تنظيم العضلات الملساء وتنظيمها

العضلات الملساء هي عضلات لا إرادية غير مخططة تتكون من خلايا صغيرة مغزلية الشكل أحادية النواة. تفتقر إلى الساركوميرات المنظمة الموجودة في العضلات المخططة؛ وبدلاً من ذلك، تمتد خيوط الأكتين والميوسين بشكل مائل وتلتصق بالأجسام الكثيفة وغشاء الخلية، ويكون انقباضها متدرجًا ومستدامًا، ويتحدد بشكل رئيسي بحالة فسفرة الميوسين بدلاً من مفتاح التروبونين.

Definition

العضلات الملساء هي عضلات لا إرادية غير مخططة تتكون من خلايا مغزلية صغيرة ذات نواة مركزية واحدة، ترتكز خيوط الأكتين والميوسين فيها على أجسام كثيفة سيتوبلازمية ولويحات كثيفة غشائية بدلاً من الساركوميرات المنظمة، ويتم تنظيم انقباضها بشكل رئيسي عن طريق فسفرة سلسلة الميوسين الخفيفة المعتمدة على الكالسيوم.

Scope

يغطي هذا الموضوع التنظيم النسيجي للعضلات الملساء — الخلية المغزلية، ونواتها المركزية، والأجسام الكثيفة، والشبكة الانقباضية المائلة — بالإضافة إلى الخطوط العريضة لكيفية تنظيم انقباضها من خلال الكالسيوم وفسفرة سلسلة الميوسين الخفيفة. يصف المنطق التنظيمي الجزيئي للتوجيه؛ ولا يقدم نصائح حول الجرعات الدوائية أو العلاج.

Core questions

• كيف تتنظم الخلية العضلية الملساء داخليًا بدون ساركوميرات؟
• ما هي الأجسام الكثيفة واللويحات الكثيفة، وماذا ترتكز عليها؟
• كيف يتم تشغيل وإيقاف انقباض العضلات الملساء؟
• كيف يعدل تحسس الكالسيوم قوة العضلات الملساء؟

Key concepts

• خلية مغزلية أحادية النواة
• غياب التخطيطات والساركوميرات
• الأجسام الكثيفة واللويحات الكثيفة الغشائية
• شبكة أكتين-ميوسين مائلة
• تنشيط الكالسيوم-كالمودولين
• كيناز سلسلة الميوسين الخفيفة (MLCK)
• فوسفاتاز سلسلة الميوسين الخفيفة (MLCP)
• تحسس الكالسيوم (مسار Rho-kinase)
• العضلات الملساء أحادية الوحدة مقابل متعددة الوحدات
• الحفيرات (Caveolae) والأشرطة الكثيفة

Mechanisms

خلايا العضلات الملساء صغيرة ومغزلية الشكل، ولكل منها نواة مركزية واحدة. لا تتراصف خيوطها الرفيعة (الأكتين) والسميكة (الميوسين) في ساركوميرات، بل تمتد بشكل مائل عبر الخلية وتدخل في أجسام كثيفة سيتوبلازمية ولويحات كثيفة مرتبطة بالغشاء، وهو ترتيب يسمح للخلية بالتقصير بشكل كبير. يبدأ الانقباض بارتفاع الكالسيوم في العصارة الخلوية، والذي يرتبط بالكالمودولين وينشط كيناز سلسلة الميوسين الخفيفة (MLCK)؛ يقوم MLCK بفسفرة سلسلة الميوسين الخفيفة التنظيمية، مما يسمح بدورة الجسور المتقاطعة بين الأكتين والميوسين (ويب، 2003). يتبع الاسترخاء إزالة الفسفرة بواسطة فوسفاتاز سلسلة الميوسين الخفيفة (MLCP). والأهم من ذلك، يمكن تعديل القوة المتولدة لمستوى معين من الكالسيوم عن طريق تحويل التوازن بين MLCK و MLCP: يمكن للإشارات عبر البروتينات G و Rho-kinase أن تثبط MLCP وبالتالي تحسس العضلات للكالسيوم، مما يحافظ على الانقباض (سومليو وسومليو، 2003). تنقسم العضلات الملساء وظيفيًا إلى نسيج أحادي الوحدة (حشوي)، يتصل كهربائيًا بواسطة الوصلات الفجوية وينقبض كصفيحة، ونسيج متعدد الوحدات، حيث تستجيب الخلايا بشكل أكثر استقلالية للتعصيب.

Clinical relevance

يُعد التنظيم الطبيعي للعضلات الملساء ومساراتها التنظيمية مرجعًا لفهم توتر الأوعية الهوائية والجهاز الهضمي، وتعمل العديد من فئات الأدوية على مسارات الكالسيوم وفسفرة الميوسين الموصوفة هنا. يشرح هذا المدخل البنية والتنظيم للتوجيه التعليمي فقط ولا يوصي بأي دواء أو جرعة أو علاج محدد.

Evidence & guidelines

تستند الأوصاف إلى مراجعات فسيولوجية لتنظيم العضلات الملساء (سومليو وسومليو، 2003؛ ويب، 2003) وإلى نصوص علم الأنسجة القياسية (ميشير، 2018). لا يوجد دليل إرشادي سريري يحكم هذا المحتوى الوصفي.

History

تميزت العضلات الملساء نسيجيًا عن العضلات المخططة في القرن التاسع عشر بسبب افتقارها إلى التخطيطات العرضية ونواتها المركزية الواحدة. أوضح القرن العشرون تنظيمها الخيطي المائل وارتكازها على الأجسام الكثيفة، وأثبت فسفرة سلسلة الميوسين الخفيفة كمفتاح تنظيمي مركزي؛ وحددت الأعمال اللاحقة تحسس الكالسيوم من خلال Rho-kinase وفوسفاتاز الميوسين كطبقة ثانية من التحكم (سومليو وسومليو، 2003).

Seminal works

• somlyo-2003
• webb-2003

Frequently asked questions

لماذا لا تبدو العضلات الملساء مخططة تحت المجهر؟

لا تتراصف خيوط الأكتين والميوسين فيها في ساركوميرات متكررة بانتظام كما هو الحال في العضلات المخططة؛ بل تمتد بشكل مائل وتلتصق بالأجسام الكثيفة، لذلك لا تتشكل تخطيطات عرضية مخططة.

كيف يتم تشغيل انقباض العضلات الملساء؟

يؤدي ارتفاع الكالسيوم داخل الخلايا إلى ارتباط الكالمودولين وتنشيط كيناز سلسلة الميوسين الخفيفة، والذي يقوم بفسفرة سلسلة الميوسين الخفيفة ويسمح بدورة الجسور المتقاطعة؛ ويتبع الاسترخاء عندما يزيل فوسفاتاز سلسلة الميوسين الخفيفة تلك الفوسفات.