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se llama músculo liso por presentar sus miofilamentos de actina y miosina con una ordenación distinta a la del esquelético, es decir sin estriaciones.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:
1. MÚSCULO UNITARIO:
El músculo liso se divide en dos tipos morfológicos: músculo liso unitario o visceral y músculo liso multiunitario.
El primero está formado por células musculares agrupadas de forma compacta, formando láminas o haces rodeadas de tejido conectivo. Es típico formando las paredes musculares de de las estructuras viscerales huecas.
El segundo, está formado por células musculares aisladas, aunque pueden estar próximas entre sí. Forman parte de las trabéculas del bazo, etc.(1)
2. TAMAÑO:
Son más pequeñas que las estriadas. Entre 2 y 10 µm de diámetro por 20 a 60 µm de longitud (2).
3. CONEXIONES INTERCELULARES:
En las unitarias se encuentran puentes de baja resistencia, que les dá características funcionales de músculos sincitial. En estos puntos de baja resistencia (GAP JUNCTIONS)(UNIONES ESTRECHAS)(DESMOSOMAS), se encuentran pequeños poros por donde pasan iones y pequeñas moléculas. Estas uniones permiten el acople eléctrico de estas células.
4. FILAMENTOS CONTRÁCTILES:
Están formadas por filamentos de actina y miosina, los cuales se disponen más o menos paralelamente al eje longitudinal, aunque no muestran estriaciones como en el esquelético. Relación filamentos delgados (fd) y gruesos (fg) es de 16/1 (m.e.: 6/1). Los filamentos delgados tienden a rodear a los filamentos gruesos.
La principal proteína del fd es la actina y la del fg es la miosina (3). El fd tiene la misma proporción que en m.e. de tropomiosina y actina, pero no posee troponina (esto indica que la regulación de la actividad ATPasa de la actomiosina es diferente.
En el m.l. el fg no contiene "zona desnuda" (4), por estar las moléculas de miosina orientadas en direcciones opuestas a cada lado del filamento. La relación actina/miosina es de 31/1 (en el m.e. es 3/1). Esta disminución de miosina en el m.l. plantea la interrogante de cómo desarrolla tanta fuerza.
Químicamente la actina y la miosina son distintas a las del m.e., siendo además la actividad enzimática de la actomiosina mucho más lenta que la encontrada en el m.e.
La actividad ATPasa de la miosina es 10 veces menor que en el m.e. y su actividad está sujeta a una regulación más directa del Ca2+. Esta miosina es capaz de interactuar con filamentos de actina y causar contracción sólo cuando su cadena ligera está fosforilada, cuando no lo está la miosina no puede interactuar con la actina y produce relajación muscular. Estas cadenas ligeras son un conjunto de proteínas asociadas al extremo globular de la molécula de miosina. En el m.l. hay dos clases de proteínas de cadena ligera (en el m.e. hay tres). Una de estas proteínas tiene un p.m de 20kD (LC1) y la otra de 17 kD (LC2). La preoteína de 20 kD participa en la regulación de la actividad ATPasa de la actomiosina.
5. FIJACIÓN DE LOS MIOFILAMENTOS:
En este tipo de músculo liso no se distinguen líneas Z, y en consecuencia no se pueden definir sarcomeras. Los filamentos delgados se fijan a áreas electrodensas de la membrana celular, constituídas por -actina. También se observan cuerpos densos de -actina homólogos a las líneas Z del músculo esquelético.
6. OTRAS CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS:
Presentan una capa de glucoproteínas, excepto en los puntos de uniones estrechas. Presentan un número elevado de vesículas pinocíticas de unos 600 de . El retículo endoplásmico está poco desarrollado. Pero si presentan retículo sarcoplásmico en contacto con numerosas invaginaciones denominadas cavéolas, las cuales posiblemente sirven para transportar sustancias desde la membrana celular hacia la proximidad del retículo sarcoplásmico.
7. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES: (comunes a los dos tipos de m.l.)
a) Su inervación motora es exclusivamente autónoma. Control neurogénico.
b) Pequeño potencial de membrana en reposo.
c) En el unitario es fácil que presenten actividad eléctrica espontánea, originándose zonas marcapasos cuya despolarización propagan al resto de las células adyacentes.
d) Presentan potenciales de acción de gran amplitud.
e) Exhiben cierto grado de tono intrínseco, es decir, una tensión basal de reposo a la que superponen las contracciones. ACTIVIDAD MIÓGENA.
f) Desarrollan contracciones lentas y prolongadas, con un gasto mínimo de energía (requieren de cinco a diez veces menos hidrólisis de ATP que el m.e. para realizar la misma tarea).
g) En el unitario es normal encontrar una respuesta de relajamiento frente a estiramiento lento de sus fibras. Propiedad debida a las características viscoelásticas de este tipo de músculo, que le permite una adaptación de la longitud de sus fibras, sin generación de tensión.
h) En el unitario, y en algunos casos, también se observa la capacidad de éste para desarrollar tensión activa como consecuencia de una distensión fuerte. CONTRACCIÓN REACTIVA AL ESTIRAMIENTO.
INERVACION: CONTROL NEUROGÉNICO
La inervación del músculo liso es siempre autonómica, a partir de fibras postganglionares simpáticas y parasimpáticas.
Las terminaciones colinérgicas (todas las preganglionares, postganglionares anatómicamente parasimpáticas, postganglionares anatómicamente simpáticas que inervan a las glándulas sudoríparas y las postganglionares anatómicamente simpáticas que inervan a los vasos sanguíneos del músculo esquelético (vasodilatadoras)) tienen vesículas claras, mientras que las adrenérgicas tienen vesículas de núcleo denso, y las purinérgicas tienen vesículas opacas.
Estas terminaciones presentan como característica la formación de varicosidades (figura) dispuestas a distintos intervalos, las cuales presentan vesículas con neurotransmisores. Éstas actúan como uniones neuromusculares poco especializadas, con una hendidura sináptica que varía dependiendo del tipo de músculo liso. Así en el multiunitario la unión se aproxima más a la del músculo esquelético, con una aproximación media de 6 a 20 µm ("contacto directo"), mientras que en el unitario va de 80 a 120 µm o más ("contacto indirecto o por difusión").
Los receptores para la ACh en el m.l. gastrointestinal son de tipo muscarínico y dentro de éstos del tipo M2, la activación de los mismo determina:
- apertura de un conjunto de canales catiónicos voltaje dependientes
- modulación de las propiedades de canales voltaje dependientes que normalmente operan en respuesta a las alteraciones del Vm. (canales M o canales de Ca2+ sensitivos al potencial)
- liberan el Ca2+ almacenado.
- incrementan el IP3 u otro análogo por acelerar la actividad de la diesterasa fosfolipasa C (PLC).
- incremento de la permeabilidad al K+ causado por la apertura de canales de K activados por el calcio.
- una disminución del AMPc
- y un incremento del GMPc
La excitación es principalmente por vía colinérgica, aunque no es la única.
Los receptores para las terminaciones adrenérgicas son de dos tipos los alfa-adrenérgicos y los beta-adrenérgicos. Los alfa están asociados con la vasoconstricción e inhibición de la motilidad gástrica. Los beta están asociados con la vasodilatación y relajación en el digestivo. Los receptores alfa presentes en el músculo liso gástrico son del tipo 1. Hay excepciones en el sentido de que la NA causa contracción del EEI (esfínter esofágico inferior) vía receptor . Sin embargo la representación adrenérgica intestinal es pobre, por lo que se baraja la posibilidad de que las fibras inhibidoras sean tipo PIV(péptido intestinal vasoactivo) y de nucleótidos de adenosina. En definitiva nervios ni colinérgicos ni adrenérgicos.
POTENCIAL DE MEMBRANA DE LAS CÉLULAS MUSCULARES LISAS:
POTENCIAL DE REPOSO: principal característica es su pequeño valor (5).
