Kontrol dari Ca2+ Intraseluler Pada Miometrium

Kontrol dari Ca2+ Intraseluler Pada Miometrium.
Konsentrasi Ca2+ ekstra seluler adalah dalam kisaran mM, sedangkan reting Ca2+ pada miometrium adalah sekitar 100 nM – 140 nM dan dapat meningkat sampai dengan 300 nM – 800 nM selama periode stimulasi. Suatu variasi dari kanal ion terbukti mengontrol Ca2+ entry kedalam miometrium. Suatu L–type voltage–activated Ca2+ channels (L-VOCs) telah ditemukan pada miometrium manusia dan aktif pada membrane potential yang fisiologis. Penelitian pada mammalia rendah menunjukkan bahwa, densitas LVOCs meningkat selama periode kehamilan. Kanal ini sensitive terhadap kerja dihydro pyridine dan seringkali merupakan target dari terapi tokolitik dengan agen-agen seperti nifedipine dan ritrodrine.

Depolarisasi yang menyertai suatu action potential ditandai dengan Ca2+ entry dalam jumlah besar melalui kanal ini. Depolarisasi pada saat yang sama, merangsang L-VOCs, walaupun Ca2+ meng-inaktifasikan mereka. Terdapat bukti luas bahwa, kontraksi miometrium secara spontan atau oleh suatu rangsangan, memerlukan adanya fungsi L-VOCs. Meskipun demikian terdapat data yang menimbulkan konflik yang berhubungan dengan kemampuan contractants seperti, oksitosin, untuk merangsang L-VOCs current.

Aktivitas dari L-VOCs dapat berkurang oleh adanya membrane hyper-polarization. Ca2+ -activated K+ channels, teraktivasi sebagai respon terhadap peningkatan Ca2+, atau oleh rangsangan suatu agen relaksan, dapat menggambarkan peran ini. Stimulasi tipe lain dari K+ channels akan memberikan efek yang sama.

Ca2+ dapat pula memasuki sel melalui kanal-kanal yang terbuka sebagai respon terhadap suatu signal yang dibangkitkan oleh pelepasan Ca2+ dari intracellular stores. Intracellular Ca2+ release –activated channels (ICRACs)telah dapat dilakukan klonisasi pada mammalia rendah, tetapi bukti-bukri bahwa mereka berfungsi pada miometrium nmanusia adalah secara indirek. Blokade dari pelepasan Ca2+ intraseluler akan menghambat masuknya oxytocin-stimulated Ca2+ pada sel miometrium

Sejak kanal-kanal ini dapat diidentifikasi dan dikarakterisasi, maka memungkinkan untuk mentarget mereka untuk inhibisi pada kontrol kontraksi miometrium yang tidak dikehendaki.
Tipe lain dari kanal Ca2+, meliputi T (transient) –type Ca2+ channels dan non-selective cation channels pada miometrium sudah pernah dilaporkan sebelumnya. Apakah kanal-kanal ini penting artinya dalam hal peningkatan Ca2+ atau perubahan membrane potential, belum jelas benar.
Pelepasan Ca2+ dari intrcellular stores adalah mekanisme utama dalam hal mana Ca2+ dapat meningkat. Beberapa agen stimulator bekerja meningkatkan Ca2+ melalui reseptor spesifik mereka. Reseptor ini akan mengaktivasi phospholipase C (PLC) baik secara langsung maupun tak langsung. PLC menghidrolisis phosphatidyl inositol biphosphate untuk membangkitkan inositol 1,4,5

triphosphate (IP3) dan diacyl glycerol (DAG). Inositol triphosphate, menstimulasi pelepasan Ca2+ dari intracellular stores dan diacyl glycerol mengaktivasi protein kinase C. Ada beberapa bentuk PLC , masing-masing merangsang signal transduction pathway yang berbeda. PLCγ diaktivasi oleh reseptor yang mempunyai aktivitas tyrosine kinase dab responsible terhadap kerja beberapa agonis seperti, epidermal growth factor (EGF) pada miometrium. Sedangkan PLCβ isoform, diaktivasi oleh beberapa agonis seperti oksitosin yang menstimulasi suatu heterotrimerik guanosine triphosphate (GTP)-binding protein dari keluarga G-αq 11. Selain itu PLC-β juga distimulasi oleh subunit βγ yang dilepas dari suatu heterotrimeric G proteins.

