Hoofdstuk 8 Flashcards
waaruit bestaan gladde spieren?
kleine vezels van 1 tot 5 micrometers in diameter en 20 tot 500 micrometer in de lengte
Verschil grootte vezels van gladde spieren en skelet spieren
die van skeletspieren zijn zowel in de diameter als lengte vele maten groter
gladspierweefsel kan ingedeeld worden ….
unitaire gladde spieren (unitary unit)
en
multi-unit gladde spieren
de gladde spieren van elk orgaan zijn distinctief van elkaar doordat…
1) verschillende dimensies
2) andere organisatie in bundels of platen
3) andere stimulus
4) andere karasterieken
5) functie
Waaruit bestaat multi unit gladde spieren
losse, aparte gladde spiervezels, waar elke vezel onafhankelijk van elkaar samentrekt
multi unit gladde spieren worden geinnerveerd door …
één zenuwuiteinde
multi unit gladde spieren worden omringd door
een basaal membraan bestaande uit collageen en glyco-eiwitten die de losse vezels van elkaar isoleren
Multi unit gladde spieren worden gestimuleerd door wel/niet zenuwimpulsen
wel
unitaire gladde spiercellen worden vooral gestuurd door
niet zenuwimpulsen maar andere impulsen
voorbeelden van multi unit gladde spieren
1) ciliare spieren in het oog
2) iris spieren
3) pilo-rector spieren voor het rechtop staan van de haartjes
unitaire gladde spieren heten ook wel
syncytiële gladde spier of viscerale gladde spier
unitair betekent
een massa van honderden tot duizenden spiervezels die als één unit samentrekken
structuur van een unitaire spier
ze zijn als een vel of bundel aan elkaar gelegd, en de celmembranen liggen strak naast elkaar zodat de krachten doorgegeven kunnen worden. Tussen de celmembranen zitten gap junctions om ionen door te laten van cel naar cel
unitaire spieren zijn veel gevonden in
het darmstelsel, galwegen, urineleiders, baarmoeder en veel bloedvaten
welke overeenkomsten hebben skeletspieren en gladdespieren
gladde spieren bevatten ook de actine en myosine filamenten, en ze contraheren ook op dezelfde manier
gladde spiercellen hebben geen…., terwijl skeletspieren dit wel hebben
het troponin complex
zijn actine en myosine filamenten hetzelfde georganiseerd in gladde spieren?
Nee, actine filamenten zitten vast aan dense bodies (vervangen van de z-disk). Sommigen van deze dense bodies zitten vast aan het cel membraan, terwijl anderen in de cel zelf zitten te zweven. Sommige van deze dense bodies zitten vast aan andere van een andere cel via eiwit bruggen
hoe wordt contractie doorgegeven in gladde spieren
door de eiwit bruggen tussen de dense bodies in twee of meer cellen
welke filamenten zijn er meer in gladde spiercellen, actine of myosine?
In gladde spiercellen worden er 5 tot 10 keer meer actine filamenten gevonden
hoe verschilt myosine in gladde spieren van skeletspieren?
Een myosine filament heeft gladde spierzijde polaire kruisbruggen; dit zijn pootjes aan beide zijden van een myosine filament, elk zijde voor één actine filament uit de tegenovergestelde richting. Zo kan myosine beide actine filamenten naar zich toetrekken (contractie)
% van de lengte van skeletspieren dat kan samentrekken in totaal
30%
% van de lengte van gladdespieren dat kan samentrekken in totaal
80%
Frequentie van actine-myosine cyclus in gladde spieren vs skeletspieren
Wat betekent dit voor de hoeveelheid energie nodig?
In gladde spieren dit is 1/10 tot 1/300 van dat in skeletspieren
De hoeveelheid energie nodig voor contractie is in gladde spiercellen daardoor ook zoveel minder
De fractie van tijd dat de cross-bridges in gladde spieren vastzitten aan actine is langer/korter in gladdespieren en dit komt doordat….
deze is groter, en dit komt doordat de bridge hoofden minder ATPase activiteit heeft, waardoor ATP degradatie verlaagd is (hierdoor is een cyclus langzamer)
gladdespier begint met contractie na …. s na excitatie
50 tot 100 miliseconden
gladde spier bereikt volle contractie na …
0.5s na begin contractie
gladde spiercel vermindert contractiekracht … s na begin contractie
1 tot 2 s na begin contractie
gladde spier contractie is over het algemeen … keer langzamer dan skeletspiere
30 keer langer
maximale kracht van contractie is groter in ….
in gladde spiercellen (ondanks minder myosine en lagere cycling); 4 tot 6 kg/cm^2 vs 3 tot 4kg voor skeletspieren. Dit komt doordat myosine en actine langer gebonden blijven
vergrendelingsmechanisme van gladde spiercellen
1) wanneer een gladde spiercel contractie bereikt, een volgende excitatie kan veel langer zijn ondanks dat de spier volle contractiekracht behoudt
2) de energie die verbruikt wordt is 1/300 dat van wat een skeletspier nodig heeft
3) verlange tonische contractie is hierdoor mogelijk
(omgekeerde) stress-relaxatie van gladde spiercellen
Dit is het fenomeen dat een leeg orgaan (bijv. een blaas) gevuld kan worden (verhoogde druk op de spier), maar dat 15 tot 60s later deze verhoogde druk wegvalt naar het normale niveau (terug naar normale kracht van contractie). Hierdoor kan het orgaan vloeistof vasthouden zonder dat de druk omhoog gaat in dit orgaan
wat zorgt in een gladdespier voor Ca2+ influx?
zenuw impulsen, hormonale stimulatie, stretchen van de vezel, of veranderingen in de chemische omgeving
gladde spiercellen hebben … ipv …
calmoduline ipv troponin
Hoe wordt contractie in een gladde spier geïnitieerd?
1) Ca2+ influx
2) Ca2+ binden met calmoduline
3) calmoduline-Ca2+ complex activeert een MLCK complex
4) MLCK fosforyleert een van de light heads van myosine (regulatory chain), waardoor het bindt met actine
MLCK
myosine light chain kinase (een fosforylering enzym)
MLCK voert zijn functie uit door
het omzetten van ATP tot ADP en P; de P is gebonden aan het myosine hoofd
CaM
Calmoduline
Hoe komt calcium in de gladde spiercellen?
Niet via het SR: deze is minder ontwikkeld in gladde spiercellen.
Ipv daarvan wordt er gebruik gemaakt van calcium extracellulair. Binnen is Ca2+ 10^-7, terwijl buiten dit 10^-3, waardoor Ca2+ naar binnen wil.
latente periode gladde spieren
de periode dat het duurt voor calcium om de gladde spiercellen in te gaan; 200 tot 300 miliseconden, dit is 50 keer groter dan skeletspieren
caveolae
kleine groevenin een gladde spiercel. Deze groeven liggen in de buurt van SRs, en een actie potentiaal zorgt ervoor dat via de vaceolae de SRs calcium vrijgeven
Hoe meer ontwikkeld een SR is …
des te sneller een spier kan contraheren
wanneer de extracellulaire concentratie van calcium daalt na 1/3 tot 1/10 van normaal dan…
stopt de samentrekkening van gladde spiercellen (afhankelijk van calcium influx). Hierdoor is de contractiekracht van gladde spiercellen afhankelijk van de calcium concentratie
Hoe ontstaat er gladde spier relaxatie
Door een calcium pomp; deze pompt calcium naar extracellulaire vloeistof of in het SR (In SR kost ATP en is slomer dan die in skeletspieren, waardoor contractie langer duurt).
Verder is er myosine fosfaat, die de fosfaatgroepen van de myosine hoofden haalt waardoor myosine inactief wordt.
Het Ca-CaM complex wordt uit elkaar gehaald
verklaring voor het vergrendelingsmechanisme
When the myosin kinase and myosin phosphatase enzymes are both strongly activated, the cycling frequency of
the myosin heads and the velocity of contraction are great. Then, as activation of the enzymes decreases, the
cycling frequency decreases but, at the same time, the deactivation of these enzymes allows the myosin heads
to remain attached to the actin filament for a longer and longer proportion of the cycling period. Therefore, the
number of heads attached to the actin filament at any given time remains large. Because the number of heads
attached to the actin determines the static force of contraction, tension is maintained, or latched, yet little
energy is used by the muscle because ATP is not degraded to ADP, except on the rare occasion when a head
detaches.
Waarom kunnen gladdespieren ook door niet zenuwimpulsen gestimuleerd worden
omdat ze receptoren hebben voor o.a. hormonen
neuromusculaire juncties in een gladde spiercel
Je hebt twee vormen. In beide gevallen raken deze vezels de gladde spiercellen niet aan, maar vormen ze diffusie juncties die de transmitters afgeven aan de matrix coating van de gladde spieren (zijn een maar micrometers ervan verwijdert). Dit zijn kleine bolletjes waar de Schwann cell ophoudt. Het zijn dus geen echte axonen.
Hier heb je zowel ACh als NE.
Bij unitaire gladde spieren is er één neuron dat langs loopt, en tussen de spiercellen zijn er gap juncties die de signalen doorgeven.
Bij multiunit splijt de axon zich in meerdere takken om zo bij elk aparte vezelt te komen
autonome neuron varicositeit
De uitstulpende bolletjes bij het axon dat rondom een gladde spiercel ligt; hier is geen Schwann membraan te vinden en worden neurotransmitters afgegeven
autonome neuron varicositeit afstand spier
20 tot 30 nm
Ook wel contact juncties gevonden
Welke contractie is sneller; via diffusie juncties of contact juncties
contact juncties (multi unit) is sneller dan diffusie juncties (unitaire)
Neurotransmitters bij gladde spiercellen
Worden ze allemaal afgegeven bij dezelfde gladde spieren? En waarom?
