Organisasi dan Regulasi Otot Polos

Otot polos adalah otot involunter non-lurik yang tersusun atas sel-sel kecil berbentuk gelendong dengan satu inti. Otot ini tidak memiliki sarkomer teratur seperti otot lurik; sebaliknya, filamen aktin dan miosinnya berjalan miring dan menempel pada badan padat serta membran sel, dan kontraksinya bersifat bertahap dan berkelanjutan, terutama diatur oleh status fosforilasi miosin daripada oleh sakelar troponin.

Definition

Otot polos adalah otot involunter non-lurik yang terdiri dari sel-sel fusiform kecil dengan satu inti sentral, yang filamen aktin dan miosinnya berlabuh pada badan padat sitoplasma dan plak padat membran daripada pada sarkomer teratur, dan yang kontraksinya diatur terutama oleh fosforilasi rantai ringan miosin yang bergantung pada kalsium.

Scope

Topik ini mencakup organisasi histologis otot polos — sel fusiform, inti sentralnya, badan padat, dan kisi kontraktil oblik — bersama dengan garis besar bagaimana kontraksinya diatur melalui kalsium dan fosforilasi rantai ringan miosin. Ini menjelaskan logika regulasi molekuler untuk orientasi; ini tidak memberikan dosis farmakologis atau saran pengobatan.

Core questions

• Bagaimana sel otot polos diatur secara internal tanpa sarkomer?
• Apa itu badan padat dan plak padat, dan apa yang mereka jangkar?
• Bagaimana kontraksi otot polos dihidupkan dan dimatikan?
• Bagaimana sensitisasi kalsium memodulasi kekuatan otot polos?

Key concepts

• Sel fusiform berinti tunggal
• Tidak adanya lurik dan sarkomer
• Badan padat dan plak padat membran
• Kisi aktin-miosin oblik
• Aktivasi kalsium-kalmodulin
• Miosin light-chain kinase (MLCK)
• Miosin light-chain phosphatase (MLCP)
• Sensitisasi kalsium (jalur Rho-kinase)
• Otot polos unit tunggal versus multi-unit
• Caveolae dan pita padat

Mechanisms

Sel otot polos berukuran kecil dan berbentuk gelendong, masing-masing dengan satu inti sentral. Filamen tipis (aktin) dan tebal (miosin) mereka tidak tersusun menjadi sarkomer tetapi berjalan miring melintasi sel dan menyisip ke dalam badan padat sitoplasma dan plak padat yang terkait membran, suatu susunan yang memungkinkan sel memendek secara substansial. Kontraksi dimulai oleh peningkatan kalsium sitosol, yang mengikat kalmodulin dan mengaktifkan miosin light-chain kinase (MLCK); MLCK memfosforilasi rantai ringan miosin regulatori, memungkinkan siklus jembatan silang aktin-miosin (Webb, 2003). Relaksasi terjadi setelah defosforilasi oleh miosin light-chain phosphatase (MLCP). Yang penting, gaya yang dihasilkan untuk tingkat kalsium tertentu dapat dimodulasi dengan menggeser keseimbangan MLCK-ke-MLCP: pensinyalan melalui protein G dan Rho-kinase dapat menghambat MLCP dan dengan demikian membuat otot lebih sensitif terhadap kalsium, mempertahankan kontraksi (Somlyo & Somlyo, 2003). Otot polos secara fungsional dibagi menjadi jaringan unit tunggal (visceral), yang secara elektrik digabungkan oleh gap junction dan berkontraksi sebagai satu kesatuan, dan jaringan multi-unit, di mana sel-sel merespons inervasi secara lebih independen.

Clinical relevance

Organisasi otot polos normal dan jalur regulasinya adalah referensi untuk memahami tonus pembuluh darah, saluran napas, dan dinding usus, dan banyak kelas obat bekerja pada jalur kalsium dan fosforilasi miosin yang dijelaskan di sini. Entri ini menjelaskan struktur dan regulasi untuk orientasi pendidikan saja dan tidak merekomendasikan obat, dosis, atau pengobatan spesifik apa pun.

Evidence & guidelines

Deskripsi ini didasarkan pada tinjauan fisiologis regulasi otot polos (Somlyo & Somlyo, 2003; Webb, 2003) dan pada teks histologi standar (Mescher, 2018). Tidak ada pedoman klinis yang mengatur konten deskriptif ini.

History

Otot polos dibedakan secara histologis dari otot lurik pada abad kesembilan belas karena tidak adanya lurik melintang dan inti sentral tunggalnya. Abad kedua puluh mengklarifikasi organisasi filamen oblik dan penjangkaran badan padatnya, dan menetapkan fosforilasi rantai ringan miosin sebagai sakelar regulasi sentral; pekerjaan selanjutnya mendefinisikan sensitisasi kalsium melalui Rho-kinase dan miosin fosfatase sebagai tingkat kontrol kedua (Somlyo & Somlyo, 2003).

Seminal works

• somlyo-2003
• webb-2003

Frequently asked questions

Mengapa otot polos tidak terlihat bergaris di bawah mikroskop?

Filamen aktin dan miosinnya tidak tersusun menjadi sarkomer yang berulang secara teratur seperti yang terlihat pada otot lurik; filamen tersebut berjalan miring dan menempel pada badan padat, sehingga tidak terbentuk lurik melintang berpita.

Bagaimana kontraksi otot polos diaktifkan?

Peningkatan kalsium intraseluler mengikat kalmodulin dan mengaktifkan miosin light-chain kinase, yang memfosforilasi rantai ringan miosin dan memungkinkan siklus jembatan silang; relaksasi terjadi ketika miosin light-chain phosphatase menghilangkan fosfat tersebut.