Muscolo liscio

13/12/2009
Muscolo
cardiaco
scheletrico
liscio
Eterogeneità: muscolo liscio vascolare
“
“
gastrointestinale
“
“
urinario
“
“
respiratorio
“
“
riproduttivo
“
“
oculare
Anatomia: le fibre contrattili del muscolo liscio sono disposte in fasci
intrecciati. Gli strati di muscolo liscio all
all’interno
interno di un organo
sono disposti in varie direzioni.
Controllo della contrazione: neurotrasmettitori, ormoni, segnali paracrini.
Poiché diversi segnali possono raggiungere la
fibra simultaneamente, questa agisce come
centro di integrazione dei segnali.
Variabilità delle proprietà elettriche: la contrazione può avvenire in seguito
ad un potenziale d’azione, oppure dopo
un potenziale elettrotonico sotto-soglia
od anche in assenza di variazioni del
potenziale di membrana.
Accoppiamento eccitazione-contrazione: ingresso di Ca2+ attraverso canali
controllati dalla depolarizzazione,
stiramento e segnali chimici. Rilascio
dal reticolo sarcoplasmatico mediato
da recettori accoppiati all’IP3.
Scaricato da www.sunhope.it
1
13/12/2009
La muscolatura liscia si trova negli organi interni e nei vasi sanguigni. La sua
contrazione genera forza per spostare materiale attraverso il lume degli
organi cavi o per modificare la conformazione dell’organo.
Il muscolo liscio si contrae e rilascia molto più lentamente rispetto al
muscolo striato, ma può sostenere la contrazione per lunghi periodi di tempo.
Questa facoltà consente alla parete degli organi di mantenere la tensione
con un carico continuato.
continuato Es.
Es vescica urinaria
Alcuni muscoli lisci sono tonicamente contratti e mantengono costantemente
la tensione. Es. sfinteri
Scaricato da www.sunhope.it
2
13/12/2009
Le fibre muscolari liscie sono piccole e a forma di fuso. Le fibre contrattili non
sono disposte in sarcomeri organizzati, quindi i muscoli lisci non hanno un
aspetto a bande. Actina e miosina sono disposte in lunghi fasci che si
estendono in diagonale alla periferia cellulare, tenuti insieme da corpi densi di
natura proteica, formando una struttura a rete intorno al nucleo centrale.
Il rapporto actina/miosina è 10-12:1 contro 2-4:\1 nel muscolo scheletrico.
La disposizione obliqua delle fibre fa sì che la cellula diventi tondeggiante
quando si contrae.
Scaricato da www.sunhope.it
3
13/12/2009
La linea continua di teste di miosina consente ai filamenti di
actina di scorrere lungo la miosina senza interruzione,
mantenendo una tensione continua grazie all’interazione dei ponti
trasversali
La funzione di deposito di calcio da parte del reticolo sarcoplasmatico
è integrata da caveole, piccole vescicole vicine alla membrana cellulare
che contengono canali a cancello
Scaricato da www.sunhope.it
4
13/12/2009
La miosina ha una attività ATPasica più lenta quindi la fase contrattile
è più lunga.
MUSCOLO LISCIO UNITARIO
L’onda di depolarizzazione
diffonde nel tessuto
attraverso le giunzioni che
collegano le cellule.
Poiché tutte le fibre si
contraggono ogni volta, non vi
sono unità di riserva da reclutare
per aumentare la forza di
contrazione.
t i
È la
l quantità
tità di
calcio che entra nella cellula a
determinare la forza
contrattile.
Scaricato da www.sunhope.it
5
13/12/2009
MUSCOLO LISCIO MULTI-UNITARIO
Nell’iride e nel corpo ciliare dell’occhio, nel tratto genitale maschile e nell’utero tranne che prima
del travaglio e del parto.
Cellule non connesse elettricamente. Ogni cellula deve essere stimolata indipendentemente.
Ciò consente un controllo fine e contrazioni graduate, visto che rende possibile l’attivazione
selettiva di singole fibre.
Al contrario della muscolatura scheletrica, che è controllata da motoneuroni, la
muscolatura liscia è regolata da neuroni simpatici, parasimpatici o spesso da
entrambi i tipi.
Scaricato da www.sunhope.it
6
13/12/2009
Sia l’adrenalina che la noradrenalina si legano ai recettori adrenergici, tuttavia le
sottoclassi hanno differente affinità
Scaricato da www.sunhope.it
7
13/12/2009
I neuroni vegetativi non stabiliscono connessioni sinaptiche con le singole cellule, al
contrario, il neurotrasmettitore viene liberato da varicosità, situate ad intervalli regolari
lungo tutto l’assone, e viene distribuito ad un vasto numero di cellule. Di conseguenza, le
cellule muscolari contigue tendono a contrarsi o rilasciarsi tutte insieme, anche per la
presenza delle giunzioni comunicanti.
Scaricato da www.sunhope.it
8
13/12/2009
GIUNZIONE NEUROEFFETRICE
Le cellule muscolari lisce differiscono da quelle scheletriche anche per il
segnale elettrico che viene generato in risposta allo stimolo nervoso.
Infatti, il potenziale di membrana varia in modo graduale in risposta al
segnale nervoso; si depolarizza se il segnale è eccitatorio, si iperpolarizza
se è inibitorio, fatto che causa aumenti o diminuzioni graduate della forza
di contrazione.
La contrazione può avvenire in seguito ad un potenziale d’azione, oppure
dopo un potenziale elettrotonico sotto-soglia od anche in assenza di
variazioni del potenziale di membrana.
Le contrazioni del muscolo liscio non richiedono necessariamente un
potenziale d’azione come evento scatenante, infatti in molte cellule i
potenziali d’azione non sono presenti, e, quando si sviluppano non sono
seguiti
g
da vere e p
proprie
p
contrazioni ma solo da un incremento della
tensione meccanica.
Controllo della contrazione:
neurotrasmettitori, ormoni, segnali paracrini.
Poiché diversi segnali possono raggiungere la fibra simultaneamente,
questa agisce come centro di integrazione dei segnali.
Scaricato da www.sunhope.it
9
13/12/2009
Il Ca++ entra nelle fibre muscolari lisce attraverso:
♦ canali voltaggio-dipendenti attivati
dalla depolarizzazione
♦ canali attivati meccanicamente
♦ canali a controllo di neurotrasmettitore
Il Ca++ viene anche rilasciato dal R.S.
Il Ca++ si lega alla calmodulina
Il complesso Ca-calmodulina si lega alla chinasi
della catena leggera della miosina attivandola
La chinasi
L
hi i attivata
i
fosforila
f f il la
l miosina
i i
ripristinandone l’attività ATPasica.
Gli eventi molecolari della contrazione nel muscolo liscio sono simili a quelli
del muscolo scheletrico con alcune differenze:
-Sia nel m. liscio che in quello scheletrico, il segnale di inizio della
contrazione è un aumento del calcio citoplasmatico
-Nel
N l m. liscio
li i il calcio
l i entra
t da
d liquido
li id extracellulare
t
ll l oltre
lt a venire
i rilasciato
il i t
dal reticolo sarcoplasmatico
-Nel m. liscio il calcio si lega alla calmodulina. Nel m. scheletrico si lega alla
troponina che manca nel m. liscio
-Nel m. liscio il calcio che si lega alla calmodulina è solo il primo passo della
cascata che termina con la contrazione. Nel m. scheletrico il calcio che si lega
alla troponina
p
avvia immediatamente la contrazione
-Nel m. liscio la fosforilazione delle proteine è caratteristica essenziale del
processo contrattile
- Nel m. liscio la regolazione della miosina è il principale controllo della
contrazione. Nel m. scheletrico è l’actina a essere regolata.
Scaricato da www.sunhope.it
10
13/12/2009
Il muscolo liscio possiede un reticolo sarcoplasmatico meno abbondante rispetto a
quello del muscolo scheletrico. Il principale canale per il rilascio di calcio nel
reticolo sarcoplasmatico del muscolo liscio è un canale associato al recettore per
IP3. l’inositolo trifosfato è un secondo messaggero generato nella via della
fosfolipasi C.
Movimenti di Ca2+ nel muscolo liscio
Scaricato da www.sunhope.it
11
13/12/2009
Il Ca++ viene rimosso dal citoplasma usando una
proteina di antiporto Ca++-Na+ ed una Ca++-ATPasi
La calmodulina rilascia il calcio e si stacca dalla
chinasi delle catene leggere.
La miosina fosfatasi rimuove il fosfato dalla miosina
diminuendo la sua attività ATPasica
Scaricato da www.sunhope.it
12
13/12/2009
L’aumento della concentrazione citosolica di Ca++ è il segnale di inizio della
contrazione
Il calcio entra nella cellula dal LEC ed
è rilasciato dal reticolo
sarcoplasmatico. Tuttavia poiché i
depositi di calcio sono limitati, la
contrazione
t
i
sostenuta
t
t di
dipende
d d
dall
continuo influsso di calcio dal LEC.
La membrana cellulare delle cellule muscolari lisce contiene canali del calcio
attivati dallo stiramento. Poiché la contrazione in questo caso è originata da
una proprietà intrinseca è detta contrazione miogena. Le contrazioni miogene
sono comuni nei vasi sanguigni, dove mantengono costante un tono basale.
Una quota di calcio entra attraverso i canali del calcio voltaggio dipendenti. Tuttavia il
ruolo del potenziale di membrana nella contrazione del muscolo liscio è diversa rispetto
al muscolo scheletrico in cui la contrazione avviene sempre in risposta ad un potenziale
d’azione. Nell m. liscio
l
ill p.a. non è essenziale
l per l’apertura
l
dei canali
l dell calcio,
l
anche potenziali elettrotonici possono aprire alcuni canali permettendo l’ingresso di
piccole quantità di calcio che depolarizza la membrana e determina l’apertura di altri
canali.
Alcuni tipi di muscolo liscio
presentano cicli spontanei di
depolarizzazioni
iperpolarizzazioni (onde lente).
Se la fase di
d depolarizzazione
depolar zzaz one
dell’onda lenta raggiunge la
soglia Î apertura canali Ca2+
voltaggio-dipendenti Î pda, Î
contrazione.
Scaricato da www.sunhope.it
Il muscolo liscio
unitario è
autoeccitabile
Alcuni tipi di muscolo liscio
presentano una depolarizzazione
spontanea, detta
potenziale pacemaker, che raggiunge
sempre la soglia per la nascita del pda,
a cui segue la contrazione. Queste
cellule muscolari sono dette cellule
pacemaker
13
13/12/2009
Contrazione
attivata dal
pda
(multiunitari)
Scaricato da www.sunhope.it
Contrazione
Contrazione attivata Contrazione
attivata da onde da onde lente senza attivata da
lente + pda
pda (unitari)
neurotrasmettitori
o farmaci (unitari)
14