Різниця між скороченням скелета та гладкої мускулатури

Ключова різниця - Скелет та Гладкий М’язи Скорочення
 

М'язи надають тілу форму і беруть участь у русі та різних інших функціях тіла. Вони беруть участь у різних видах діяльності організму, які контролюються як добровільним, так і примусовим контролем. Існує три основні типи м'язів, а саме скелетний м’яз, серцевий м’яз та гладка мускулатура. Скелетні м’язи прикріплені до скелетної системи, а гладкі м’язи знаходяться в стінках порожнистих органів, таких як шлунок, сечовий міхур, матка тощо. Під час скорочення скелетних м'язів особливий вид білка під назвою тропонін відіграє невід'ємну роль, тоді як тропонін не бере участь у скороченні гладких м'язів. Це ключова різниця між скороченням скелетних м’язів і скороченням гладкої мускулатури.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке скорочення скелетних м’язів
3. Що таке гладке скорочення м’язів
4. Подібність між скороченням скелета та гладкої мускулатури
5. Порівняльне порівняння - Скорочення скелета та гладкої мускулатури у табличній формі
6. Підсумок

Що таке скорочення скелетних м’язів?

У контексті скорочення скелетних м’язів всі скелетні м’язи скорочуються через низку електрохімічних сигналів, що виникають у мозку. Ці сигнали переходять через нервову систему в руховий нейрон, який знаходиться в волокнах скелетних м’язів. Сигнал ініціює процес скорочення м’язів. Описуючи структуру скелетного м’язового волокна на його базовому рівні, він складається з меншої клітковини, яка називається міофібрилами. У межах міофібрил присутні особливі види скоротливих білків. Ці скорочувальні білки - актин та міозин. Вони є найважливішими компонентами скелетної мускулатури, коли мова йде про скорочення.

Актинові та міозинові нитки ковзають один за одним, які ініціюють процес скорочення м'язів. Тому цей процес відомий як «теорія ковзаючої нитки» через ковзання цих скоротливих білків один за одним. Існує небагато важливих структур, які потрапляють у центр уваги при описі скорочення скелетних м'язів. Це міофібрил, саркомер (який є функціональною одиницею міофібрили), актин та міозин, тропоміозин (білок, який зв’язується з актином у регуляції скорочення м’язів) та тропонін (який є трибілковим комплексом, який присутній у тропоміозині одиниця).

Спочатку нервовий імпульс, що генерується головним мозком, прямує через нервову систему в місце, яке називається нервово-м’язовим зв`язком. Це викликає вивільнення ацетилхоліну, який є нейромедіатором. Це призводить до стану деполяризації. Це призводить до вивільнення іонів кальцію (Са²⁺) із саркоплазматичного ретикулума. Ca²⁺ зв'язується з тропоніном, що змінює його форму і викликає рух тропоміозину з білка актину (активний сайт актину). Це явище ініціює зв'язування міозину (головки міозину) з актином. Це утворює перехресний міст між цими двома скоротливими білками. Перетворення АТФ до ADP + Pi, вивільняє енергію та дає можливість міозину втягувати актинові нитки всередину. Це потягування скорочує м’яз.

Малюнок 01: Скорочення м'язових скелет

Коли молекула АТФ зв'язується з міозином, вона відривається від актинової нитки і розриває утворений поперечний міст. Цей процес відбувається постійно до тих пір, поки нервовий подразник не припиняється та не надходить достатня кількість АТФ та Са²⁺ теперішній. Коли імпульс припиняється, Са²⁺ повертається назад до саркоплазматичного ретикулуму, а актинова нитка переміщується у положення спокою. Це подовжує м’яз до нормального положення.

Що таке гладке скорочення м’язів?

Скорочення гладкої мускулатури відбувається як нервова стимуляція, а також гуморальна стимуляція. Весь процес стиснення можна контролювати за допомогою зовнішнього та внутрішнього контролю. Під зовнішнім він складається з нейронального контролю та гуморального контролю. Нейронний контроль відбувається за наявності симпатичних волокон, які контролюють як звуження, так і розслаблення. Релаксація в першу чергу викликається β адренергічними рецепторами, а скорочення викликається α адренергічними рецепторами. Під гуморальним компонентом контролю різні сполуки, такі як ангіотензин II, епінефрин, вазопресин, викликають скорочення та розслаблення.

