钙离子在平滑肌收缩中起着关键的作用,主要通过以下机制:
触发和调节平滑肌收缩:
平滑肌细胞在受到刺激后,细胞膜去极化,导致胞外钙离子(Ca²⁺)内流,增加胞内钙离子浓度。
激活肌球蛋白头:
胞内增加的钙离子与钙调蛋白(CaM)结合,激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK),进而使肌球蛋白头发生磷酸化,准备与肌动蛋白结合。
肌动蛋白与肌球蛋白相互作用:
肌球蛋白头磷酸化后,其与肌动蛋白上的肌钙蛋白C亚单位结合,引起构型变化,解除原肌球蛋白对肌动蛋白的阻抑,使肌动蛋白暴露出肌球蛋白结合的位点。
能量转换与肌肉收缩:
ATP与肌球蛋白头结合后,能量释放并转化为机械能,使肌球蛋白分子头向肌节中心移动,牵引肌动蛋白,缩短肌节,引起平滑肌收缩。
肌肉舒张:
收缩后,钙离子被钙泵从肌浆中回收到肌质网,降低胞内钙离子浓度,使肌球蛋白头与肌动蛋白分离,肌纤维松弛。
钙离子的浓度和平滑肌细胞内钙离子的动态平衡对肌肉收缩的强度和速度有显著影响。钙离子在平滑肌收缩中扮演着至关重要的角色,是肌肉收缩过程中不可或缺的调节因子