Regulasi dari suatu myometrial phospho-inositide turn over, nampaknya merupakan sesuatu yang spesifik untuk species, agonis dan status hormonal. Phospho-inositide turn over dihambat oleh aktivitas adenyl cyclase, cAMP generation dan aktivasi protein kinase A (fig. 6-3). Mekanisme ini distimulasi oleh suatu GTP –binding protein, G-α3dan dhambat oleh G-α1. Inhibisi protein kinase A pada phospho inositide turn over melibatkan fosforilasi beberapa komponen dari phospholipase C- GTP binding protein pathway. Selama kehamilan, ekspresi Gα3 meningkat pada miometrium dan functional coupling dari Gα3 terhadap adenyl cyclase meningkat, mungkin berhubungan dengan uterine quiescence selama kehamilan; walupun demikian akan menurun pada akhir kehamilan.
Energy -dependent system dari transport Ca2+ melawan gradien konsentrasi memberikan kontribusi pada relaksasi sel miometrium.(fig. 6-3), suatu plasma membrane ATP-driven Ca2+ pump, yang dihambat oleh oksitosin dan sedangkan relaksan akan

merangsang efluks Ca2+. Suatu Na+ -Ca2+ exchanger, juga didapatkan pada membrane plasma. Tetapi mempunyai afinitas yang lebih rendah terhadap Ca2+ dan oleh karenanya mungkin memainkan peran yang lebih kecil pada regulasi konsentrasi Ca2+.
Ca2+ pumps juga terdapat pada endoplasmic reticulum dan mitokondria dari sel otot polos uterus, yang mungkin ikut berperan pada refilling inositol triphosphste –sensitive intracellular Ca2+ stores, dan pada akhirnya mampu mencegah suatu Ca2+ overload.

Protein kinase C, suatu keluarga dari serine-threonine protein kinases, berperan penting pada berbagai respon seluler terhadap various agonists, dan mempunyai distribusi yang luas pada bermacam jaringan hewan mammalia. Terdapat 11 isoforms dari protein kinase C yang pernah dilaporkan, terbagi menjadi 3 kelompok menurut cara kerjanya. Kelompok pertama, meliputi 4 isoform konvensional ( PKCα, β1, β11, dan γ) teraktivasi sebagai respon terhadap phosphatidylserine, diacylglycerol, dan calcium. Kelompok kedua, terdiri dari 5 isoform (PKCδ, ε, θ, η, μ), teraktivasi sebagai respon terhadap phosphatidylserine dan diacylglycerol, tetapi tidak memerlukan calcium. Kelompok ketiga, meliputi 2 atipikal- isoform yaitu PKCζ dan PKCλ, untuk aktivasinya hanya memerlukan phosphatidylserine.(17). Pada miometrium wanita tidak hamil terdapat berbagai protein kinase C isozymes seperti halnya, PKC-α, γ, δ, μ, ί dan ζ; dan tetapi tidak didapatkan isozymes sepertihalnya, PKC-β1, β2, θ, atau ε. Pada miometrium wanita hamil terdapat keduanya, yang baik sebelum dan selama persalinan menunjukkan peningkatan jumlah yang bermakna.

Salah satu aspek penting pada regulasi kontraksi miometrium adalah suatu fosforilasi/defosforilasi selektif protein kontraktil intraselular miometrium, yang mengakibatkan aktivasi dan inaktivasi protein tersebut. Fosforilasi ini dilakukan oleh suatu keluarga besar proteinkinase, yang diantaranya adalah proteinkinase C (PKC). PKC berperan penting pada proses trans-membrane signal transduction pada beberapa sel mammalia. Pada beberapa reseptor dan G-protein-mediated pathways, PKC diaktivasi oleh suatu second messenger, bisa diacylglycerol maupun calcium ion.
Peranan PKC pada pada kontraksi miometrium belum jelas sepenuhnya. Pada miometrium tikus, aktivasi PKC akan menghambat oxytocin-induced myometrial contractility. Pada miometrium manusia, aktivasi PKC akan meningkatkan oxytocin-mediated myometrial contractility, dan secara hipotetik diduga berperan pada suatu sustained stimulation dari aktivitas miometrium selama preiode persalinan.

