6. Pengendalian eksitasi kontraksi disel otot jantungKoupling eksitasi- Kontraksi ( excitation- contraction coupling)Kontraksi Otot jantung berkontraksi ketika Ca2+ intraselular meningkat lebih dari 100nM. Walaupunesensial untuk berkontraksi, masuknya Ca2+ selama Potensial aksi hanya berkontribusi sebesar 25% dari peningkatan Ca2+ intraselular. Sisanya berasal daro pelepasan simpanan Ca2+ di reticulum sarkoplasma . Potensial aksi berjalan menuruni invaginasi sarkolema yang disebut tubulus T, yang terletak dekat, namun tidak bersentuhan dengan sisterna terminal pada Retikulum sarkoplasma. Selama ploto potensial aksi, Ca2+ memasuki sel dan mengaktivasi kanal pelepas Ca2+ yang sensitive Ca2+ di reticulum sarkoplasma sehingga memungkinkan Ca2+ simpanan membanjir masuk ke dalam sistol, hal ini disebut pelepasan Ca2+ yag diinduksi Ca2+ . Jumlah Ca2+ yang dilepaskan bergantung pada beberapa banyak Ca2+ yang tersimpan dan beapa banyak Ca2+ yang masuk selama potensial aksi . Modulasi Ca2+ yang masuk merupakan jalan utama untuk meregulasi kekuatan kontraksi otot jantung. [Ca2+] intraselular puncak normalnya meningkat hingga 2M, walaupun kontraksi maksimum terjadi diatas 10M.RelaksasiCa2+ dengan cepat dipompa masuk kembali ke Retikulum sarkoplasma (disekuestrasi) oleh pompa Ca2+ yang tergantung-ATP (Ca2+- ATPase). Namun demikian, Ca2+ yang memasuki miosit selama potensial aksi harus dikeluarkan kembali. Hal ini dilakukan terutama oleh penukar Na+ - Ca2+ di membran, yang akan memompa satu ion Ca2+ keluar untuk ditukar dengan tiga ion Na+, dengan menggunakan gradien elekrrokimia Na+ sebagai sumber energy . Hal ini berlangsung relatif lambat, dan berlangsung kontinu sepanjang diastol. Jika hal ini dipersingkat, yaitu jika frekuensi denyut jantung meningkat, akan lebih banyak Ca2+ yang tertinggal di dalam sel dan kekuatan kontraksi jantung akan meningkat. Hal ini disebut efek anak tangga atau efek Treppe (Ward, Jeremy.2009).

Gambar Koupling eksitasi- kontraksi otot jantung dan mekanisme relaksasi (Ward, Jeremy.2009)Regulasi fungsi dan koupling eksitasi-kontraksi otot polosVasokontriksi Sebagian besar vasokonstriktor akan berikatan dengan resepror dan menyebabkan peningkatan [Ca2+] intraselular yang diperantaraj oleh protein pengikat guanosin trifosfat (protein G), yang menyebabkan kontraksi. Berbagai vasokonsttiktor penting adalah endotelin-1, angiotensin II, dan transmitter simpatis nuradrenalin (norepinefrin.Pelepasan Ca2+Pengikatan Ca2+ dengan reseptor akan mengaktivasi fosfolipase C yang akan memunculkan pembawa pesan kedua yaitu inositol trifosfat (inositol triphosphate, IP3) dan diasilgliserol (diacylglyverol, DAG) dari fosfolipid membran, IP3 berikatan dengan reseptor di retikulum sarkoplasma (sarcoplasmic reticulum, SR) yang menyebabkan kanal Ca2+ terbuka dan Ca2+ membanjir masuk ke dalam sitoplasma. Respons ini hanya sementara saja karena simpanan Ca2+ akan cepat habis, tetapi bisa menginisiasi masuknya Ca2+ kapasitatif. Masuknya Ca2+ Vasokonstriktor juga menyebabkan depolarisasi, yang mengatktivasi masuknya Ca2+ melalui kanal Ca2+ bergerbang-voltase jenis L seperti pada otot jantung . Berbeda dengan otot jantung, sebagian besar jenis otot polos vaskular tidak menghasilkan potensial aksi, tetapi sebagai gantinya adalah depolarisasi yang bertahap, sehingga memungkinkan masuknya Ca2+ secara bertahap. Kanal yang dioperasikan oleh reseptor juga dapat teraktivasi, beberapa oleh DAG, sehingga Ca2+ dan Na+ dapat memasuki sel ; hal inilah yang mungkin berkontribusi pada depolarisasi. Pengosongan simpanan Ca2+ yang dislimulasi IP3 juga dapat secara langsung mengaktivasi kanal yang dioperasikan oleh simpanan pada membran, menyebabkan masuknya Ca2+ kapasitatif, walaupun pengaruhnya mungkin terbatas pada pembuluh vaskular tertentu (misalnya pembuluh pulmonalis).Jalur modulasi panting yang meningkatkan vasukonstriksi melibatkan sensitisasi Ca2+ pada aparatus kontraktil, yaitu kekuatan yang lebih besar untuk peningkatan [Ca2+] yang sama . Hal ini diperantarai oleh Rho kinase, walaupun protein kinase C, yang teraktivasi oleh DAG, juga dapat berperan. Kepentingan relatif mekanisme tersebut bergantung pada jalinan vaskular dan vasokonstrikton Pada arteri dengan resistensi kecil, yang paling penting adalah depolarisasi dan masuknya Ca2+ bergerbang-voltase. Sebagian besar arteri sistemik memiliki derajat tonus basal (miogenik) tertentu bila tidak ada vasokonslriktor.Pengeluaran Ca2+ dan vasodilatasi Ca2+ dipompa kembali ke SR (sekuestrasi) oleh Ca2+ - ATPase retikulum endoplasma halus (smooth endoplasmic reticulum Ca2+ -ATPase, SERCA) yang dengan cepal dapat mengurangi [Ca2+] sitosol. Ca2+ juga disingkirkan dari sel oleh Ca2+ - ATPase membran plasma (plasma membrane Ca2+ -ATPase, PMCA) dan penukar Na+- Ca2+. Sebagian besar vasodilator endogen menyebabkan relaksasi dengan meningkatkan guanosin monofosfat siklik (cyclic guanosine monophosphate, cGMP) (misalnya nitrat oksida, NO) alau adenosin monofosfat siklik (cyclic adenosine monophospate, cAMP) (misalnya prostasiklin, agonis reseplor -adrenergik). Pembawa pesan-pembawa pesan kedua ini masing-masing bekerja melalui protein kinase G (PKG) atau protein kinase A (FKA). Diyakini bahwa baik PKG maupun PKA menurunkan [Ca2+] intraselular. sebagian dengan menstimulasi SERCA dan PMCA, dan sebagian lagi dengan menghiperpolarisasi membrane (yaitu, masuknyaCa2+ bergerbang-voltase akan diinhibisi), Obat-obat pemblokade kanalCa2+ jenis L, seperti verapamil atau dihidropiridin, merupakan vasodilator yang efektif secara klinis (Ward, Jeremy.2009).

Gambar vasokontriksi (Ward, Jeremy.2009).

Sumber : Ward,Jeremy, Robert W. Clarke and Roger W.A. Linden. 2009.At a Glance Fisiologi. Erlangga; Jakarta