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 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 Ca 2+ attraverso canali controllati dalla depolarizzazione, stiramento e segnali chimici. Rilascio dal reticolo sarcoplasmatico mediato da recettori accoppiati all IP 3. Scaricato da www.sunhope.it 1
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. Es. vescica urinaria Alcuni muscoli lisci sono tonicamente contratti e mantengono costantemente la tensione. Es. sfinteri Scaricato da www.sunhope.it 2
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
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
La miosina ha una attività ATPasica più lenta quindi la fase contrattile èpiùlunga. 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. È la quantità di calcio che entra nella cellula a determinare la forza contrattile. Scaricato da www.sunhope.it 5
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
Sia l adrenalina che la noradrenalina si legano ai recettori adrenergici, tuttavia le sottoclassi hanno differente affinità Scaricato da www.sunhope.it 7
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
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 da vere e 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
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 attivata fosforila la miosina 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 m. liscio i il calcio entra da liquido id extracellulare l oltre a venire rilasciato i 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 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
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 Ca 2+ nel muscolo liscio Scaricato da www.sunhope.it 11
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
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 sostenuta t dipende d dal 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. Nel m. liscio il p.a. non è essenziale per l apertura dei canali del calcio, 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 depolarizzazione one dell onda lenta raggiunge la soglia apertura canali Ca2+ voltaggio-dipendenti pda, contrazione. 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 Scaricato da www.sunhope.it 13
Contrazione Contrazione Contrazione attivata Contrazione attivata dal pda (multiunitari) attivata da onde lente + pda da onde lente senza pda (unitari) attivata da neurotrasmettitori o farmaci (unitari) Scaricato da www.sunhope.it 14