La resistencia por unidad de área de la célula muscular lisa (13-21 k cm2) es más alta que la del m.e. (rápido de la rana)(1,5-4,0 k cm2) y que la fibra de Purkinje cardiaca)(1,2-2,0 k cm2). Esta alta resistencia refleja una baja permeabilidad pasiva al potasio y al cloro. Los coeficientes de permeablidad son: 8,3x10-8 cm seg-1 y 5,4x10-8 cm seg-1, respectivamente. Para el PNa es de 1,6x10-8 cm seg-1. De acuerdo con las concentraciones de estos iones dentro y fuera, los potenciales de equilibrio según la ecuación de Nernst son +62mV para el sodio, -89mV para el potasio y -22 mV para el cloro. Ninguno de estos potenciales están cercanos a los valores medidos de Vm que es de -40 a -75 mV. Es decir ninguno de los iones están en equilibrio al valor del Vm y ninguno se distribuye pasivamente a través de la membrana, por lo tanto, la célula muscular lisa debe gastar energia para mantener su estado de reposo. De acuerdo con la ecuación de Goldman, el Vm debería ser de -35 mV. La diferencia entre el valor teórico y el real se puede explicar por la existencia de bombas electrogénicas. Hay evidencias de una bomba de Na/K 3:1, y también de una bomba de cloro electrogénica, dado que la concentración de cloro en el interior es más alta que la esperada por su difusión pasiva, utilizando un cotransporte con el sodio.
Además de la difusión pasiva, y las bombas indicadas, juegan un importante papel la difusión por intercambio, en el mantenimiento de las concentraciones iónicas. Se conocen las de Na-Na, Na-Ca, y Na-Mg, y co-transporte de Na-Cl. Aquí el sodio se mueve siguiendo su gradiente electroquímico, mientras que el ión intercambiado o cotransportado lo hace en contra de su gradiente electroquímico. La energía necesaria proviene del gradiente electroquímico del sodio.
El intercambio Na-Na se hace al parecer con el retículo sarcoplásmico. Su importancia está bajo debate.
El intercmabio Na-Cl. El Cl entraría siguiendo al Na de acuerdo con su gradiente. Este sodio sería sacado por la bomba Na-K, dejando Cl en el interior celular. También es posible otro mecanismo de intercambio Cl-CO3H-.
Intercambio Na-Ca. Parece participar en el control del Ca iónico libre, aunque no la única, ya que sin gradiente de Na se puede conseguir relajar al músculo. Posiblemente exista una bomba de Ca.
ACTIVIDAD MARCAPASOS: En el músculo unitario es muy característico encontrar células que presentan un Vm inestable en reposo de forma que presentan una despolarización creciente (prepotenciales fundamentalmente de calcio) en el tiempo, que lleva a la célula a su umbral de excitabilidad, seguida de una repolarización y vuelta a empezar. Esta despolarización, gracias al diseño de sincitio funcional de este músculo, se propaga de forma electrotónica en todas direcciones a través de las uniones de baja resistencia, generando un ritmo de despolarización que se conoce como RITMO ELÉCTRICO BÁSICO (ONDAS ELÉCTRICAS LENTAS), con una frecuencia variable en cuanto al número de ondas de despolarización por minuto. Esta propiedad además parece depender del conjunto celular, ya que no ha podido ser evidenciada en células lisas aisladas.
La duración de estos ritmos viene determinada por la velocidad de despolarización de los prepotenciales y por la distancia existente entre el nivel umbral y el potencial de membrana. Este último parámetro puede ser regulado por la presencia de fármacos como la ACh la cual disminuye la distancia incrementado el número de potenciales de acción y en consecuencia el incremento del tono basal. La NA tiene un efecto contrario. También hay que tener encuenta la posible participación de hormonas entéricas y no entéricas, así como de factores miógenos no nerviosos (histamina, adenosina, prostaglandinas y leucotrienos).
Estas ondas lentas son la respuesta a señales originadas en plexos de axones que contienen células intersticiales de Cajal, las cuales forman uniones estrechas con el músculo liso, y no son como se pensaba, producto de las características funcionales propias de las células musculares.