Місцевий гуморальний контроль та міогенна ауторегуляція відбуваються під внутрішнім контролем. Під час міогенної авторегуляції це відбувається як реакція на мимовільну деполяризацію та скорочення, що відбувається в гладкій мускулатурі. Ця система регуляції присутня не в кожній гладкій мускулатурі тіла, але вона в першу чергу знаходиться в кровоносних судинах, таких як аферентна клубочкова артеріола. Під час місцевого гуморального контролю сполуки, які секретуються клітинами, що імітують аутокринні та паракринні клітини, призводять до скорочення та розслаблення гладком’язових волокон. Ці сполуки включають брадикінін, простагландини, тромбоксан, ендотелін, аденозин та гістамін. Ендотелін вважається найпотужнішим звужувачем, а аденозин вважається найпоширенішим вазодилататором.

Під час скорочення гладкої мускулатури потенціал дії, що генерується в симпатичному моторному нейроні, подорожує і досягає синаптичного терміналу і викликає індукцію Са²⁺ приплив всередину цитоплазми. Приріст у Ca²⁺ концентрація всередині клітини призводить до розвитку конформаційних змін у мікротрубочках нервового цитоскелету. Це спричиняє вивільнення норадреналіну, який є нейротрансмітером в інтерстиціальний простір.

Малюнок 02: Згладження м'язових м'язів

Норепінефрин переміщується в клітину гладкої мускулатури і зв’язується з рецептором каналу, який поєднується з білком G. Це призводить до утворення рецепторного комплексу передавача та активації G білка. Також накопичений Са²⁺ всередині клітини призводить до зв'язування з кальмодуліном і утворює Са²⁺-кальмодуліновий комплекс. Цей комплекс зв'язує та активує міозин легку ланцюгову кіназу (MLCK). MLCK включає реакцію фосфорилювання, яка фосфорилює міозиновий легкий ланцюг і забезпечує зв'язування міозинового перехресного моста з актиновими нитками. Це ініціює скорочення. Цей процес припиняється дефосфорилюванням легкої ланцюга міозину та за рахунок залучення ферменту Myosin Light Chain Fosphatase (MLCP).

Які подібності між скороченням скелета та гладкої мускулатури?

• Скорочення скелета і гладкої мускулатури залежать від Са²⁺ концентрація.
• Скорочення скелета і гладкої мускулатури дуже важливі для підтримки руху та форми тіла.

Яка різниця між скороченням скелета та гладкої мускулатури?

Скелет та скорочення м'язів
Скорочення скелетних м’язів - це процес скорочення скелетних м'язів за допомогою ряду електрохімічних сигналів, що виникають у мозку.	Скорочення гладкої мускулатури - це процес, викликаний ковзанням ниток актину та міозину один над одним.
Швидкість скорочення
Скорочення скелетних м’язів відбувається з різною швидкістю.	Скорочення гладкої мускулатури відбувається дуже повільно.
Тропоніновий білок
Скорочення скелетних м’язів передбачає тропонін.	Скорочення гладкої мускулатури не залучає тропонін.

Підсумок - Скелет проти гладкого М’язи Скорочення 

Усі скелетні м’язи скорочуються через низку електрохімічних сигналів, що виникають у мозку. Описуючи структуру скелетного м’язового волокна на його базовому рівні, він складається з менших волокнистих одиниць, які називають міофібрилами. У межах міофібрил присутні особливі види скоротливих білків. Ці скорочувальні білки - актин та міозин. Скорочення скелетних м'язів базується на теорії розсувних ниток. Під час скорочення гладкої мускулатури в симпатичному руховому нейроні формується потенціал дії. Весь процес скорочення гладкої мускулатури можна контролювати за допомогою зовнішнього та внутрішнього контролю. Під зовнішнім він складається з нейронального контролю та гуморального контролю. Місцевий гуморальний контроль та міогенна ауторегуляція відбуваються під внутрішнім контролем.

Довідка:

1. «Механізм скорочення скелетних м’язів». МЕДХРОМ. Доступний тут
2. МЕФАНЕТ, мережа медичних факультетів Чехії та Словаччини. «Фізіологія скорочення гладкої мускулатури». Фізіологія скорочення гладкої мускулатури - WikiLectures. Доступний тут

Надано зображення:

1.'1008 Скорочення скелетних м'язів 'OpenStax, (CC BY 4.0) через Вікісховище 
2. 'Скорочення гладких м'язів1' Бумфріфр - Власна робота, (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons