Физиология гладких мышц сосудов. Медведева Н.А. Кафедра физиологии

Физиология гладких мышц сосудов. Медведева Н.А. Кафедра физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ Москва 2013

20 – 500 мкМ 1 – 2 мкМ Типы мышечных волокон

Фенотип гладкомышечной клетки

Электронномикроскопическое изображение гладкой мышцы кавеолы

Muscle Types Figure 12-1: Three types of muscles Сравнительное изображение трех типов мышц

Типы гладкомышечных клеток

Распространение сократительной активности в гладкой мышце (кишечника) Figure 12-25a: Types of smooth muscle

Щелевые контакты в гладкой мышце осуществляют передачу возбуждения от клетки к клетке в унитарном типе гладких мышц

Structure and Function of Gap Junctions at Electrical Synapses PN05021.JPG

Потенциал действия гладких мышц сосудов Скелетная мышца Гладкая мышца

Тонический и фазический тип сокращений гладких мышц

Кривые сокращений скелетной, сердечной и гладкой мышц Figure 12-24: Duration of muscle contraction in three types of muscle

Myofibrils: Site of Contraction Figure 12-3c-f: ANATOMY SUMMARY: Skeletal Muscle Механизм сокращений скелетных мышц

Сравнительная организация сократительных элементов в скелетной и гладкой мышцах

Вид гладкомышечной клетки в покое и при сокращении

intermediate filament contractile proteins dense bodies mechanical junctions gap junctions The fibrillar contractile apparatus Dense bodies serve as an attachment points for the thin filaments Intermediate filaments form a cytoskeletal network between dense bodies

Структурная композиция сократительного аппарата (поперечнополосатая мускулатура)

Структурная композиция сократительного аппарата (гладкая мускулатура)

Smooth Muscles: Characteristics Figure 12-27: Anatomy of smooth muscle Механизм сокращений в гладкой мышце

Регуляция сократительного аппарата скелетных мышц (excitation-contraction coupling) Са2+in ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ VDCC ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ ПРЯМАЯ АКТИВАЦИЯ АКТОМИОЗИНА

Регуляция сократительного аппарата гладких мышц сосудов (excitation-contraction coupling) Са2+in Ca2+ ГОРМОН-РЕЦЕПТОРНОЕ МНОГООБРАЗИЕ ФАРМАКОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ Са2+-ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ (Ca2+-SENSITIZATION)

Cellular calcium transport Ca + + CaM physiological effects Mitochondria ER Транспорт ионов кальция в гладкомышечную клетку и из клетки

Локализация ионов Са в клетке гладкой мышцы V2,N1,2004

myosin light chain kinase ATP ADP Mg2+ myosin phosphatase myosin light chain kinase (MLCK) 4 Ca2+ Calmodulin, Cm contraction relaxation regulatory light chain Cross-bridge activation in smooth muscle Ca2+-stimulated myosin phosphorylation

a1-Adrenoceptor Phospho- lipase C  Ca++ MCLK CaM ATP ADP IP3 DAG PIP2 ER IP3 receptor Ca++ channel Gq E Сокращение гладких мышц сосудов при активации альфа-1 адренорецепторов Вторичные посредники

Механизм рецепторно (гормон)-механического сопряжения

Основные этапы сокращения гладких мышц Figure 12-28: Smooth muscle contraction Увеличение внутриклеточной концентрации иона кальция Са связывается с калмодулином (СаМ) СаМ активирует киназу легких цепей миозина (MLCK) MLCKфосфорилирует легкие цепи миозиновых головок и увеличивает активность миозин АТРазы Происходит образование поперечных мостиков и скольжение миозина по актину

calponin

stimulation force [Ca2+] velocity & crossbridge phosphorylation Тоническое сокращение гладких мышц сосудов при низкой концентрации ионов Са

Механизм рецепторно-механического сопряжения

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГЛАДКИХ МЫШЦ (1) Структурная композиция сократительного аппарата (2) Функционально отличные изоформы сократительных белков (3) Физиология сокращения  миозин образует длинные филаменты с боковой полярностью  отсутствие саркомерной организации  миозин (требует активации фосфорилированием)  ОСНОВНОЙ ПУТЬ  кальдесмон-тропомиозин (актиновая регуляция)  второстепенный  гуморальная регуляция (многообразие рецепторных систем)  фармармакомеханическое сопряжение и «эстафетная» передача сигнала  уникальные силовые характеристики (адаптация к длине и Са2+-чувствительность)  миозиновый тип регуляции сокращения

Ионные механизмы процесса расслабления гладких мышц

Механизм расслабления гладких мышц Figure 12-29: Relaxation in smooth muscle

Бета-адренергический расширительный эффект в гладкой мышце сосудов путем инактивации киназы легких цепей миозина при действии цАМФ-зависимой протеинкиназы Gs E b-Adrenoceptor Adenylate cyclase ATP cAMP PKA Ca++ MCLK CaM ATP ADP MCLK-P адреналин

Механизмы регуляции внутриклеточной концентрации кальция

Активация калиевых каналов в гладкой мышце при действии простациклина (PGI2)

цГМФ-зависимая активация калиевых каналов

Ca2+-сенситизация Фармакомеханическое сопряжение расслабление сокращение

Основные характеристики трех типов мышц Table 12-3: Comparison of Three Muscle Types

Электронное изображение симпатического окончания на гладкой мышце сосуда