� E’ presente nella parete di organi interni cavi(arterie, vene, canale digerente, vescica).

� E’ formato da cellule piccole (lunghezza 20-600µm, diametro 2-5 µm), con singolo nucleo, chepresentano un reticolo sarcoplasmatico sprovvisto

Il muscolo liscioIl muscolo liscio

m, diametro 2-5 m), con singolo nucleo, chepresentano un reticolo sarcoplasmatico sprovvistodi tubuli a T.

Velocità di contrazioneLa contrazione del muscolo liscio è più lenta, ma più duratura, di quelladel muscolo scheletrico, e serve a modificare la grandezza e la formadell’organo.

Varicosità del

Il muscolo liscio si divide in:Unitario:Tratto gastrointestinale, vescica, uretere, utero, vasi.Cellule accoppiate elettricamente, formano un sincizio funzionale(Contrazioni sincrone)Attività pacemaker (onde lente)

Varicosità del sistema nervoso

autonomo

Neurotrasmettitore

Recettore

Cellula muscolare liscia

Giunzioni comunicanti

Varicosità sistema nervoso autonomo

Occhio

Multiunitario:Muscolo ciliare, iride.Assenza di accoppiamento elettrico, cellulestimolate in maniera indipendenteControllato dal SNA

Neurone

nervoso autonomo

MorfologiaMorfologiaMiofilamenti disposti in fasci a disposizione diagonale.Filamenti sottili si attaccano ai corpi densi, (analoghi alle linee Z).Non contengono troponina ma caldesmone (CaD) e calponina con azioneinibitoria sull’interazione actina-miosina.Filamenti spessi di miosina sono presenti in fasci tra le fibre di actina.

Teste miosina presenti lungotutto il filamento.

Questo consente lo scorrimentodei filamenti per distanzedei filamenti per distanzemaggiori, rispetto al sarcomerodel muscolo scheletrico.

� Il pda del muscolo liscio è Ca2+ dipendente(canali voltaggio-dipendenti).

� Il Ca2+ che entra nella cellula, durante il pda,determina la contrazione.

� I canali per il Ca2+ del muscolo liscio sono� I canali per il Ca del muscolo liscio sonocontrollati anche da altri stimoli, per cui lacontrazione può avvenire ancheindipendentemente dal pda.

Contrazione muscolo liscio determinata da:

• Neurotrasmettitori del SNA [simpatico(noradrenalina) e parasimpatico (acetilcolina)]• Ormoni• Segnali paracrini• Segnali paracrini• Stiramento muscolare

La contrazione del muscolo liscio può essereanche inibita da diversi segnali chimici.

Potenziale ad onde lente

Potenziali d’azione

Soglia

Tempo

Pot

enzi

ale

di m

embr

ana

Alcuni tipi di muscolo liscio presentano cicli spontanei didepolarizzazioni/iperpolarizzazioni dette onde lente, che possonoessere sempre associate a contrazione o determinarla solo quandoraggiungono la soglia per la nascita del pda (Ca2+-dipendente).

Tempo

Le onde lente dipendono da variazioni intracellulari di ATP che regolanol’apertura-chiusura di canali K+

ATP presenti sul sarcolemma.↑ATP � chiusura canali K+

ATP � depolarizzazione membrana↓ATP � attivazione canali K+

ATP � iperpolarizzazione membrana

Uno stato di depolarizzazione sostenuta è alla base del tono miogeno.Diversi fattori (nervosi, ormonali, metabolici) possono regolare lostato di depolarizzazione-iperpolarizzazione della membrana e quindilo stato di contrazione e rilasciamento del muscolo.

- 8 0

- 6 0

- 4 0

- 2 0

0

Vm

Sostanza iperpolarizzante

Sostanza depolarizzante

depolarizzazione

- 1 0 0

- 8 0

↓Tono miogeno

↑Tono miogeno

Fo

rza

Tempo

Tono miogeno

Potenziali d’azione

Potenziali pacemakerP

oten

zial

e di

mem

bran

a

Soglia

Alcuni tipi di muscolo liscio presentano depolarizzazioni spontanee(potenziali pacemaker) che raggiungono sempre la soglia per lanascita del pda, a cui segue la contrazione. Queste cellule muscolarisono dette cellule pacemaker.

Tempo

Controllo della contrazioneControllo della contrazione

Contrazione attivata dal pda (multiunitari)

Contrazione attivata da

onde lente che innescano pda

Contrazione attivata da onde lente senza pda

(unitari)

Contrazione attivata da

neurotrasmettitori o farmaci senza

pda (unitari)

Accoppiamento elettroAccoppiamento elettro--meccanicomeccanicoDipende principalmente dal Ca2+ extracellulare.

Meccanismi che regolano il Ca2+

intracellulare:

� Ingresso attraverso canali Ca2+

voltaggio-dipendenti (tipo L)durante il pda o ligando-dipendenti

�Successiva liberazione Ca2+

dipendente dal RS per azione delCa2+ sui recettori-canali Ca2+Ca2+ sui recettori-canali Ca2+

della Rianodina (RyR).