POTENCIALES DE ACCIÓN:
Los potenciales de acción suelen aparecer sobre estas ondas de despolarización propagadas electrotónicamente, ondas que sufren decremento en su propagación. Así mismo, las posibles espigas no alteran ni la frecuencia, ni la amplitud de estas ondas lentas de despolarización.
El mecanismo iónico implicado no está aún bien establecido, aunque si sabe que existe un incremento inicial de la conductancia al sodio y otra conductancia catiónica activada a -50 mV (posiblemente el calcio).
El que la célula alcance su umbral de excitabilidad con estas ondas de despolarización y genere potenciales de acción, depende de su estado de excitabilidad, el cual viene gobernado por factores importantes como: el influjo nervioso extrínseco o intrínseco, el influjo hormonal y el influjo de factores miogénicos. Además de estos factores en algunos casos también interviene el grado de estiramiento. (La ACh despolariza la membrana del músculo liso, mientras que la NA la hiperpolariza).
Estos potenciales de acción son muy variables en el músculo liso (ver figura), yendo de una espiga rápida a una muy lenta, a veces estos potenciales pueden unirse dando origen a una fase de meseta larga. Hay acuerdo de que la espiga del potencial de acción se debe a una corriente de entrada de calcio. No obstante existe una corriente de salida de potasio que se solapa con la corriente de entrada de calcio, la cual es causa de la primera, haciendo que la espiga sea menor de lo esperado, y que rara vez llegue a potencial cero.
Si hay poco calcio, la corriente de entrada viene soportada por el sodio . La repolarización se debe a la salida de potasio, y ésta puede ocurrir de forma temprana, durante la fase de despolarización, evitando así la inversión del potencial (el ECa es de +100 mV).
Estos potenciales de acción se encuentran siempre superpuestos a la región ascendente de las ondas lentas de despolarización, aunque estas ondas no necesariamente van acompañadas de potenciales de acción (Ver figura).
CONDUCCIÓN DE LA EXCITACIÓN:
La propagación tanto de las ondas lentas de despolarización, como de los potenciales de acción, es lenta pero uniforme gracias a las características sincitiales funcional del músculo liso unitario.
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
El factor acoplador es el calcio iónico libre en el citoplasma. No obstante la célula muscular lisa tiene escaso retículo endoplásmico, principal lugar de almacenamiento de calcio en el m.e.. Por esta razón se han sugerido otros lugares de almacenamiento, como por ejemplo las vesículas encontradas y próximas a la membrana celular, las mitocondrias (también escasas) y el movimiento de calcio a través de la membrana citoplasmática, mediante canales de calcio voltaje dependientes o a través de canales operados por receptores.
La despolarización de la membrana provocada por el influjo neurógeno determina la apertura de canales de calcio voltaje dependientes que favorecen las corrientes de entrada de calcio iónico libre. Así mismo esta despolarización propagada al retículo sarcoplásmico permite liberación de calcio almacenado en el mismo. Este tipo de respuesta se conoce como ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN, dado que los incrementos intracelulares de calcio iónico libre permiten su unión a la proteína citoplasmátrica calmodulina (6) la cual forma parte de una proteína más grande denominada miosina cinasa de cadena ligera (MCL-k). Esta fijación al calcio permite que la calmodulina catalice la fosforilación de la cadena ligera de miosina. Cuanto más calcio se ligue a la calmodulina, más fosforilación se produce de la ATPasa de actomiosina, y en consecuenia mayor interacción se produce entre la miosina y la actina (esta fosforilación es causa de la mayor lentitud en la contracción, ya que en el m.e. se produce sólo reorientación que es más rápido). Por el contrario la disminución en la concentración de calcio iónico libre citoplasmático, determina mayor defosforilación y disminuye la interacción miosina-actina, por activación de una fosfatasa de cadena ligera. La unión actina-miosina dura más en el músculo liso, por lo que la hidrólisis del ATP es más lenta y en consecuencia supone menor consumo de energía.
