Langsung ke konten utama

Kalsium Sebagai Second Messenger dalam Kontraksi Otot

Ketika konsentrasi intraseluler meningkat, kalsium dapat berikatan dengan troponin C pada filamen-filamen aktin (di dalam otot lurik)  atau kalmodulin (CaM) yang mengatur filamen-filamen miosin (di dalam otot polos). 

Mekanisme terjadinya kontraksi pada otot lurik

 Di dalam otot lurik, kalsium yang berikatan dengan troponin C mengakibatkan perubahan konformasi kompleks troponin pada filamen-filamen aktin. Hal ini menyebabkan tempat-tempat ikatan (binding sites) dengan miosin yang semula tertutup menjadi terbuka dan terjadi ikatan antara aktin dan miosin (Gambar 1).
Gambar 1. Kalsium menyebabkan terbentuknya ikatan aktin-miosin

Selanjutnya, terjadi ikatan antara miosin dengan ATP (adenin triphosphate). Suatu ketika, ATP terhidrolisis menjadi ADP (adenin diphosphate) dan ion fosfat inorganik (Pi), menyebabkan terbentuknya jembatan silang dan miosin berikatan dengan tempat (site) yang baru pada aktin. Pelepasan Pi mengubah konformasi aktin dan menghasilkan kekuatan kayuh yang mendorong terjadinya kontraksi. Gaya ini mengakibatkan filamen aktin yang tipis bergerak sepanjang filamen miosin yang tebal dan memperpendek otot. Selanjutnya, ADP dilepaskan. ADP ini digunakan kembali dalam pembentukan ATP sehingga siklus ini berulang sampai konsentrasi kalsium berada di bawah ambang batas kontraksi (Gambar 2).
Gambar 2. Tahapan terjadinya kontraksi otot lurik

 Mekanisme terjadinya kontraksi pada otot polos

 Pada otot polos, kalsium berikatan dengan kalmodulin (CaM) yang kemudian berinteraksi dengan myosin light-chain kinase (MLCK). Enzym MLCK ini memfosforilasi myosin light-chain (MLC) kemudian terbentuk jembatan silang dengan aktin, menghasilkan aktomiosin terfosforilasi yang menyebabkan terjadinya kontraksi. Sebagai catatan, kontraksi otot lurik juga dapat diatur oleh ikatan kalsium-CaM dan MLCK meskipun bukan mekanisme yang dominan (Gambar 3). 


Gambar 3. Tahapan kontraksi otot polos

Untuk mendapatkan gambaran konkrit mengenai mekanisme kontraksi, Anda bisa melihat video animasi pada tautan berikut ini:




Referensi

 [1]. Kuo, I. Y., & Ehrlich, B. E. (2015). Signaling in muscle contraction. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 7(2), a006023. doi:10.1101/cshperspect.a006023
Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Memahami Potensial Aksi Sel Saraf : Depolarisasi, Hiperpolarisasi, Repolarisasi

Potensial Istirahat Membran Sinyal pada sel-sel saraf disampaikan melalui sinyal listrik. Sinyal listrik ini dapat terjadi karena ada perbedaan muatan di dalam dan di luar sel. Perbedaan muatan ini dapat diukur menggunakan voltmeter yang terhubung dengan elektroda pembanding dan mikroelektroda perekam (lihat Gambar 1). Pada keadaan istirahat kanal ion tertutup, ion yang tersebar di sepanjang membran dapat diprediksi dengan mudah. Konsentrasi Na +  diluar sel 10 kali lebih besar dari pada di dalam sel dan konsentrasi K +  di dalam sel lebih besar daripada di luar sel. Sitosol mengandung anion konsentrasi tinggi dalam bentuk ion fosfat dan protein yang terionisasi negatif. Pada keadaan ini (istirahat) muatan di dalam sel lebih negatif daripada di luar dan beda potensialnya sebesar -70 mV. Nilai ini disebut dengan potensial istirahat membran. Kebocoran kanal ion dapat terjadi yang memungkinkan ion Na +  masuk ke dalam sel atau ion K +  keluar dari sel, namun hal ini d...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Klasifikasi Reseptor

Reseptor dapat dibagi berdasarkan lokasi dan transduksi sinyal. Berdasarkan lokasinya, reseptor dapat dibagi menjadi reseptor transmembran dan reseptor inti. Jika ditinjau dari proses transduksi sinyal, maka dapat dibagi lagi menjadi  ionotropik &  metabotropik . Reseptor ionotropik, reseptor kanal ion atau yang terasosiasi dengan kanal ion, masih dapat dibagi lagi menjadi voltage-gated, ATP-gated, dan ligand-gated sedangkan reseptor ionotropik dapat dibagi menjadi reseptor terikat protein G (G s , G q , G i ) dan reseptor terikat enzim. 1. Reseptor Transmembran Reseptor transmembran terletak di membran sel dan mempunyai domain (daerah) ekstraseluler, membran, dan intraseluler [ 1 ]. Beberapa reseptor yang termasuk dalam golongan reseptor transmembran adalah reseptor insulin dan glucose transporter [2]  serta reseptor GABA A [3] . 2. Reseptor Inti Reseptor inti adalah reseptor yang terdapat di sitoplasma. Apabila terdapat ligan yang pengaktivas...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Transporter dalam dalam absorpsi obat : Kinetika Michaelis-Menten

Kinetika Michaelis-Menten (MM) sangat berguna untuk memahami proses disposisi obat dalam tubuh. Beberapa molekul obat bersifat polar sehingga tidak mampu berdifusi pasif untuk melewati membran sel. Transport molekul-molekul obat ini diperantarai oleh suatu molekul pembawa (umumnya protein) yang disebut dengan transporter. Pada hakekatnya, proses perpindahan/transport obat melalui molekul pembawa seperti reaksi enzimatis sehingga berlaku reaksi : $\ce{E + S <=>[k_1][k_3] ES ->[k_2][] E + P }$ Dalam konteks disposisi obat, tidak terjadi pembentukan produk. namun hanya perpindahan obat dari kompartemen apikal ke basolateral atau sebaliknya. sehingga persamaan reaksi lebih tepat apabila ditulis sebagai berikut: $\ce{E + S_{apikal} <=>[k_1][k_3] ES ->[k_2][] E + S_{basolateral} }$ atau $\ce{E + S_{basolateral} <=>[k_1][k_3] ES ->[k_2][] E + S_{apikal} }$ Dengan menggunakan pendekatan kinetika M-M maka dapat dituliskan kinetika perpindahan obat yaitu:...
Posting Komentar
Baca selengkapnya