平滑肌的收縮機制(Sarcomere)-上

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平滑肌的收縮機制(Sarcomere)-上
國立台灣大學動物學研究所廖駿銘/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯

動物身上的肌肉可分成橫紋肌、平滑肌與心肌參種,這三種肌肉雖然都具有收縮的能力,但是它們用來進行收縮的構造與收縮機制卻不大相同。
 

橫紋肌的收縮構,以肌小節(sarcomere)為單元,每個肌小節由肌凝蛋白(myosin,又稱粗肌絲)與肌動蛋白(actin,又稱細肌絲)構成,以Z線為分界,在顯微鏡下可以觀察到暗帶(A band)、明帶(I band)與H區(H zone)等結構。橫紋肌收縮時,細胞會先釋放儲存的鈣離子,使得肌動蛋白構形改變,同時肌凝蛋白會結合ATP改變構形,使得肌動蛋白與肌動蛋白結合,在該ATP分解後,肌凝蛋白構形再度改變,拉動肌動蛋白,使肌小節長度縮短,造成我們看到的收縮現象。

平滑肌的收縮構造與橫紋肌有明顯的不同,最大的差異在平滑肌的肌凝蛋白與肌動蛋白並不像橫紋肌中的一樣整齊排列,因此在光學顯微鏡下無法在肌肉細胞中看到橫紋。

平滑肌細胞內也不具有Z線,取而代之的是另一種被稱為緻密體(dense body)的構造。緻密體是平滑肌中肌動蛋白附著的構造,在細胞內的分佈像是天然的菜瓜布曬乾後留下的纖維,或像是一團鋼絲絨,除了附著於細胞膜內側之外,也在細胞內的空間以立體網狀的形式連接在一起,是佈滿整個細胞的構造。

平滑肌收縮的時候,肌凝蛋白與肌動蛋白如同在橫紋肌當中一樣,消耗ATP造成滑動,將兩側肌動蛋白所附著的緻密體相互拉近,最終使細胞的長度變短,達到收縮的目的。由於緻密體之間並不像Z線一樣是平行排列,因此平滑肌細胞收縮的時候並不是單純長度變短寬度變寬;而是類似擰抹布一般,可以在顯微鏡下觀察到細胞核呈現螺旋狀的扭曲。

請參閱「平滑肌的收縮機制(Sarcomere)-下

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