הבדל מפתח - שלד לעומת כיווץ שרירים חלק
שרירים מספקים צורה לגוף ומעורבים בתנועה ובתפקודים שונים אחרים של הגוף. הם מעורבים בפעילויות שונות של הגוף שנשלטות על ידי בקרות רצוניות ובלתי רצוניות כאחד. ישנם שלושה סוגים עיקריים של שרירים: שריר השלד, שריר הלב והשריר החלק. שרירי השלד מחוברים למערכת השלד ושרירים חלקים נמצאים בדפנות האיברים החלולים כמו קיבה, שלפוחית השתן, הרחם וכו'. במהלך התכווצות שרירי השלד, סוג מיוחד של חלבון בשם טרופונין משחק חלק בלתי נפרד בעוד שטרופונין אינו מעורב בכיווץ שריר חלק.זהו ההבדל העיקרי בין שריר השלד להתכווצות שריר חלק.
מהו התכווצות שרירי השלד?
בהקשר של התכווצות שרירי השלד, כל שרירי השלד מתכווצים באמצעות סדרה של אותות אלקטרוכימיים שמקורם במוח. אותות אלו עוברים דרך מערכת העצבים לתוך הנוירון המוטורי שנמצא בסיבי שריר השלד. האות יתחיל את תהליך התכווצות השרירים. כאשר מתארים את המבנה של סיב שריר השלד ברמה הבסיסית שלו, הוא מורכב מיחידת סיבים קטנה יותר המכונה מיופיברילים. בתוך המיופיברילים קיימים סוגים מיוחדים של חלבונים מתכווצים. חלבונים מתכווצים אלו הם אקטין ומיוזין. הם המרכיבים החשובים ביותר של שריר השלד בכל הנוגע להתכווצות.
חוטי האקטין והמיוזין גולשים פנימה והחוצה זה על פני זה שמתחילים את תהליך התכווצות השרירים. לכן, תהליך זה ידוע בתור 'תורת חוט ההזזה' עקב החלקה של חלבונים מתכווצים אלה על פני זה.ישנם מעט מבנים חשובים שמגיעים תחת אור הזרקורים כאשר מתארים התכווצות שרירי השלד. הם מיופיבריל, סרקומר (שהיא היחידה התפקודית של מיופיבריל), אקטין ומיוזין, טרופומיוזין (חלבון שנקשר לאקטין בוויסות התכווצות השרירים) וטרופונין (שהוא קומפלקס בן שלושה חלבונים הקיים בטרופומיוזין יחידה).
בתחילה, דחף עצבי שנוצר על ידי המוח עובר דרך מערכת העצבים אל מקום המכונה צומת נוירו-שרירי. זה גורם לשחרור אצטילכולין, שהוא נוירוטרנסמיטר. זה מוביל למצב של דפולריזציה. זה גורם לשחרור יוני סידן (Ca2+) מהרשת הסרקופלזמית. Ca2+ נקשר לטרופונין שמשנה את צורתו וגורם לתנועה של טרופומיוזין מחלבון האקטין (אתר פעיל של אקטין). תופעה זו יוזמת את הקישור של מיוזין (ראשי מיוזין) לאקטין. זה יוצר גשר צולב בין שני החלבונים המתכווצים הללו.המרה של ATP ל-ADP + Pi, משחררת אנרגיה ומאפשרת משיכת חוטי אקטין פנימה על ידי מיוזין. משיכה זו מקצרת את השריר.
איור 01: התכווצות שרירי השלד
כאשר מולקולת ATP נקשרת למיוזין, היא מתנתקת מחוט האקטין ושוברת את הגשר הצולבי שנוצר. תהליך זה מתרחש ברציפות עד שהגירוי העצבי מפסיק וכמות נאותה של ATP ו-Ca2+ נוכחת. כאשר הדחף נפסק, Ca2+ מוחזר לרשת הסרקופלזמית וחוט האקטין עובר למצב המנוחה שלו. זה מאריך את השריר למצבו הרגיל.
מהו התכווצות שרירים חלקה?
התכווצות שרירים חלקים מתרחשת כגירוי עצבי וגם על ידי גירוי הומורלי.ניתן לשלוט על כל תהליך ההתכווצות באמצעות שליטה חיצונית ופנימית. תחת חוץ, הוא מורכב משליטה נוירונית ושליטה הומורלית. שליטה נוירונית מתרחשת עם נוכחות של סיבים סימפטיים השולטים הן בהתכווצות והן בהרפיה. הרפיה נגרמת בעיקר על ידי קולטני β אדרנרגיים והתכווצות נגרמת על ידי קולטנים אדרנרגיים α. תחת מרכיב הבקרה ההומורלית, תרכובות שונות כגון אנגיוטנסין II, אפינפרין, וזופרסין מעוררות התכווצות והרפיה.
