Glatte Muskulatur

Question 1

In welche Strukturen des Magen-Darm-Kanales findet man glatte Muskulatur (GM); in welchen quergestreifte Muskulatur?

Answer 1

glatte Muskulatur:

• Ring- & Längsmuskelschicht
• alle Sphinkter außer oberer Oesophagussphinkter und äußerer Analsphinkter
• in Wänden von Hohlorganen

quergestreifte Muskulatur:

• oberer Oesophagussphinkter
• äußerer Analsphinkter

Question 2

In welchen Merkmalen unterscheiden sich glatte und quergestreifter Muskulatur?

Answer 2

• GM nicht bewusste steuerbar
• über Calmodulin, MLCK aktiviert
• GM-Zellen spindelförmig
• stärkere Dehnung mögl.
• nur ein zentralliegernder Zellkern
• arbeitet langsam & ausdauernd
• kann sich relativ schnell zusammenziehen
• besitzt keine Sakomere (Querstreifung)
• keine motoische Endplatte
• kein Troponin, dafür Calmodulin als Ca2+-Sensor
• Kontraktion in alle Richtungen
• Maschenwerk mit EZM

Question 3

Wie ist der kontraktile Apparat der GM aufgebaut?

Answer 3

• aus Aktin- & Myosinfilamenten, Mikrotubuli, Intermediärfilamenten (Desmin, Vimentin), Tropomyosin
• Verankerungshilfen:
• > Anheftungsplaques “dense plaques”
• > Verdichtungszonen “dense bodies”
• Tropomyosin anstelle von Troponin
• Caldesmon, Calponin (aktin assoziiert)
• Calmodulin (Ca2+-Bindung)

Question 4

Hinsichtlich der Erregungsweiterleitung kann man 2 Typen GM unterscheiden. In welchen Merkmalen unterscheiden sich die Typen und welcher Typ herrscht im MDK vor?

Answer 4

Single-unit-Typ:

• Gap junctions -> Synzytium
• myogener Muskeltonus (Schrittmacherzellen -> Spontanaktivität)
• Modulation durch vegetatives Nervensystem
• > im Darm, Harnblase, Uterus
• Autonomie durch Schrittmacherzellen, Ausbreitung über Gap junctions, Modulation über Neurotransmitter

Multi-unit-Typ:

• unabhängige Kontraktionen
• neurogener Muskeltonus (-> Steuerung durch vegetatives Nervensystem)
• in Iris- & Ziliarmuskulatur
• neurogen über synapt. Übertragung

Question 5

Welche Einteilung hinsichtlich der Kontraktionsmuster der GM sind bekannt?

Answer 5

phasisch kontrahierend:

• „schnelle“ Kontraktion („schnelles Myosin“)
• nicht dauerhaft
• rhythmische Kontraktionen (Peristaltik, Segmentationen, Pendelbewegungen)
• > Bsp.: Magen-Darm-Trakt, Ureteren, M. detrusor vesicae

tonisch kontrahierend:

• „langsame“ Kontraktion („langsames Myosin”)
• dauerhaft
• Latch-Zustand: Drosselung des ATP-Umsatzes
• Sphinkteren: spezialisierte Muskelfaserbündel von Bindegewebe umgeben
• > Bsp.: Sphinkteren im Magen-Darm-Trakt, Sphinkteren in Urogenitaltrakt, Arterien, Arteriolen

Question 6

Welche Funktion haben Cajal-Zellen?

Answer 6

Schrittmacherzellen:

• > spontane Depolarisation
• > Erzeugung langsamer Wellen
• Fortleitung der Depolarisation von oral nach aboral -> gerichtete Kontraktion
• durch vegetatives NS gestuert
• > kontrolliert Darmmotilität bzw. Peristaltik

Question 7

Welche intrazellulären Kaskaden führen zur Kontraktion bzw. Relaxation von GM?

Answer 7

Kontraktion:

• Gq gekoppeltesr Rezeptor von Liganden gebunden -> PLC aktiviert, setzt PIP2 zu InsP3 und DAG um
• > InsP3 öffnet Ca2+-Kanäle am SR -> Ca2+-Ausstrom -> [Ca2+] steigt -> öffnen Ryanodinrezeptoren am SR -> weiterer Ca2+ Ausstrom
• > hohe [Ca2+] -> aktiviert Calmodulin -> Ca2+-Calmodulin -> aktiviert MLCK -> MLC wird phosphoryliert -> Muskelkontraktion

-> DAG aktiviert PKC -> aktiviert CPI-17 (C-Kinase activated PP-1 inhibitor) -> CPI-17 wird phosphoryliert -> CPI-17-P inaktiviert Ggenspieler zu MLCK die MLCP => Muskelkontraktion kann weiter ablaufen

Relaxation:
Ligandenbindung (ViP) an Gs gekoppelten Rezeptor auf GMZ -> ACY aktiviert -> ATP zu cAMP umgesetzt -> [cAMP] steigt -> PKA aktiviert
-> PKA fördert Ca2+-ATPase -> [Ca2+] sinkt, da Ca2+ ins SR transportiert
-> PKA aktiviert phosphoryliertes Telokin -> aktiviert MLCP -> Muskelkontraktion kann nicht mehr stattfinden
-> PKA begünstigt Inaktivierung von MLCK, da [Ca2+] sinkt -> Calmodulin in inaktiver Form
=> Relaxation

-> NO gelangt in Zelle -> aktiviert Guanylatcyclase (GCY) -> Umsetzung GTP zu cGMP -> aktiviert PKG -> aktiviert phosphoryliertes Telokin -> aktiviert MLCP

Question 8

Wie erfolgt die AcCh-vermittelte Steigerung der Kontraktion (z.B. in der Gallenblase), wie die Relaxation der GM in den Blutgefäßen?

Answer 8

Steigerung der Kontaktion:

• Gq gekoppeltesr Rezeptor von Liganden gebunden -> PLC aktiviert, setzt PIP2 zu InsP3 und DAG um
• > InsP3 öffnet Ca2+-Kanäle am SR -> Ca2+-Ausstrom -> [Ca2+] steigt -> öffnen Ryanodinrezeptoren am SR -> weiterer Ca2+ Ausstrom
• > hohe [Ca2+] -> aktiviert Calmodulin -> Ca2+-Calmodulin -> aktiviert MLCK -> MLC wird phosphoryliert -> Muskelkontraktion

-> DAG aktiviert PKC -> aktiviert CPI-17 (C-Kinase activated PP-1 inhibitor) -> CPI-17 wird phosphoryliert -> CPI-17-P inaktiviert Ggenspieler zu MLCK die MLCP => Muskelkontraktion kann weiter ablaufen

Relaxation:
Ligandenbindung (ViP) an Gs gekoppelten Rezeptor auf GMZ -> ACY aktiviert -> ATP zu cAMP umgesetzt -> [cAMP] steigt -> PKA aktiviert
-> PKA fördert Ca2+-ATPase -> [Ca2+] sinkt, da Ca2+ ins SR transportiert
-> PKA aktiviert phosphoryliertes Telokin -> aktiviert MLCP -> Muskelkontraktion kann nicht mehr stattfinden
-> PKA begünstigt Inaktivierung von MLCK, da [Ca2+] sinkt -> Calmodulin in inaktiver Form
=> Relaxation

-> NO gelangt in Zelle -> aktiviert Guanylatcyclase (GCY) -> Umsetzung GTP zu cGMP -> aktiviert PKG -> aktiviert phosphoryliertes Telokin -> aktiviert MLCP