sie sind die wichtigsten Bestandteile des Skelettmuskels, wenn es um Kontraktion geht.
Aktin- und Myosin-Filamente gleiten übereinander hin und her, was den Muskelkontraktionsprozess einleitet. Daher wird dieser Prozess aufgrund des Gleitens dieser kontraktilen Proteine übereinander als "Gleitfadentheorie" bezeichnet. Es gibt nur wenige wichtige Strukturen, die bei der Beschreibung der Skelettmuskelkontraktion im Rampenlicht stehen. Sie sind Myofibrille, Sarkomer (das die funktionelle Einheit von Myofibrillen ist), Aktin und Myosin, Tropomyosin (ein Protein, das bei der Regulierung der Muskelkontraktion an Aktin bindet) und Troponin (ein Drei-Protein-Komplex, der im Tropomyosin vorhanden ist). Einheit).
Zunächst wandert ein vom Gehirn erzeugter Nervenimpuls durch das Nervensystem zu einem Ort, der als neuromuskuläre Verbindung bezeichnet wird. Dies bewirkt die Freisetzung von Acetylcholin, einem Neurotransmitter. Dies führt zu einem Zustand der Depolarisation. Dies führt zur Freisetzung von Calciumionen (Ca2+) aus dem sarkoplasmatischen Retikulum. Ca2+ bindet an Troponin, das seine Form ändert und die Bewegung von Tropomyosin aus dem Aktinprotein (aktive Stelle von Aktin) bewirkt. Dieses Phänomen initiiert die Bindung von Myosin (Myosinköpfe) an Aktin. Dies bildet eine Querbrücke zwischen diesen beiden kontraktilen Proteinen. Die Umwandlung von ATP in ADP + Pi setzt Energie frei und ermöglicht das Einziehen von Aktinfilamenten durch Myosin. Dieses Ziehen verkürzt den Muskel.
Abbildung 01: Skelettmuskelkontraktion
Wenn ein ATP-Molekül an das Myosin bindet, löst es sich vom Aktinfilament und bricht die gebildete Querbrücke. Dieser Vorgang findet kontinuierlich statt, bis der Nervenreiz aufhört und eine ausreichende Menge an ATP und Ca2+ vorhanden ist. Wenn der Impuls aufhört, wird Ca2+ zum sarkoplasmatischen Retikulum zurückgeführt und das Aktinfilament bewegt sich in seine Ruheposition. Dadurch wird der Muskel in seine normale Position verlängert.
Was ist eine Kontraktion der glatten Muskulatur?
Die Kontraktion der glatten Muskulatur erfolgt als nervöse Stimulation und auch durch humorale Stimulation. Der gesamte Kontraktionsvorgang konnte durch extrinsische und intrinsische Steuerung kontrolliert werden. Extrinsisch setzt es sich aus neuronaler und humoraler Kontrolle zusammen. Die neuronale Kontrolle findet durch das Vorhandensein sympathischer Fasern statt, die sowohl die Konstriktion als auch die Entspannung kontrollieren. Die Entspannung wird hauptsächlich durch β-adrenerge Rezeptoren verursacht, und die Kontraktion wird durch α-adrenerge Rezeptoren verursacht. Unter humoraler Kontrollkomponente induzieren verschiedene Verbindungen wie Angiotensin II, Epinephrin, Vasopressin die Kontraktion und Entspannung.
Lokale humorale Kontrolle und myogene Autoregulation finden unter der intrinsischen Kontrolle statt. Während der myogenen Autoregulation findet sie als Reaktion auf spontane Depolarisation und Kontraktion statt, die in der glatten Muskulatur stattfindet. Dieses Regulationssystem ist nicht in jedem glatten Muskel des Körpers vorhanden, aber es findet sich hauptsächlich in Blutgefäßen wie der afferenten glomerulären Arteriole. Während der lokalen humoralen Kontrolle führen Verbindungen, die von Zellen sezerniert werden, die autokrine und parakrine Zellen nachahmen, zur Kontraktion und Entspannung glatter Muskelfasern. Diese Verbindungen umfassen Bradykinin, Prostaglandine, Thromboxan, Endothelin, Adenosin und Histamin. Endothelin gilt als der stärkste Konstriktor, während Adenosin als der am häufigsten vorkommende Vasodilatator gilt.