Junto a este acople determinado por la despolarización de la membrana, existe otro acople determinado por los agentes neurohormonales, ACOPLE FARMACOMECÁNICO, gracias al cual se produce incremento de calcio iónico intracelular sin despolarización de la membrana, sino mediado por receptores a distintos neuromoduladores.
La ACh através de su receptor M1 activa a la fosfolipasa C la cual a su vez produce IP3 y diacilglicerol. El IP3 libera el calcio iónico secuestrado, mientrás que el diaciglicerol activa a una fosfokinasa C (PKC) encargada de fosforilar distintas proteínas intracelulares.
La modulación inhibidora de la contracción que parece realizar el AMPc consiste en la facilitación que éste determina, en la fosforilación mediante una proteína kinasa de la MCL-k, haciéndose insensible la MCL-k-P al complejo Calmodulina-Ca2+.
CARACTERÍSTICAS CONTRÁCTILES DEL MÚSCULO LISO (UNITARIO)
La primera característica es el retardo que aparece entre el pico del potencial de acción y el pico de contracción, provocado por los eventos bioquímicos de fosforilación comentados (latencia de unos 200 mseg). La máxima contracción puede aparecer a los 500 mseg del pico de la espiga del potencial de acción.
Cada potencial de acción genera una onda de contracción, y la contracción final es el resultado de la suma de contracciones individuales. No obstante se puede observar contracción sin la presencia de potenciales de acción, como ocurre en el colon. La contracción no requiere la presencia de potenciales de acción, aunque siempre que se produce un potencial de acción hay una contracción. Esta contracción es debida a las ondas de despolarización. Las ondas lentas establecen los aspectos del peristaltismo.
Dada la lentitud de los potenciales de acción y la lentitud de las ondas de contracción éstas pueden superponerse de forma que se forme una contracción tetánica de baja frecuencia, con características muy distintas a las del músculo esquelético. Este fenómeno es debido a la lentitud conque se varía la concentración intracelular del calcio iónico libre, el cual mientras esté presente en concentraciones mayores a 10-7 mol/l produce efecto contráctil.
No obstante es normal encontrar al músculo liso unitario con un tono basal de contracción generado normalmente más que por el influjo nervioso, que también participa, por la modulación humoral y hormonal de la excitabilidad. Este tono es debido a un incremento mantenido de la concentración de calcio iónico libre intracelular, probablemente causado por un bajo recambio.
La relajación de tensión, es una característica también del músculo liso, por la cual se pueden producir cambios de longitud sin cambios intensos de tensión. Esta es una propiedad debida a las características viscoelásticas de éstos.
Por otro lado el estiramiento intenso de la fibra muscular lisa determina una respuesta de tensión independiente al ambiente nervioso y humoral de la misma CONTRACCIÓN REACTIVA AL ESTIRAMIENTO. No obstante la distensión mantenida determina a su vez una respuesta de relajación muscular, que favorece la disminución de la tensión. Esta respuesta puramente miógena, afecta seguramente a los cambios en la permeabilidad al calcio que se producen como consecuencia del estiramiento rápido.
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(1) Se encuentran organizadas en "unidades motoras", difusas y con considerable superposición.
No presentan puentes de baja resistencia; ni responden a la distensión; ni se contraen espontáneamente. Representantes de este tipo son los músculos de la membrana nictitante, los músculos ciliares, el iris y los vasos sanguíneos de mayor diámetro, y los pilomotores.
(2) En en músculo esquelético la longitud de una fibra muscular puede alcanzar hasta 300.000 µm.
(3)El filamento de miosina está formado por un filamento que acaba en dos cabezas. Meromiosina ligera LMM y la meromiosina pesada HMM. Asociada a cada cabeza hay dos grupos de cadenas ligeras, la LC1 de 20 kDa y la LC2 de 17 kDa.
(4)La zona desnuda de los fg del m.e. representa el área del filamento grueso en la cual la orientación de las móleculas de miosina cambia, originando la polaridad longitufinal.
(5)El primer registro intracelular publicado fué en 1954 y realizado en taenia coli de hamster.
(6)Esta molécula es estructural y funcionalmente muy parecida a la troponina C. |