שליטה הומורלית מקומית וויסות אוטומטי מיוגניים מתרחשות תחת השליטה הפנימית. במהלך הויסות האוטומטי המיוגניים, הוא מתרחש כתגובה לדה-פולריזציה והתכווצות ספונטנית המתרחשת בשריר החלק. מערכת ויסות זו אינה קיימת בכל שריר חלק בגוף, אך היא מצויה בעיקר בכלי דם כגון עורק גלומרולרי אפרנטי. במהלך בקרה הומורלית מקומית, תרכובות המופרשות על ידי תאים המחקים תאים אוטוקריניים ופאראקריניים מובילות להתכווצות ולהרפיה של סיבי שריר חלקים.תרכובות אלו כוללות ברדיקינין, פרוסטגלנדינים, תרומבוקסן, אנדותלין, אדנוזין והיסטמין. אנדותלין נחשב למכווץ החזק ביותר בעוד שאדנוזין נחשב למרחיב כלי הדם הנפוץ ביותר.
במהלך התכווצות השריר החלק, פוטנציאל הפעולה שנוצר בנוירון המוטורי הסימפטי נע ומגיע למסוף הסינפטי וגורם להשראת זרימת Ca2+ בתוך הציטופלזמה. העלייה בריכוז Ca2+ בתוך התא מובילה להתפתחות שינויים קונפורמטיביים במיקרו-צינוריות של השלד העצבי. זה גורם לשחרור נוראדרנלין, שהוא נוירוטרנסמיטר לחלל הבין-סטיציאלי.
איור 02: התכווצות שרירים חלקה
נורפינפרין עובר לתוך תא השריר החלק ונקשר לקולטן ערוץ המקושר עם חלבון G. כתוצאה מכך נוצר קומפלקס קולטני משדר והפעלה של חלבון G. כמו כן, Ca2+ המצטבר בתוך התא מוביל לקישור עם קלמודולין ויוצר את קומפלקס Ca2+-קלמודולין. קומפלקס זה קושר ומפעיל את Myosin Light Chain Kinase (MLCK). MLCK כרוך בתגובת זרחון אשר מזרחנת את שרשרת הקלה של מיוזין ומאפשרת קישור של גשר חוצה מיוזין לחוטי האקטין. זה גורם להתכווצות. תהליך זה מסתיים על ידי דה-פוספורילציה של שרשרת הקלה של המיוזין ובאמצעות מעורבות האנזים Myosin Light Chain Phosphatase (MLCP).
מהם הדמיון בין התכווצות השלד והשריר החלק?
- התכווצויות השלד והשריר החלק תלויות בריכוז Ca2+.
- גם התכווצויות השלד וגם השרירים החלקים חשובים מאוד לשמירה על תנועת הגוף וצורתו.
מה ההבדל בין התכווצות שלד לכיווץ שרירים חלק?
התכווצות שלד לעומת שרירים חלקים |
|
| כיווץ שרירי השלד הוא תהליך של כיווץ שרירי השלד באמצעות סדרה של אותות אלקטרוכימיים שמקורם במוח. | התכווצות שרירים חלקים הוא התהליך הנגרם מהחלקה של חוטי האקטין והמיוזין זה על גבי זה. |
| מהירות התכווצות | |
| התכווצות שרירי השלד מתרחשת בקצבי מהירות שונים. | התכווצות שרירים חלקים איטית מאוד. |
| Troponin Protein | |
| התכווצות שרירי השלד כרוכה בטרופונין. | כיווץ שריר חלק אינו כרוך בטרופונין. |
סיכום – שלד לעומת כיווץ שרירים חלק
כל שרירי השלד מתכווצים באמצעות סדרה של אותות אלקטרוכימיים שמקורם במוח. כאשר מתארים את המבנה של סיב שריר השלד ברמה הבסיסית שלו, הוא מורכב מיחידות סיבים קטנות יותר המכונות מיופיברילים. בתוך המיופיברילים קיימים סוגים מיוחדים של חלבונים מתכווצים. חלבונים מתכווצים אלה הם אקטין ומיוזין. התכווצות שרירי השלד מבוססת על תיאוריית ה-Sliding Filament. במהלך התכווצות השריר החלק, נוצר פוטנציאל פעולה בנוירון המוטורי הסימפטי. ניתן לשלוט על כל תהליך התכווצות השריר החלק באמצעות אמצעי שליטה חיצונית ופנימית.תחת חוץ, הוא מורכב משליטה נוירונית ושליטה הומורלית. שליטה הומורלית מקומית וויסות אוטומטי מיוגניים מתרחשות תחת השליטה הפנימית.