Während der Kontraktion der glatten Muskulatur wandert das im sympathischen Motoneuron erzeugte Aktionspotential und erreicht das synaptische Terminal und verursacht die Induktion eines Ca2+-Einstroms in das Zytoplasma. Die Erhöhung der Ca2+-Konzentration innerhalb der Zelle führt zur Entwicklung von Konformationsänderungen in den Mikrotubuli des neuralen Zytoskeletts. Dies bewirkt die Freisetzung von Norepinephrin, einem Neurotransmitter, in den interstitiellen Raum.
Abbildung 02: Kontraktion der glatten Muskulatur
Norepinephrin wandert in die glatte Muskelzelle und bindet an einen Kanalrezeptor, der mit einem G-Protein gekoppelt ist. Dies führt zur Bildung eines Transmitter-Rezeptor-Komplexes und zur Aktivierung des G-Proteins. Auch das in der Zelle angesammelte Ca2+ führt zur Bindung mit Calmodulin und bildet den Ca2+-Calmodulin-Komplex. Dieser Komplex bindet und aktiviert Myosin Light Chain Kinase (MLCK). MLCK beinh altet eine Phosphorylierungsreaktion, die die leichte Myosinkette phosphoryliert und die Bindung der Myosin-Kreuzbrücke an die Aktinfilamente ermöglicht. Dadurch wird die Kontraktion eingeleitet. Dieser Prozess wird durch die Dephosphorylierung der leichten Myosinkette und durch die Beteiligung des Enzyms Myosin Light Chain Phosphatase (MLCP) beendet.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen der Kontraktion der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur?
- Kontraktionen sowohl des Skeletts als auch der glatten Muskulatur hängen von der Ca2+ Konzentration ab.
- Kontraktionen sowohl des Skeletts als auch der glatten Muskulatur sind sehr wichtig, um die Körperbewegung und -form aufrechtzuerh alten.
Was ist der Unterschied zwischen der Kontraktion der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur?
Skelett- vs. Glattmuskelkontraktion |
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| Skelettmuskelkontraktion ist der Prozess der Kontraktion von Skelettmuskeln durch eine Reihe von elektrochemischen Signalen, die ihren Ursprung im Gehirn haben. | Die Kontraktion der glatten Muskulatur ist der Prozess, der durch das Gleiten der Aktin- und Myosinfilamente übereinander verursacht wird. |
| Kontraktionsgeschwindigkeit | |
| Skelettmuskelkontraktionen treten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf. | Die Kontraktion der glatten Muskulatur ist sehr langsam. |
| Troponin-Protein | |
| An der Skelettmuskelkontraktion ist Troponin beteiligt. | Die Kontraktion der glatten Muskulatur beinh altet kein Troponin. |
Zusammenfassung – Kontraktion der Skelett- vs. glatten Muskulatur
Alle Skelettmuskeln ziehen sich durch eine Reihe von elektrochemischen Signalen zusammen, die ihren Ursprung im Gehirn haben. Wenn man die Struktur der Skelettmuskelfaser auf ihrer grundlegenden Ebene beschreibt, besteht sie aus kleineren Fasereinheiten, die als Myofibrillen bezeichnet werden. Innerhalb der Myofibrillen sind spezielle Arten von kontraktilen Proteinen vorhanden. Diese kontraktilen Proteine sind Aktin und Myosin. Die Skelettmuskelkontraktion basiert auf der Sliding-Filament-Theorie. Während der Kontraktion der glatten Muskulatur wird im sympathischen Motoneuron ein Aktionspotential erzeugt. Der gesamte Kontraktionsprozess der glatten Muskulatur könnte durch extrinsische und intrinsische Steuerung gesteuert werden. Extrinsisch setzt es sich aus neuronaler und humoraler Kontrolle zusammen. Lokale humorale Kontrolle und myogene Autoregulation finden unter der intrinsischen Kontrolle statt.
