평활근의 구조적 특성 및 흥분 수축 연계 과정

평활근(Smooth Muscle)의 구조적 특성과 골격근/심근과의 차이가 강조된다.

평활근의 흥분-수축 연계(Excitation-Contraction Coupling, ECC) 과정 및 Ca²⁺ 조절 기전이 빈번하게 출제된다.

칼모듈린(Calmodulin), MLCK(Myosin Light Chain Kinase), MLCP(Myosin Light Chain Phosphatase)의 역할 이해가 필요하다.

평활근의 신경 조절(자율신경계의 교감/부교감 신경 조절) 및 호르몬 조절 기전(예: 옥시토신, NO)이 중요하다.

1. 평활근의 구조적 특성

• 평활근은 골격근이나 심근과 달리 근절(Sarcomere)이 없으며, 규칙적인 가로무늬 구조가 존재하지 않음

• 자율신경계의 조절을 받으며, 소화기계, 호흡기계, 혈관, 방광, 자궁 등에서 광범위하게 분포

• 골격근과 다르게 평활근에는 근절(Sarcomere)이 없으며, 대신 밀착소체(Dense Body)가 존재하여 액틴 필라멘트를 지지

• 골격근의 T-세관 대신 칼베올라(Caveolae) 구조가 Ca²⁺ 저장 역할을 수행

• Ca²⁺ 조절 기전이 트로포닌-트로포미오신 시스템이 아닌 칼모듈린(Calmodulin) 시스템을 통해 조절됨

• 평활근의 기능적 구분

유형	특징	예시
단일 단위 평활근 (Single-unit smooth muscle)	Gap junction 존재 → 세포들이 동기화	소화기계, 자궁, 방광, 혈관
다중 단위 평활근 (Multi-unit smooth muscle)	개별 세포가 독립적으로 수축	눈의 홍채, 기도, 피부의 입모근

- 단일 단위 평활근은 Gap junction을 통해 전기적 신호가 전달되며, 세포들이 동기화되어 작용

- 다중 단위 평활근은 개별 세포들이 신경 자극을 독립적으로 받아 수축

• ECC는 자율신경계, 호르몬, 신경전달물질에 의해 Ca²⁺이 유입되고, Ca²⁺-칼모듈린 신호전달을 통해 근수축이 조절되는 과정

1) 평활근의 ECC 과정

① 세포막의 전압의존성 Ca²⁺ 채널 또는 리간드 의존성 Ca²⁺ 채널 개방 → Ca²⁺ 세포질 내 유입

② 근소포체(SR)에서 Ca²⁺ 추가 방출 (IP₃-수용체 경로 활용 가능)

③ 세포질 내 Ca²⁺ 증가 → Ca²⁺이 칼모듈린(Calmodulin)과 결합 → MLCK(Myosin Light Chain Kinase) 활성화

④ MLCK가 미오신 경량사슬(Myosin Light Chain, MLC) 인산화 → 미오신-액틴 상호작용 촉진 → 근수축 발생

⑤ MLCP(Myosin Light Chain Phosphatase)가 MLC의 인산을 제거하면서 근육 이완 유도

2) 골격근과 심근과의 차이점

• 골격근은 트로포닌 C(TnC) 시스템을 통해 Ca²⁺을 조절하지만, 평활근은 Ca²⁺-칼모듈린 시스템을 이용함

• 골격근과 심근은 미오신이 항상 활성 상태이지만, 평활근은 MLCK에 의해 활성화되어야 함

1) 교감신경과 부교감신경의 평활근 조절

신경	신경전달물질	작용 기전	평활근 효과
교감신경	노르에피네프린(NE)	β₂-아드레날린 수용체 → cAMP 증가	평활근 이완 (기관지, 혈관)
부교감신경	아세틸콜린(ACh)	M₃-무스카린 수용체 → IP₃ 증가 → Ca²⁺ 증가	평활근 수축 (위장관, 방광)

2) 호르몬 조절 예시

(1) 옥시토신(Oxytocin) → 자궁 평활근 수축 유도

(2) 일산화질소(NO) → 혈관 평활근 이완 유도 (cGMP 신호 경로 활성화)

Guyton and Hall 14e, pp.101-109

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