Презентація на тему:
Мускули

Физиология гладкой мускулатуры Эта проблема занимает практически всю внутреннюю медицину Проф. Н.П. Ерофеев

Гладкая мускулатура – часть мышечной системы человека

Гладкомышечные клетки(ГМК) выполняют в теле человека важнейшие физиологические задачи, так как участвуют в управлении внутренней средой организма (создают и поддерживают гомеостаз): Создают и поддерживают тонус (напряжение) стенок всех полых внутренних органов, например, в кровеносных сосудах – артериальное давление, в дыхательных – просвет (воздушный поток), в кишечнике – пассаж химуса.

Физиологические функции ГМК Равномерно распределяют энергетические (нутриенты) вещества по пищеварительной трубке. Выводят из организма продукты естественного метаболизма и лекарственные дериваты. Обеспечивают эмоции: «волосы дыбом».

ГМК находятся в стенках: Всех кровеносных и лимфатических сосудов (кроме капилляров). Воздухоносных путей (до бронхиол) Пищеварительной трубки (от глотки до rectum). Матки. Желчного пузыря, протоков. Мочевого пузыря, мочеточников. Радужка, ресничные мышцы.

Анатомо-физиологические особенности ГМК Происхождение – мезенхима. Клетки: Веретенообразные с острыми концами. Контактируют друг с другом. Всегда 1 ядро. Не имеют поперечной исчерченности – нет саркомеров. Z – пластинок нет, аналог – плотные тельца. Имеется 2 вида межклеточных контактов (связей): десмосомы – механические связи между клетками – в этих местах у соседних клеток отсутствует плазматическая мембрана, щелевые контакты – каналы химической связи – по ним двигаются ионы.

Гладкомышечная клетка (ГМК)

Анатомо-физиологические особенности ГМК Благодаря наличию контактов ГМК оказываются функционально объединенными в непрерывную функциональную единую сеть – синцитий, при этом каждая клетка обособлена. Гладкие мышцы иннервируются ВНС, не подчиняются воле (являются не произвольными). Контролируются химическими веществами, гормонами, ауто – и паракринно. ГМК эффективно расходуют энергию гидролиза АТФ для сокращения, используют лишь 15-20% против 40% у скелетных мышц.

Анатомо –физиологические особенности ГМК В ГМК, способных к генерированию ПД, деполяризацию мембраны ГМК вызывают ионы Са++, а не Na+,как в скелетных мышцах. В гладкой мускулатуре ПД имеют кальциевую природу. Расслабление ГМК происходит под действием одного из самых распространенных релаксирующих факторов – NO.

Структура ГМК

Особенности сократительных белков и крепления их в ГМК

Распределение сократительных белков

Сократительные белки в ГМК: Актин и Миозин, но они особого типа По сравнению со скелетной мышцей в ГМК: Актина > в 2 раза, но миозина содержится только 1/3-1/4 от скелетной мышцы. Соотношение актин/миозин в ГМК 10/1, а в скелетной 2/1. Актин с помощью ά-актинина крепится в ГМК к плотным тельцам (аналог Z- мембран саркомера). Актин ГМК отличается от скелетной мышцы по аминокислотной последовательности.

Миозин ГМК имеет 2 функциональные особенности АТФазная активность в 10 раз ниже, чем у миозина скелетных мышц. Миозин взаимодействует с актином только тогда, когда его легкие цепи фосфорилированы и только после этого совершается сокращение (скольжение). Актин и миозин не объединены в миофибриллы.

Схема миозина ГМК

Внутриклеточный сократительный аппарат ГМК и его функции отличается от скелетной мышцы СПР слабо развит, поэтому основным источником Са++ является внеклеточный Са++. В цитоплазме есть специальный белок кальмодулин, который имеет 4 центра для связывания Са++. Комплекс Са++ - кальмодулин взаимодействует с КЛЦМ. Миозиновый тип регуляции характерен для активации поперечных мостиков. Он связан с изменением структуры легких цепей миозина. Также необходим специальный фермент «киназа легких цепей миозина» (КЛЦМ). КЛЦМ переносит Фн (фосфат) от АТФ на регуляторную легкую цепь миозина (фосфорилизация миозина). Удаление фосфата с регуляторной легкой цепи миозина происходит под действием другого фермента фосфатазы (ФЛЦМ). Она быстро отнимает Фн от миозина (дефосфорилизация).

Кальмодулин

Сократительные белки в ГМК и скелетной мышце одинакового названия: актин и миозин, но имеют в ГМК особенности. Сокращение ГМК происходит также посредством механизма скольжения.

Инициатор сокращения ГМК – ионы Са++ Главный источник Са++ в ГМК – приток его из внеклеточной жидкости, т.к. СПР слабо развит, хотя тоже является хранилищем ионов Са++. Концентрация Са++ для инициации сокращения увеличивается в саркоплазме с10-7 до 10-5 М. Концентрация Са++ в клетке регулируется с помощью кальциевых каналов– потенциал- и лигандзависимых. Растяжение мембраны ГМК также вызывает мобилизацию Са++ и сокращение ГМК. Ионы Са++ в ГМК (как и в скелетной) выполняют роль каплинг – механизма.

Удаление ионов Са++ Са++ из саркоплазмы удаляется для того, чтобы ГМК расслабилась. Активный транспорт «загоняет» Са++ обратно в СПР или через плазматическую мембрану во внеклеточную жидкость.