Belum jelas benar mengenai berbagai jenis PKC isozymes yang mana, yang terdapat pada miometrium manusia, yang jelas terdapat perbedaan distribusi jenis PKC isozyme pada berbagai jaringan yang berbeda. Hal ini penting karena terdapat berbagai PKC isozyme yang mempunyai sensitivitas yang berbeda terhadap second messenger diacylglycerol dan calcium ion. Pada penelitian dengan menggunakan teknik western immonoblot analysis, telah dapat diidentifikasi keduanya yaitu; calcium ion-dependent PKC dan calcium ion-independent PKC isozymes pada jaringan miometrium.
Redistribusi dari calcium ion-dependent dan calcium ino-independent PKC isozymes dapat dideteksi setelah suatu eksposur dengan 12-0-tetra decanoyl phorbol-13-acetate (TPA), atau oksitosin. Oxytocin-stimulated translocation dari PKC-α, telah dapat diidentifikasi pada kultur miometrium dengan menggunakan teknik immuno-histochemical.

Diacylglycerol dan inositol 1,4,5-triphosphate merupakan dua second messengers yang teraktivasi dalam jumlah equimolar sesudah adanya ikatan suatu uterotonic agonists (contohnya oksitosin) dengan suatu heptahelical G-protein coupled membrane receptors. Ketika fungsi diacylglyerol sebagai protein kinase C activator diperlukan, suatu agonist-induced meningkatkan level diacylglycerol akan menimbulkan efek paradoksal, bukan suatu rangsangan, melainkan suatu inhibisi kontraksi miometrium. Keadaan ini dapat terjadi karena suatu rapid removal dari diacylglycerol oleh berbagai enzim miometrium menurunkan availability diacylglycerol sebagai suatu protein kinase C activator.

Diacylglycerol didegradasi oleh dua macam enzim yaitu, diacylglycerol lipase dan diacylglycerolkinase, menghasilkan generasi monoacylglycerol dan phosphatidic acid. Berdasarkan konversi enzimatik dari diacylglycerol menjadi monoacylglycerol and arachidonic acid, Schrey et al, telah berhasil menunjukkan bahwa diacylglycerol lipase terdapat pada miometrium manusia.
Inhibisi degradasi diacylglycerol terbukti menghasilkan inhibitory effect yang signifikan pada oxytocin-stimulated uterine contraction pada tikus coba yang hamil maupun tidak hamil, menunjukkan pentingnya peran katabolisme diacylglycerol dalam pengaturan kontraksi miometrium. Pada miometrium tikus tidak hamil, diacylglycerol kinase nampaknya berperan penting pada degradasi diacylglycerol, yang diproduksi sebagai respon terhadap rangsangan oksitosin; sedangkan pada miometrium tikus hamil, keduanya diacylglycerol kinase dan lipase nampak efektif mendegradasi diacylglycerol.

Pada keadaan normal, diacylglycerol diproduksi sebagai respon terhadap rangsangan oksitosin terhadap phosphatidyl-inositol-signaling pathways secara efisien

dikatabolisme oleh diacylglycerol kinase (dan diacylglycerol lipase pada tikus hamil), mencegah feedback inhibition oleh activated protein kinase C pada kontraksi miometrium. Apabila degradasi diacylglycerol ini dicegah, maka rangsangan oksitosin pada jaringan miometrium akan menghasilkan akumulasi diacylglycerol, dan terjadinya suatu concentration –related inhibition dari aktivitas kontraksi secara keseluruhan.

Posted in: Pelajaran