ความแตกต่างระหว่างการหดตัวของกระดูกและกล้ามเนื้อเรียบ

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – การหดตัวของกระดูกและกล้ามเนื้อเรียบ

กล้ามเนื้อสร้างรูปร่างให้กับร่างกายและมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวและการทำงานอื่นๆ ของร่างกาย พวกเขามีส่วนร่วมในกิจกรรมต่าง ๆ ของร่างกายที่ควบคุมโดยการควบคุมทั้งโดยสมัครใจและไม่สมัครใจ กล้ามเนื้อมีสามประเภทหลักคือ กล้ามเนื้อโครงร่าง กล้ามเนื้อหัวใจ และกล้ามเนื้อเรียบ กล้ามเนื้อโครงร่างติดอยู่กับระบบโครงร่าง และพบกล้ามเนื้อเรียบในผนังของอวัยวะกลวง เช่น กระเพาะอาหาร กระเพาะปัสสาวะ มดลูก เป็นต้น ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง โปรตีนชนิดพิเศษที่เรียกว่าโทรโปนินจะทำหน้าที่สำคัญในขณะที่ไม่มีโทรโปนิน เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบนี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกล้ามเนื้อโครงร่างกับการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ

การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างคืออะไร

ในบริบทของการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง กล้ามเนื้อโครงร่างทั้งหมดหดตัวผ่านชุดสัญญาณไฟฟ้าเคมีที่มีต้นกำเนิดในสมอง สัญญาณเหล่านี้ส่งผ่านระบบประสาทไปยังเซลล์ประสาทสั่งการที่อยู่ในเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่าง สัญญาณจะเริ่มกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อ เมื่ออธิบายโครงสร้างของเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่างที่ระดับพื้นฐาน มันประกอบด้วยไฟเบอร์ยูนิตขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าไมโอไฟบริลส์ ภายใน myofibrils มีโปรตีนหดตัวชนิดพิเศษอยู่ โปรตีนหดตัวเหล่านี้คือแอคตินและไมโอซิน พวกมันเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของกล้ามเนื้อโครงร่างเมื่อเกิดการหดตัว

เส้นใยแอคตินและไมโอซินเลื่อนเข้าและออกจากกันซึ่งเริ่มกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อ ดังนั้น กระบวนการนี้จึงเรียกว่า 'ทฤษฎีไส้เลื่อน' เนื่องจากการเลื่อนของโปรตีนที่หดตัวเหล่านี้ข้ามกันมีโครงสร้างที่สำคัญบางอย่างที่อยู่ภายใต้สปอตไลท์เมื่ออธิบายการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง พวกเขาคือ myofibril, sarcomere (ซึ่งเป็นหน่วยการทำงานของ myofibril), actin และ myosin, tropomyosin (โปรตีนที่จับกับ actin ในการควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อ) และ troponin (ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์สามโปรตีนที่มีอยู่ใน tropomyosin หน่วย).

ในขั้นต้น แรงกระตุ้นทางประสาทที่เกิดจากสมองเดินทางผ่านระบบประสาทไปยังจุดที่เรียกว่าชุมทางประสาทและกล้ามเนื้อ ทำให้เกิดการหลั่งของ acetylcholine ซึ่งเป็นสารสื่อประสาท สิ่งนี้นำไปสู่สถานะของการสลับขั้ว ส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยแคลเซียมไอออน (Ca²⁺) ออกจากเส้นเอ็น sarcoplasmic Ca^{2+ จับกับโทรโปนินซึ่งจะเปลี่ยนรูปร่างและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของโทรโปไมโอซินจากโปรตีนแอคติน ปรากฏการณ์นี้เริ่มต้นการเชื่อมโยงของ myosin (myosin heads) กับแอกติน นี่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างโปรตีนที่หดตัวทั้งสองนี้การแปลง ATP เป็น ADP + Pi ปล่อยพลังงานและช่วยให้ดึงเส้นใยแอคตินเข้าด้านในโดยไมโอซิน การดึงนี้จะทำให้กล้ามเนื้อสั้นลง}

รูปที่ 01: การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง

เมื่อโมเลกุล ATP จับกับไมโอซิน มันจะหลุดออกจากเส้นใยแอคตินและทำลายสะพานที่ก่อตัวขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกว่าการกระตุ้นทางประสาทจะหยุดลงและมี ATP และ Ca²⁺ ที่เพียงพอ เมื่อแรงกระตุ้นหยุดลง Ca^{2+ จะกลับมาที่เส้นเล็งของซาร์โคพลาสซึมและเส้นใยแอคตินจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งพัก วิธีนี้จะยืดกล้ามเนื้อให้อยู่ในตำแหน่งปกติ}

การหดรัดตัวของกล้ามเนื้อเรียบคืออะไร

การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบนั้นเกิดขึ้นจากการกระตุ้นทางประสาทและโดยการกระตุ้นอารมณ์ขันด้วยกระบวนการหดตัวทั้งหมดสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมจากภายนอกและภายใน ภายใต้ภายนอก จะประกอบด้วยการควบคุมเซลล์ประสาทและการควบคุมอารมณ์ การควบคุมเส้นประสาทเกิดขึ้นโดยมีเส้นใยความเห็นอกเห็นใจที่ควบคุมทั้งการหดตัวและการผ่อนคลาย การผ่อนคลายมีสาเหตุหลักมาจากตัวรับ β adrenergic และการหดตัวเกิดจากตัวรับ α adrenergic ภายใต้องค์ประกอบควบคุมอารมณ์ สารประกอบต่างๆ เช่น แองจิโอเทนซิน II, เอพิเนฟริน, วาโซเพรสซิน กระตุ้นการหดตัวและการผ่อนคลาย

