L6-7 spierfysiologie excitatie-contractiekoppeling GLADDE SPIEREN

3 laatste slides: verschillende voorbeelden nog aanvullen/leren vanuit slide

wat is het verschil in initiatie van contractie bij skelet/hartspier en gladde spier?

1. hart/skelet: strikt gekoppeld aan AP (elektrisch signaal)

2. glad: AP in deze cellen veel minder eenvormig + contractie niet per se gekoppeld aan AP (niet per se elektrisch)

hoe gebeurt de initiatie van contractie in gladde spiercellen?

1. meeste types: dmv NT

2. andere: spontane contractie (pacemakercellen)

3. membraan-uitrekking/mechanische stimulus

wat is kenmerkend aan contractie van gladde spiercellen?

contracties zijn heel traag en duren heel lang

van wat is de dwarsbrugcyclus van gladde spiercellen afhankelijk (in essentie)?

1. in essentie: Ca2+ afhankelijk (idem hart en skelet)

2. MAAR:

   1. bron Ca2+ minder eenvormig dan bij skelet/hart

   2. Ca2+ gevoeligheid kan w aangepast door Ca2+ onafhankelijke signaaltransductiecascades → ook schijnbaar Ca2+ onafhankelijke contracties

3. → vooral evenwicht tussen gefosforyleerde en gedefosforyleerde MLC bepaalt contractie → activiteit MLCK en MLCP cruciaal

hoe wordt de spanningsafhankelijkheid van contractie in gladde spieren bepaald?

→ door type kanaal dat zorgt voor de Ca2+ influx:

1. L-type/spanningsafhankelijk Ca2+ kanaal: meer depolarisatie → meer kanalen open → contractie

2. ROC/SOC: meer depolarisatie → minder drijvende kracht Ca2+ influx → relaxatie → dus hier: hyperpolarisatie zorgt voor contractie!

welke voor soort Ca2+ influx kanalen zijn er in gladde spiercellen?

1. L-type/spanningsafhankelijk (idem skelet/hart) → actief door depolarisatie

2. ROC: receptor operated Ca channel → actief bij activatie receptor

3. SOC: store operated Ca channel → actief door vrijzetten Ca2+ uit SR (→ omgekeerde volgorde dan bij skelet/hart!)

bij gladde spiercellen met ROC/SOC als Ca2+ influx kanaal zorgt … voor contractie, hoe komt dit?

→ hyperpolarisatie:

1. kanalen niet spanningsafhankelijk (AP) → membraanpotentiaal bepaalt vooral drijvende kracht Ca2+

2. bij hyperpolarisatie: meer influx van Ca2+ (drijvende kracht)

3. → contractie

welke soorten contractie via NT in gladde spiercellen zijn er?

1. depolarisatie afhankelijke contractie

2. depolarisatie onafhankelijke contractie

hoe werkt de depolarisatie afhankelijke contractie via NT in gladde spieren?

1. alfa1 adrenerge receptor actief door binden adrenaline/noradrenaline

2. activatie fosfolipase C → omzetting PIP2 in IP3 + DAG

3. IP3 activeert IP3-gevoelige Ca release kanalen op SR → Ca2+ release vanuit SR naar cytosol

4. activatie reeks Ca2+ gevoelige ionenkanalen → depolarisatie (AP)

5. AP activeert spanningsafhankelijke Ca2+ kanaal in plasmamembraan → Ca2+ influx activeert MLCK

6. MLCK fosforyleert myosinehoofdjes → contractie

→ hoe meer depolarisatie, hoe meer contractie

hoe werkt de depolarisatie onafhankelijke contractie via NT in gladde spieren?

1. alfa1 adrenerge receptor actief door binden adrenaline/noradrenaline

2. activatie fosfolipase C → omzetting PIP2 in IP3 + DAG

3. IP3 activeert IP3-gevoelige Ca release kanalen op SR → Ca2+ release vanuit SR naar cytosol

4. DAG activeert…

   1. ROC (receptor operated cation channel) → influx Ca2+ → stijging intracellulaire Ca2+ conc

   2. proteïne kinase C → verhoging Ca2+ gevoeligheid contractie

5. Ca2+ conc hoog → activatie MLCK

6. MLCK fosforyleert myosinehoofdjes → contractie

→ hoe meer depolarisatie, hoe minder contractie (want minder Ca2+ influx)

hoe kan de Ca2+ gevoeligheid van contractie in gladde spieren worden aangepast?

→ modulatie van MLCP en MLCK

1. inhibitie MLCP/activatie MLCK → hogere Ca2+ gevoeligheid

2. activereing MLCP/inhibitie MLCK → lagere Ca2+ gevoeligheid

welke stoffen kunnen zorgen voor een hogere Ca2+ gevoeligheid in gladde spieren?

1. inhibitie MLCP → rho-kinase

2. activatie MLCK → CaM

→ meer gefosforyleerde myosinehoofdjes → meer contractie bij zelfde Ca2+ stijging

welke stoffen kunnen zorgen voor een lagere Ca2+ gevoeligheid in gladde spieren?

1. activatie MLCP → PKA en PKG (door bv NO)

2. inhibitie MLCK

→ minder gefosforyleerde myosinehoofdjes → minder contractie bij zelfde Ca2+ stijging

gladde spiercellen in verschillende organen hebben verschillende eigenschappen, geef hier een concreet voorbeeld van

bv bij allergische reactie → vrijzetting histamine, bindt aan andere soorten receptoren:

1. bloedvaten: H2 receptor → Gs-type → productie cAMP → PKA → inhibitie MLCK → relaxatie, aka bloeddruk daling

2. longen (bronchiolen): H1 receptor → Gq-type → PLC → Ca2+ conc stijging → contractie, aka bronchioconstrictie

→ zelfde hormoon heeft tegengestelde werking op gladde spiercellen

hoe werkt de behandeling van anafylactische schok?

→ via bèta adrenerge agonisten: adrenaline

1. in long (bronchiolen): bèta2 receptor → Gs-type → productie cAMP → PKA → inhibitie MLCK → relaxatie bronchiolen (effect histamine (contractie) tegengaan)

2. bloedvaten: alfa1 receptor → Gq-type → PLC → IP3 → Ca2+ vrijzetting → activatie MLCK → contractie bloedvaten/stijging bloeddruk (effect histamine (relaxatie/bloeddrukdaling) tegengaan)

op welke manieren/niveau’s kan de gladde spiertonus in bloedvaten worden gemodeleerd?

1. ionenkanalen en pompen

   1. stijging Ca2+ concentratie → contractie (vasoconstrictie)

   2. daling Ca2+ concentratie → relaxatie (vasodilatie)

2. soorten receptoren/NT

   1. bv adrenerge receptor: alfa1 → agonist zorgt voor stijging Ca2+ → contractie

   2. bv adrenerge receptor: bèta2 → agonist zorgt voor inhibitie MLCK → relaxatie

3. neuropeptides van autonoom zs

   1. angiotensine receptor AT1 → agonist zorgt voor stijging Ca2+ → contractie

   2. angiotensine receptor AT2 → agonist zorgt voor NO release → relaxatie