NE en ACh
Een spier krijgt of NE of ACh, nooit beiden. In sommige cellen remt NE de impuls, en andere stimuleert het. Hetzelfde geldt voor ACh. Dit hangt af van het receptor eiwit waar het aan bindt.
membraan potentiaal gladde spiercel
-50 tot -60 mV
actiepotentialen in gladde spiercellen in beide types?
Alleen in unitaire gladde spieren, ze komen neit voor in de multi unit
type actiepotentialen in unitaire gladde spieren
1) spike potentialen (meeste unitaire cellen)
2) actie potentialen met een plateau
spike potentials duratie
10 tot 50 miliseconden
spike potentials
- ook gezien in skeletspieren
- gestimuleerd door o.a. elektrische stimulatie, hormonen, stretch, spontane potentiaal generatie
type potentialen gevonden in de darmwand
spontane spike potentialen
type potentialen gevonden in de baarmoeder
actie potentialen met een plateau
actie potentialen met plateau in gladde spieren
vertraagde repolarisatie tot maximaal 1 seconde
zorgt voor verlangde contractie in o.a. urineleider
zelfde als in hartspieren
gladde spiercellen hebben meer/minder voltage gated calcium dan skelet
gladde spiercellen hebben meer/minder voltage-gated natrium dan skelet
meer calcium kanelen dan in skeletspieren en minder natrium kanelen; hierdoor is calcium voornamelijk verantwoordelijk voor de actiepotentialen en contractie in gladde spiercelle
gladde spiercellen kunnen uit zichzelf
exciteren (dus zonder externe stimulus)
langzame golf ritme
Wordt geassocieerd met spontane excitatie. Dit is GEEN actiepotentiaal (het wordt niet doorgegeven). Het is een LOKALE verandering van het potentiaal
oorzaak langzame golf ritme
onbekend; gesuggereerd dat het komt door het in en uit pompen van positieve ionen (wss natrium). Ook kan het dat de conductie van de ion kanalen toe en af neemt met een ritme
waarom zijn langzame golf ritmes belangrijk
wanneer ze sterk genoeg zijn kunnen ze actie potentialen initieren. Wanneer de piek van een langzame golf zorgt voor een membraan potentiaal naar -35 mV ontstaat er een actiepotentiaal.
pacemaker golven
Dit zijn de spontane actiepotentialen gemaakt door langzame golf ritmes die zorgen voor actiepotentialen
excitatie van unitaire gladde spieren door (2)
1) normale langzame golf ritmes
2) vermindering van de negatieve lading van het membraan door het stretchen van de wand
Minimaal 30 tot 40 vezels moeten tegelijkertijd depolariseren om een actie potentiaal te creeren
depolarisatie van multi unit gladde spieren zonder actie potentialen
In kleine gladde spieren, de lokale depolarisatie (junctionele potentiaal) veroorzaakt door zenuw transmitters verspreiden zich automatisch over een gehele vezel; contractie
junctional
potential
local depolarization caused by the nerve transmitter substance spreads “electrotonical
hoeveel van de gladde spieren worden gestimuleerd zonder actiepotentialen? En hoe?
De helft
Via A) lokale weefsel chemische substanties
B) hormonen
kleine bloedvaten hebben geen zenuwen, hoe kunnen ze samentrekken?
Door lokale veranderingen in de chemische samenstelling en door het rekken van de wand door verhoogde druk
Welke chemische veranderingen zorgen voor actiepotentialen ….
bloedvaten
1) te weinig zuurstof; vasodilatatie
2) te veel CO2
3) Een verhoging van waterstof ionen
Alles zorgt voor vasodilatatie zodat er meer bloed naar het gebied komt
verminderde bloeddruk zorgt voor
vasodilatatie in de kleine bloedvaten
NO2, K+, melkzuur en adenosine zorgen voor
vasodilatatie in de kleine bloedvaten
belangrijke hormonen die effect hebben op gladde spier contractie
NE, E, angiotensin II, endothelin, vasopressin, oxytocine, serotonine en histamine
hormonen zorgen voor gladde spier contractie wanneer
de spier hormoon-gated excitoire receptoren bevat
kan ook hormoon-gated inhibitory receptoren bevatten
hormoon receptoren in gladde spieren zorgen voor
1) het openen van natrium of calcium kanalen (depolarisatie)
2) actie potentialen (voordat er eentje was)
3) het versterken van actie potentialen
4) depolarisatie zonder actiepotentiaal
Het kan ook de natrium en calcium kanalen sluiten waardoor er meer hyperpolarisatie ontstaat; juist geen contractie
cAMP/cGMP en hormonen
Hormonen kunnen ook zonder veranderingen in het membraan potential contractie stimuleren of verhinderen. Om het te verhinderen binden hormonen met cAMP of cGMP; dit vermindert de hoeveelheid fosforylatie van myosine. Ook activeren deze de calcium pompen voor efflux