การควบคุมอารมณ์ขันในท้องถิ่นและการควบคุมอัตโนมัติของ myogenic เกิดขึ้นภายใต้การควบคุมที่แท้จริง ในระหว่างการควบคุมอัตโนมัติของ myogenic จะเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการสลับขั้วและการหดตัวที่เกิดขึ้นเองในกล้ามเนื้อเรียบ ระบบควบคุมนี้ไม่มีอยู่ในกล้ามเนื้อเรียบทุกส่วนของร่างกาย แต่จะพบในหลอดเลือดเป็นหลัก เช่น หลอดเลือดแดงอวัยวะที่เลี้ยง ในระหว่างการควบคุมอารมณ์ขันในท้องถิ่น สารประกอบที่หลั่งโดยเซลล์ที่เลียนแบบเซลล์ autocrine และ paracrine นำไปสู่การหดตัวและคลายตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อเรียบสารประกอบเหล่านี้รวมถึง bradykinin, prostaglandins, thromboxane, endothelin, adenosine และ histamine เอ็นโดเทลินถือเป็นตัวหดตัวที่มีศักยภาพมากที่สุดในขณะที่อะดีโนซีนถือเป็นยาขยายหลอดเลือดที่มีมากที่สุด

ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ ศักยภาพของการกระทำที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทสั่งการที่เห็นอกเห็นใจจะเดินทางและไปถึงขั้วประสาทไซแนปติกและทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของ Ca²⁺ ไหลทะลักเข้ามาภายในไซโตพลาสซึม การเพิ่มขึ้นใน Ca^{2+ ความเข้มข้นภายในเซลล์นำไปสู่การพัฒนาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างใน microtubules ของโครงร่างเซลล์ประสาท ซึ่งทำให้เกิดการปล่อย norepinephrine ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทเข้าไปในช่องว่างระหว่างคั่น}

รูปที่ 02: การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ

Norepinephrine เคลื่อนเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อเรียบและจับกับตัวรับช่องสัญญาณที่ควบคู่กับโปรตีน G ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของตัวรับส่งสัญญาณเชิงซ้อนและการกระตุ้นของโปรตีน G นอกจากนี้ Ca²⁺ ที่สะสมอยู่ภายในเซลล์นำไปสู่การผูกมัดด้วยคาโมดูลินและก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ Ca^{2+-calmodulin คอมเพล็กซ์นี้ผูกและเปิดใช้งาน Myosin Light Chain Kinase (MLCK) MLCK เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันซึ่งฟอสโฟรีเลตสายเบาของไมโอซินและเปิดใช้งานการเชื่อมโยงของไมโอซินครอสบริดจ์กับเส้นใยแอคติน สิ่งนี้เริ่มหดตัว dephosphorylation ของ myosin light chain และโดยการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ Myosin Light Chain Phosphatase (MLCP)}

ความคล้ายคลึงกันระหว่างการหดตัวของโครงกระดูกและการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบคืออะไร

• การหดรัดตัวของทั้งโครงกระดูกและกล้ามเนื้อเรียบขึ้นอยู่กับ Ca^{2+ สมาธิ}
• การหดรัดตัวของกล้ามเนื้อทั้งตัวเป็นสิ่งสำคัญมากในการรักษาการเคลื่อนไหวและรูปร่างของร่างกาย

การหดตัวของกระดูกและกล้ามเนื้อเรียบต่างกันอย่างไร

โครงกระดูก VS กล้ามเนื้อเรียบ
การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างเป็นกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างผ่านชุดสัญญาณไฟฟ้าเคมีที่มีต้นกำเนิดในสมอง	การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบเป็นกระบวนการที่เกิดจากการเลื่อนของเส้นใยแอคตินและไมโอซินทับกัน
ความเร็วหดตัว
กล้ามเนื้อโครงร่างหดตัวในอัตราความเร็วที่ต่างกัน	กล้ามเนื้อหดตัวช้ามาก
โทรโปนินโปรตีน
การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างเกี่ยวข้องกับโทรโปนิน	การหดเกร็งของกล้ามเนื้อเรียบไม่เกี่ยวข้องกับโทรโปนิน

Summary – โครงกระดูก vs การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ

กล้ามเนื้อโครงร่างทั้งหมดหดตัวผ่านชุดสัญญาณไฟฟ้าเคมีที่มีต้นกำเนิดในสมอง เมื่ออธิบายโครงสร้างของเส้นใยกล้ามเนื้อโครงร่างที่ระดับพื้นฐาน มันประกอบด้วยหน่วยเส้นใยขนาดเล็กที่เรียกว่า myofibrils ภายใน myofibrils มีโปรตีนหดตัวชนิดพิเศษอยู่ โปรตีนหดตัวเหล่านี้คือแอคตินและไมโอซิน การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างขึ้นอยู่กับทฤษฎีเส้นใยเลื่อน ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ ศักยภาพในการดำเนินการจะถูกสร้างขึ้นในเซลล์ประสาทสั่งการที่มีความเห็นอกเห็นใจ กระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบทั้งหมดสามารถควบคุมได้โดยใช้วิธีการควบคุมจากภายนอกและภายในภายใต้ภายนอก จะประกอบด้วยการควบคุมเซลล์ประสาทและการควบคุมอารมณ์ การควบคุมอารมณ์ขันในท้องถิ่นและการควบคุมอัตโนมัติของ myogenic เกิดขึ้นภายใต้การควบคุมที่แท้จริง