Glatte Muskulatur: Kontraktion

Die Kontraktion der glatten Muskulatur läuft ähnlich ab wie in der Skelettmuskulatur, weist aber einige bedeutende Unterschiede auf:

Organisation der Sarkomere

Die Sarkomere werden hier als Minisarkomere bezeichnet und sind wesentlich unregelmäßiger angeordnet als im Skelettmuskel. Sie bestehen aus Aktin- und Myosinfilamenten, die sehr viel länger sind als die des quergestreiften Muskels. Die Myosinfilamente haben einen seitenpolaren, antiparallelen Aufbau. Außerdem enthalten die Sarkomere Intermediärfilamente, über die sie mit der extrazellulären Matrix in Verbindung stehen und sogenannte Verdichtungszonen, die die Rolle der Z-Scheibe übernehmen.

Auslösung des Kontraktionsvorgangs

Der Kontraktionsvorgang selbst wird wie in der Skelettmuskulatur durch einen Anstieg der intrazellulären Ca²⁺-Konzentration eingeleitet. Der Anstieg der Ca²⁺-Konzentration kann auf unterschiedliche Weise induziert werden:

• Depolarisation des Membranpotenzials und Einstrom von Ca²⁺ über die Zellmembran.

• Freisetzung von Ca²⁺ aus intrazellulären Speichern (calcium-induced calcium release) durch den Einstrom von Ca²⁺ über die Zellmembran oder durch pharmakomechanische Kopplung über den IP₃/DAG-Signalweg.

• über den Füllungszustand der intrazellulären Calciumspeicher (store-operated Ca²⁺ entry).

• Einstrom von Ca²⁺ durch mechanosensitive Ca²⁺-Kanäle (die z.B. auf Dehnung reagieren).

Querbrückenzyklus

Der Querbrückenzyklus läuft nach demselben Muster ab wie im Skelettmuskel, wird aber anders reguliert. Im glatten Muskel gibt es kein Troponin C, sondern Calcium wird von Calmodulin gebunden, welches dann den Querbrückenzyklus freigibt. Die Freigabe erfolgt einerseits über die Bindung des Ca²⁺-Calmodulin-Komplexes an Caldesmon, das sich dann von der Myosinbindungsstelle am Aktin wegbewegt. Andererseits reguliert dieser Komplex auch die ATPase-Aktivität der Myosinköpfchen über das Enzym Myosin-leichte-Ketten-Kinase (MLCK).

Kontraktionsformen

Besondere Kontraktionsformen der glatten Muskulatur sind die tonische (langanhaltende) und die phasische (rhythmische) Kontraktion.