� Liberazione dal RS per azionedell’IP3 formato dall’interazionedi neurotrasmettitori o ormonicon recettori di membrana

� Rimozione per azione di pompedel Ca2+ (RS e membranacellulare) e scambiatore Na+-Ca2+

MLCK inattiva MLCK

attiva

Miosina inattiva Miosina ATPasi attiva

RS

LEC

1

2

34

ATPasi attiva

Actina

Aumento tensione muscolare

5

1. Ca2+ dall’esterno + Ca2+ dal RS2. Legame 4Ca2+ - Calmodulina (CaM)3. Complesso (Ca2+)4-Calmodulina attiva la chinasi della catena leggera della

miosina (MLCK) e si lega al Caldesmone (CaD), spostandolo dal filamentosottile.

4. MLCK attivata � fosforilazione catena leggera della miosina (MLC) �

↑attività ATPasica.5. Interazione miosina – actina � scorrimento filamenti � sviluppo tensione

Attività ATPasica miosina controllata anche dal sistema proteine G, RhoA e RhoA chinasi

Nello stato rilasciato i pontitrasversali si trovano inpresenza di ATP comecomplesso miosina-ADP-Piad alta energia.

L’attacco all’actina dipendedalla fosforilazione delponte trasversale da partedella MLCK Ca2+ calmodulinadipendente. Il pontedipendente. Il pontefosforilato inizia i cicli finoa quando non vienedefosforilato dalla miosinafosfatasi.

• Ca2+ riportato nel RS da pompa ATP-dipendente, ed espulsodalla cellula (scambiatore Na+-Ca2+).

• ↓Ca2+ � rilascio del Ca2+ dalla calmodulina � inattivazioneMLCK.

• Defosforilazione testa miosina (miosina-fosfatasi) � ↓attivitàATPasica.

• La minore attività ATPasica rallenta il distacco dei ponti cherimangono in uno stato bloccato e continuano a svilupparerimangono in uno stato bloccato e continuano a sviluppareforza.

• Il rallentamento del distacco actina-miosina rallenta il ciclo deiponti e quindi la velocità di accorciamento diminuisce, ma non laforza isometrica.

• Il controllo dell’attività ATPasica della miosina è operato dalla miosina-fosfatasi (MLCP) la cui attivazione può essere regolata da diversi segnaliintracellulari.

• Questi meccanismi modulano l’attività muscolare indipendentemente dallaconcentrazione di Ca2+ intracellulare. A parità di Ca2+ l’attività meccanica saràpiù intensa o più debole a seconda del grado di fosforilazione della MLC.

I ponti trasversali nel muscolo liscio possono dare originea due cicli:

• Veloce: ciclo con miosina nella forma fosforilata � altaattività ATPasica � il muscolo sviluppa forza e siaccorcia utilizzando ATP. Il grado di fosforilazionedella miosina, la forza e la velocità di accorciamentodipendono dalla concentrazione di Ca2+. Contrazionifasiche.

• Lento: ciclo nella forma defosforilata (stato bloccato)fasiche.

• Lento: ciclo nella forma defosforilata (stato bloccato)� ridotta attività ATPasica � il muscolo sviluppa forzaper lunghi periodi di tempo senza ulteriore consumo diATP, ma non si accorcia. Si realizza con ridottaconcentrazione di Ca2+. Contrazioni toniche.

A: Contrazione fasica. Stimolazionebreve: aumento Ca2+ + fosforilazionedei ponti trasversali che iniziano i lorocicli producendo una contrazionefasica simile ad una scossa.B: Contrazione tonica. Stimolazioneprolungata: dopo un picco iniziale diCa2+ e fosforilazione che consente unrapido sviluppo di forza (< 1 min), ilivelli di Ca2+ e di fosforilazione siriducono ma la forza rimane costantecon minore velocità dei ponti econsumo di ATP ridotto.con minore velocità dei ponti econsumo di ATP ridotto.

↑Ca2++fosforilazione essenziali per ilnormale ciclo di attacco-distacco deiponti e per l’accorciamento, ma non pergenerare forza che dopo la formazione deiponti continua a svilupparsi con basso Ca2+.Questo consente al muscolo liscio dimantenere a lungo l’attività tonica senzadispendio di energia.

Relazione lunghezzaRelazione lunghezza--tensione del muscolo lisciotensione del muscolo liscio

Il muscolo liscio è in grado disviluppare T attiva in un

Lo sviluppo di Tpassiva e attiva simodificano nel tempocon il prolungarsidella variazione dilunghezza, a causa dimodificazionistrutturali lente delmateriale elastico

Tens

ione

Lunghezza

LiscioScheletrico

sviluppare T attiva in unambito di lunghezze delsarcomero maggiore.

materiale elastico(curva passiva) econtrattile (curvaattiva) strutturali.

Curva forzaCurva forza--velocità del muscolo lisciovelocità del muscolo liscio

La velocità di contrazione delmuscolo liscio è minore di quella

Vel

ocità

di a

ccor

ciam

ento

Forza

ScheletricoLiscio

Grado di fosforilazione (% del Max)

muscolo liscio è minore di quelladello scheletrico ed è più adatta asviluppare le contrazioni lentetipiche della sua attivitàcontrattile.

La velocità di accorciamento dipende dal grado difosforilazione-Ca2+ dipendente della catena leggera dellamiosina (MLC), che a sua volta controlla l’attività ATPasicadella miosina.La relazione forza-velocità dipende quindi dal grado diattivazione dell’apparato contrattile.