Vai trò của ion canxi trong co cơ

Giống như cơ vân, việc tăng nồng độ Ca nội bào dẫn đến quá trình co cơ. Mức tăng này khác nhau ở từng tế bào cơ trơn, phụ thuộc thần kinh kích thích, hormone, sức căng của sợi cơ và nồng độ chất hóa học trong sợi.

Cơ trơn không có troponin- protein được hoạt hóa bởi Ca gây ra co cơ ở cơ vân.

Ion Ca kết hợp với Calmodulin để hoạt hóa Myosin Kinase và photphorin hóa Myosin

Thay vì troponin, cơ trơn chứa lượng lớn một protein gọi là calmodulin. Mặc dù cấu tạo tương tự nhau nhưng khác về cơ chế kích hoạt co cơ. Calmodulin kích hoạt co cơ bằng cách hoạt hóa các cầu nối myosin theo các bước như sau:

Hình. Nồng độ Ca nội bào tăng khi Ca++ đi vào trong tế bào qua kênh Ca trên màng tế bào hoặc được giải phóng từ lưới cơ tương. Ca++ gắn với camodulin (CaM) trở thành phức hợp Ca++-CaM, hoạt hóa chuỗi nhẹ myosin kinase, hoạt hóa chuỗi nhẹ myosin kinase (MLCK). Chuỗi MLCK sau khi được photphoryl hóa sẽ làm gắn các đầu myosin với actin, gây co cơ trơn.

1. Nồng độ Ca trong dịch cytosolic tăng làm Ca đi từ ngoài bào vào qua kênh Ca và hoặc giải phóng Ca từ lưới cơ tương.

2. Ca kết hợp với calmodulin

3. Phức hợp Canxi-calmodulin kích hoạt chuỗi nhẹ myosin kinase- một loại enzyme được photphoryl hóa

4. Các đầu myosin được photphoryl hóa có khả năng gán với actin

Mặc dù quá trình co cơ của cơ trơn giống như cơ vân, bị hoạt hóa bởi ion Ca, nhưng nguồn gốc khác nhau. Cơ vân chủ yếu lấy Ca từ lưới cơ tương, cơ trơn lấy Ca chủ yếu từ dịch ngoại bào, xảy ra khi có điện thế hoạt động hoặc các kích thích khác. Đó là do nồng độ ions Ca trong dịch ngoài bào cao (10-3 molar) trong khi trong tế bào cơ trơn chưa đến 10-7 molar, việc này làm khuếch tán nhanh chóng Ca từ dịch ngoài bào vào trong tế bào khi các kênh Ca mở ra. Thời gian khuếch tán từ 200-300 mili giây và được gọi là giai đoạn muộn trước co cơ. Giai đoạn này kéo dài hơn ở cơ vân 50 lần.