ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 28/16-7-2014 Ι.Κ. ΑΓΓΕΛΗ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 28/16-7-2014 Ι.Κ. ΑΓΓΕΛΗ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ / Ι.Κ. ΑΓΓΕΛΗ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ

2 ΔΟΜΗ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ ΙΝΑ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ ΑΤΡΑΚΤΟΕΙΔΕΣ ΚΥΤΤΑΡΟ, ΜΟΝΟΠΥΡΗΝΟ, ΜΕ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΔΙΑΙΡΕΣΗΣ 1/3 ΜΥΟΣΙΝΗ, 2Χ ΑΚΤΙΝΗ ~ ΣΜ ΥΨΗΛΗ ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ [ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΕΥΡΟΣ ΜΗΚΟΥΣ] ΧΑΣΜΟΣΥΝΔΕΣΜΟΙ (ΗΛΚΤΡ/ΜΧΝ) ~ ΓΡΑΜΜΕΣ Ζ (ενδιάμεσα ινίδια) ΒΡΑΧΥΝΣΗ + ΠΑΧΥΝΣΗ

3 ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΥΣΤΟΛΗΣ-ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΕΓΚΑΡΣΙΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ
≠ ΤΡΟΠΟΝΙΝΗ MLCK (myosin light chain kinase) ΡΥΘΜΟΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ ATPΑΣΗΣ : << ΣΜ ΒΡΑΧΥΝΣΗ + ΡΥΘΜΟΣ ΧΡΗΣΗΣ ATP: ΒΡΑΔΥΤΕΡΟΙ ΠΑΡΑΤΕΤΑΜΕΝΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ≠ ΚΑΜΑΤΟΣ ΦΩΣΦΑΤΑΣΗ ΣΥΝΕΧΩΣ ΕΝΕΡΓΗ ΧΑΛΑΣΗ

4 ΣΥΣΤΟΛΗ – ΡΟΛΟΣ [ΚΥΤΟΣΟΛΙΚΟΥ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ]
ΑYΞΑΝΕΤΑΙ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ μυοσίνης ως ATPάση ΜΕΙΩΝΕΤΑΙ ΛΟΓΩ ΑΝΑΣΤΟΛΗΣ ΑΠΟ καλπονίνη+καλδεσμίνη

5 ΤΥΠΟΙ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΛΕΙΩΝ ΜΥΩΝ
~ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΥΣ – ΜΟΝΑΔΙΑΙΟΥΣ ΑΛΛΑ ΥΠΑΡΧΟΥΝ κ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ: ≠ όλα ή τίποτα  κλιμακωτή αλλαγή Vm (εκπόλωση/υπερπόλωση--αθροίζονται) >> κατώφλι  δυναμικό δράσης ΔΔ: ΕΚΠΟΛΩΣΗ ΑΡΓΗ ~ ΤΑΣΕΟΕΛΕΓΧΟΜΕΝΩΝ ΔΙΑΥΛΩΝ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΕΠΑΝΑΠΟΛΩΣΗ  ΑΡΓΗ νευρική, ορμονική, μηχανική διέγερση μεταβολή Vm Ή αυτόματη ηλκτρ δραστηριότητα κανονικές επαναλαμβανόμενες ταλαντώσεις (βραδέα κύματα)

6 ΠΗΓΗ ΚΥΤΟΣΟΛΙΚΟΥ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ
ΛΕΙΑ ΜΥΪΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΟΧΙ ΚΑΛΑ ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΟ ΣΑΡΚΠΛ. ΔΙΚΤΥΟ + ΑΓΩΓΟΥΣ Τ ΚΥΤ/ΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΕΛΕΓΧΕΙ ΔΙΑΧΥΣΗ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΠΗΓΕΣ ΚΥΤΟΣΟΛΙΚΟΥ ΑΣΒEΣΤΙΟΥ: εξωκυτταρικό κ’ σαρκπλ. δίκτυο (μικρής διαμέτρου ίνα + αργός ρυθμός συστολής) ΕΙΣΟΔΟΣ: Δίαυλοι ασβεστίου τασεο-ελεγχόμενοι κ’ ελεγχόμενοι από χημικά μηνύματα ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ: Ρυθμός απομάκρυνσης αργός  σύσπαση παρατείνεται χωρίς υψηλές μεταβολικές απαιτήσεις ΥΨΗΛΗ ΤΑΣΗ+ΧΑΜΗΛΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΑΤΡ ΑΠΟΥΣΙΑ ΕΞΩΤ. ΕΡΕΘΙΣΜΑΤΟΣ ΤΟΝΟΣ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ ΥΠΟΤΥΠΩΔΕΙΣ ΑΒΑΘΕΙΣ ΕΓΚΟΛΠΩΣΕΙΣ (ΚΟΙΛΑΝΣΕΙΣ)

7 ΣΥΣΤΟΛΗ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ - ΡΟΛΟΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ

8 ΣΥΣΤΑΛΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ
ΑΥΘΟΡΜΗΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΑΝΣ ΟΡΜΟΝΕΣ ΔΙΑΤΑΣΗ ~ ΜΗΧΑΝΟΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΔΙΑΥΛΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΕΞΚ ΥΓΡΟΥ (ΟΞΥΤΗΤΑ, ΟΞΥΓΟΝΟ, ΩΣΜΩΜΟΡΙΑΚΟΤΗΤΑ) ΑΚΟΜΗ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΤΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ (ΕΚΠΟΛΩΣΗ)-απελευθέρωση Ca 2+ [IP3] ΑΥΘΟΡΜΗΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ≠ ΣΤΑΘΕΡΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΡΕΜΙΑΣ

9 ΣΥΣΤΑΛΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ
ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΑΝΣ ~ ΥΠΟΔΟΧΕΑ ΟΡΜΟΝΕΣ ~ διαπερατότητα ΔΙΑΥΛΩΝ , ΔΕΥΤΕΡΑ ΜΗΝΥΜΑΤΑ  ασβεστιο ΣΔ ≠ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΜΕΝΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΤΑΛΗΞΗΣ ΑΞΟΝΑΣ ΔΙΑΚΛΑΔΙΖΕΤΑΙ : ΚΙΡΣΟΙ ≠ ΣΚΕΛΕΤΙΚΟ ΜΥ (ΜΟΝΟ ΔΙΕΓΕΡΤΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ) ΕΚΠΟΛΩΣΗΣΥΣΤΟΛΗ ΥΠΕΡΠΟΛΩΣΗΧΑΛΑΣΗ

10 ΤΥΠΟΙ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ Απλών μονάδων: ηλεκτρικά και μηχανικά συζευγμένες  συντονισμένη συστολή ΣΥΓΚΥΤΙΑΚΟΙ-ΜΟΝΑΔΙΑΙΟΙ- ΜΟΝΟΔΥΝΑΜΟΙ ΛΕΙΟΙ ΜΥΕΣ (ο λείος μυς του εντερικού σωλήνα, μήτρας, αιμοφόρων αγγείων μικρής διαμέτρου) + αυθόρμητη εκπόλωση Πολλαπλών μονάδων: ΠΟΛΥΔΥΝΑΜΟΙ ΛΕΙΟΙ ΜΥΕΣ με λίγες σχετικά συνάψεις: λείος μυς της ίριδας του οφθαλμού, αεραγωγών πνευμόνων, δέρματος (<<<< μεταβίβαση ηλκτρ δραστηριότητας + αυθόρμητη εκπόλωση)

11 ΝΕΥΡΩΣΗ ΜΟΝΟΔΥΝΑΜΟΥ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ
ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΗΛΚΤΡ + ΜΧΝ, ΒΗΜΑΤΟΔΟΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Ανεξάρτητες πολλαπλές μονάδες ΣΥΣΤΟΛΗ ~ # ενεργοποιημένων ινών + συχνότητα νευρικής διέγερσης

12 ΛΗΞΗ ΣΥΣΤΟΛΗΣ

13 ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΩΝ ΣΥΣΠΑΣΕΩΝ ΤΟΥ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ
Η σύσπαση του λείου μυός ρυθμίζεται από εσωτερικούς και εξωτερικούς μηχανισμούς. ΜΟΝΟΔΥΝΑΜΟΣ: εκπόλωση συμβαίνει σε τακτά χρονικά διαστήματα - Βασικός ηλεκτρικός ρυθμός (ΒΕR). Τα κύματα BER μπορούν ή όχι να προκαλέσουν ΔΔ. Αυτή η δραστηριότητα μπορεί να τροποποιηθεί από συμπαθητική ή παρασυμπαθητική διέγερση ή από ορμόνες. ΠΟΛΥΔΥΝΑΜΟΣ: η τροποποίηση από το ΑΝΣ είναι πιο σημαντική.

14 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΤΩΝ ΛΕΙΩΝ ΜΥΪΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Τα λεία μυϊκά κύτταρα δεν έχουν καλά ανεπτυγμένο Σ.Δ. αλλά φέρουν μικρά κυστίδια κοντά στην πλασματική μεμβράνη. Τα κύτταρα έχουν μικρότερη διάμετρο σε σχέση με εκείνα του σκελετικού μυός και συσπώνται αργά. Όπως τα καρδιακά, τα λεία μυϊκά κύτταρα φέρουν μεμβρανικά κανάλια ασβεστίου. Η εκπόλωσή τους προέρχεται κυρίως από το ασβέστιο και η επαναπόλωσή τους εξαρτάται από την έξοδο ιόντων καλίου. Σε πολλούς τύπους λείου μυός, η ενδοκυτταρική συγκέντρωση ασβεστίου επηρεάζεται από ορμόνες και νευροχημικές δράσεις με την τριφωσφορική ινοσιτόλη (ΙΡ3) να διαδραματίζει κομβικό ρόλο δεύτερου μηνύτορα.