2 ИСТОЧНИКА Са++: СПР и внеклеточная жидкость

Ионы Са++ являются сигналом для начала сокращения

Как активируются ЛЦМ?

Этапы активации легких цепей миозина. Повторим.

Последовательность активации в сравнении со скелетной мышцей

Классификация ГМК В основу положено наличие спонтанной миогенной активности: сокращения в этих мышцах возникают синхронно благодаря щелевым контактам (gap junction). ГМК этой группы обладают фазной (быстрой) сократительной активностью. Эти ГМК называются унитарные гладкие мышцы. Их клетки спонтанно генерируют ПД и он по щелевым контактам проводится к клеткам, не обладающим такой активностью. ГМК стенок мелких кровеносных и лимфатических сосудов, пищеварительной трубки, мочеточники, матка составляют этот тип. Типичный пример – воротная вена. Особенностью унитарных мышц является их сокращение на растяжение.

Унитарные ГМК пПд

В унитарных мышцах ПД распространяется по щелевым контактам от пейсмекерной клетки

Тип мультиунитарных мышц Эти ГМК не обладают спонтанной активностью, их активность имеет нейрогенную природу. Эфферентные нервы подходят к ГМК и образуют на них варикозные расширения. Каждая ГМК сокращается независимо от соседних. ГМК не генерируют ПД, фазные (быстрые) сокращения не возникают, сокращения носят тонический (медленный) характер. На растяжение не реагируют. ГМК бронхов, стенки крупных артерий относятся к этой группе.

Вегетативный нерв и варикозные расширения на ГМК

Мультиунитарные ГМК

Запомните! Миогенный или нейрогенный характер реакций ГМК определяется возбудимостью мембраны : чем < уровень МП, тем больше выражены миогенные (унитарные) свойства, и наоборот, чем стабильнее МП, > выражены мультиунитарные свойства.

Поэтому еще раз о мембране ГМК – знаешь теорию - умеешь управлять функциями. Мембрана является мощной рецепторной площадкой, т.к. чрезвычайно чувствительна к огромному количеству химических веществ. На хеморецепторах мембраны имеются сайты для связывания нейромедиаторов всех вегетативных нервов (ά,ά1,ά2,β,β1β2,β3),практически всех гормонов. Зная это, имеем инструмент блокады или активации хеморецепторов с помощью фармакологических веществ.

Знаем!

Управляем!

Запомните! ГМК не подчиняются ЦНС - воле человека (ПД из сегментов спинного мозга нет) : никто не может приказать своему «урчащему» желудку «замри». ГМК имеет спонтанный ритм сокращений – это автоматия. Она модулируется нейротрансмиттерами или гормонами, т.е. усиливается или подавляется.

Активация ГМК Активаторами мембраны ГМК являются: • Спонтанная электрическая активность – ПД мембраны. Огромное количество медиаторных систем и др. химических стимулов – НА, А, АЦХ, АнгиотензинII, Эндотелин 1, К+, Н+, Аденозин, NO. Гормоны (практически все). Локальные химические продукты (аутакоиды) аутокриннного и паракринного происхождения. Механические стимулы, например, растяжение. Вегетативная (автономная) нервная система и все ее нейромедиаторы.

Белки - «выключатели»сокращений ГМК ГМК не могла бы выполнять свои функции, если бы постоянно находилась в состоянии сокращения. В ГМК есть специальные «выключатели», которые позволяют миозину шагать по нити актина, например, только при химической или электрической стимуляции. Существуют 2 белка – выключателя сокращений: кальдесмон и кальпонин, которые связаны с актином. Кальдесмон не дает миозиновой головке связаться с участком на актине, фосфорилирование кальдесмона активирует сокращение. Кальпонин – другой актинсвязывающий белок.

Щеколда – механизм. Кальдесмон и кальпонин выполняют роль тропонина.

Как работает щеколда – механизм? Во время работы механизма «щеколда» напряжение стенки полого органа (имеющего в своем составе ГМК) поддерживается за счет снижения скорости образования поперечных мостиков.

Схема работы кальдесмона и кальпонина

Щелевые контакты в ГМК между клетками (функциональный синцитий)

Физиологические состояния ГМК Покой. Сокращение. Расслабление. Тонус. Пластичность. Автоматия. Спазм, но это уже не норма, хотя в основе лежит нормальная реакция на растяжение.

Три удивительных функциональных качества ГМК Автоматия – спонтанный ритм сокращений, обеспечивающий независимость функции всех полых органов от воли человека – гомеостаз. Базальный тонус стенок полых органов –длительное напряжение стенки, например, артерии, которое поддерживается на определенном низком уровне ионов Са++ в цитоплазме. Пластичность стенок и органов : даже при относительно большом увеличении объема (длины), например, при заполнении мочевого пузыря, ГМК его стенок могут увеличивать напряжение.

Схема 1, поясняющие важность пластики ГМК

Схема 2 - о пластичности ГМК

Все о чем я рассказал о ГМК ранее – это большое «добро»! Спазм гладкой мускулатуры – это «зло», вызываемое нормальной реакцией ГМК на механическое раздражение ее. Почему? Под действием механического стимула, например, камня в мочеточнике, происходит растяжение стенки его, что вызывает сокращение, которое направлено против силы, растягивающей стенку (протолкнуть камень).

Как снять спазм? Я Вас этому научил!

Спасибо за внимание!