15 ΦΑΣΗ ΗΡΕΜΙΑΣ ΦΑΣΗ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΦΑΣΗ ΔΙΑΤΗΡΟΥΜΕΝΗΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ (υψηλή τάση + χαμηλός ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας)

16 ΦΑΣΗ ΗΡΕΜΙΑΣ ΦΑΣΗ ΣΥΣΠΑΣΗΣ [Ca++] χαμηλή
Λόγω καλδεσμίνης ΟΧΙ ΕΓΚΑΡΣΙΕΣ ΓΕΦΥΡΕΣ ΦΑΣΗ ΣΥΣΠΑΣΗΣ [Ca++] υψηλή Καλμοντουλίνη-Ca++ Απομακρύνεται η καλδεσμίνη Ενεργοποιείται η MLCK, που φωσφορυλιώνει την MLC Ενεργοποιείται η κεφαλή της μυοσίνης Ιόντα Ca++ δεσμεύονται και στην κεφαλή της μυοσίνης

17 ΦΑΣΗ ΔΙΑΤΗΡΟΥΜΕΝΗΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ
Επίπεδα ασβεστίου ενδιάμεσα Σύστημα καλμοντουλίνης ανενεργό Καλδεσμίνη δεσμευμένη στην ακτίνη Η κεφαλή της μυοσίνης δεσμεύει Ca++ Σχηματισμός εγκαρσίων γεφυρών, χωρίς ανακύκλωση

18

19 [ασβέστιο] > 1 μM  προϋπόθεση για τη σύσπαση του λείου μυός και ΜΕΙΩΣΗ [] – κύριος μηχανισμός για τη χαλάρωση ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ : τασεο-ελεγχόμενα κανάλια, υποδοχείς μηχανικής πίεσης (stretch-activated calcium channels), σύμπλοκα υποδοχέα-προσδέτη (ligand-gated channels), μέσω διαρροής (leak channels) – υπεύθυνα για τη μεγιστοποίηση της σύσπασης σε νοσήματα όπως η υπέρταση ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΔΔ (~ Να+ κανάλια) ΦΑΡΜΑΚΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΖΕΥΞΗ – ΣΥΣΠΑΣΗ ΛΟΓΩ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΠΡΟΣΔΕΤΗ ΧΩΡΙΣ ΕΚΠΟΛΩΣΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ (ligand-gated calcium channels) ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΔ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΤΟΥ ΛΕΙΟΥ ΜΥ ΣΧΕΤΙΚΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΚΑΙ Η ΟΠΟΙΑ ΕΞΟΔΟΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΑΠΟ ΤΟ ΣΔ ΕΠΙΤΕΛΕΙΤΑΙ ΜΕΣΩ: A] ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ  PLC IP3+DAG , B] CICR (calcium-induced calcium release) ΣΥΝΤΟΜΕΣ ΣΥΣΠΑΣΕΙΣ = ΦΑΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΗΣ ΧΑΛΑΡΩΣΗ (ΤΑΣΕΟ-ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΑ ΚΑΝΑΛΙΑ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ) ΧΑΜΗΛΗ ΠΑΡΑΤΕΤΑΜΕΝΗ ΤΑΣΗ ΧΩΡΙΣ ΕΠΑΝΑΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΟΥΣ ΚΥΚΛΟΥΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ-ΧΑΛΑΡΩΣΗΣ = ΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΠΑΣΗ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΜΕΣΩ ΚΥΡΙΩΣ ΟΡΜΟΝΙΚΩΝ Η’ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΧΑΛΑΡΩΣΗ ΛΟΓΩ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΜΕ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΑΠΟ ΤΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ [calcium pump and the sodium–calcium exchange mechanism ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΑ] ΚΑΙ ΜΕ ΕΠΑΝΑΠΡΟΣΛΗΨΗ ΣΤΟ ΣΔ

20 ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΥ, ΚΑΡΔΙΑΚΟΥ ΚΑΙ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ

21 ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΥ, ΚΑΡΔΙΑΚΟΥ ΚΑΙ ΛΕΙΟΥ ΜΥΟΣ

22 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Martini FH et al. (2001) Fundamentals of Anatomy and Physiology, 5th Ed., Prentice Hall, New Jersey Silverthorn P (1997) Human Physiology, 2nd Ed., Prentice Hall, New Jersey Moffett DE et al. (1993) Human Physiology, Mosby-Year Book, Inc., New York Bern RM, Levy MN (1996) Principles of Physiology, Mosby-Year Book Inc., New Jersey Rhoades R & Pflanzer R (1996) Human Physiology, 3rd Ed., Saunders College Publishers, New York Silverthorn DU (2007) Human Physiology, New York, Pearson International Edition. Vander A, Sherman J, Luciano D (2001) Human Physiology, The mechanisms of body function. McGraw Hill. Boron WF, Boulpaep EL (2006) Medical Physiology A cellular and molecular approach. Elsevier Saunders.