Il muscolo liscio vascolare

La cellula muscolare liscia

Giorgio Gabella, professor of histology

University College, London

La cellula muscolare liscia

• Eccitabilita’: – potenziale d’azione o potenziali graduati

• Conducibilita’: – muscolo liscio sinciziale/multiunitario

• Contrattilita’: – generazione di ATP

– conversione ATP-lavoro meccanico

– accoppiamento e-c

Diversita’ delle cellule muscolari lisce vascolari

• Cellule muscolari lisce non eccitabili (senza potenziali d’azioni): arterie elastiche

• Cellule muscolari lisce eccitabili (potenziali d’azione): vene

Eccitabilità

Grande varietà di eventi elettrici sulla membrana della cellula muscolare liscia

• Potenziali d’azione

– Canali voltaggio dipendenti, generalmente da calcio

• Potenziali graduati senza Pda

– Da apertura di canali controllati da recettori

• Combinazione delle due possibilità

– Prepotenziali con sovrapposte salve di Pda

Contrattilità

Il muscolo liscio non ha sarcomeri

(ma ha i filamenti spessi e sottili)

La contrazione si basa sullo

scorrimento dei filamenti spessi

rispetto a quelli sottili, fissati sui

corpi densi

Klinke, capitolo 4, minisarcomero l’insieme dei filamenti sottili che agiscono su un filamento spesso

Il meccanismo della contrazione è uguale a quello del muscolo striato, eccetto che:

esiste una regolazione della miosina basata sulla fosforilazione

Miosina fosforilata: on

Miosina defosforilata: off

Le due teste delle miosine non fosforilate si bloccano reciprocamente sul filamento spesso

Sito di fosforilazione:

catena leggera 2 o

regolatoria

• Sia la regolazione del filamento sottile che quella del filamento spesso dipendono dal calcio

• Per il filamento sottile il calcio si lega alle proteine regolatorie (caldesmone, calponina, tropomiosina) e consente lo scoprimento dei siti attivi dell’actina

• Per il filamento spesso il calcio attiva via calmodulina una kinasi (MLCK) che fosforila la miosina

Aumento calcio citosolico

disinibizione filamento

sottile (caldesmone)

Attivazione della kinasi

via calmodulina

Attivazione filamento

spesso(fosforilazione

miosina)

Interazione acto-

miosina = forza e

accorciamento

(contrazione)

Rilascio di calcio dal

reticolo

Ingresso di calcio attraverso

il sarcolemma

• La rimozione del calcio dal citosol impedisce la formazione di nuove interazioni acto-miosiniche

• Ma

• senza l’intervento di una fosfatasi o di una variazione del carico meccanico non riesce a rompere le interazioni esistenti

• Interazioni acto-miosiniche che generano tensione senza consumare ATP sopravvivono a lungo: latched cross bridges

Come viene controllato il calcio che induce la contrazione ?

• Regolazione nervosa e umorale:

• La cellula muscolare liscia ha recettori per neurotrasmettitori (messaggeri rilasciati dal SNV) o per messaggeri circolanti (ormoni)

• Il rilascio del calcio e la rimozione del calcio è regolata dal legame di un messaggero al recettore

Origine del calcio attivatore

• Da flusso transmembrana:

– via canali del calcio (voltaggio dipendenti o recettore dipendenti)

• Da depositi di calcio, reticolo sarcoplasmico (cisterne subsarcolemmali)

– Via canali del calcio reticolari: RyR o recettori della rianodina e IP3R o recettori dell’IP3

Classificazione modalità di attivazione:

• Fasica: con potenziali d’azione, cioè con canali voltaggio dipendenti

– Eventuale presenza di onde lente di depolarizzazione spontanea (BER) che facilitano e sincronizzano i potenziali d’azione

• Tonica: senza potenziale d’azione

– Con oscillazioni lente del potenziale di membrana: canali recettore dipendente

– Senza oscillazioni lente del potenziale di membrana: solo rilascio dal reticolo via recettori IP3

Diversi tipi di muscoli lisci

A) Tonico (senza pda) con oscillazioni di potenziale

B) Tonico (senza pda) e senza oscillazioni di potenziale

C) Fasico (con pda) e senza BER

D) Fasico (con pda) e con BER

Principali ormoni e neurotrasmettitori attivi sul muscolo liscio vascolare

• Nor-adrenalina vasocostrittore • Ossido nitrico vasodilatatore • Adrenalina vasodilatatore/vasocostrittore • Acetilcolina vasodilatatore/vasocostrittore • Endoteline vasocostrittore • Kinine vasodilatatore • Angiotensina vasocostrittore • Prostaciclina vasocostrittore • Trombossano vasodilatatore • Istamina vasodilatatore

Esempi di azione sul muscolo liscio

• La Ach su un muscolo fasico (induce la contrazione) – si lega a recettori M (muscarinici), – questi agiscono via PLC, – IP3-rilascio di calcio da SR, – DAG-PKC e fosforilazione di canali – depolarizzazione post-sinaptica (PPSE) pda (via canali voltaggio dip)

• La N-A su un muscolo tonico (induce la contrazione) – si lega a recettori alfa – questi agiscono via PLC, – IP3-rilascio di calcio da SR, – DAG-PKC e fosforilazione di canali – non ci sono canali voltaggio dip: niente pda, ma oscillazioni lente di potenziale

• La A su un muscolo tonico (induce il rilasciamento) – si lega a recettori beta, – questi attivano la adenilciclasi, – aumento di cAMP e attivazione delle PKA, – attivazione del recupero di calcio nel SR e ridotta sensibilità dei filamenti sottili

al calcio

Come la aceticolina

diventa

vasodilatatrice e

rilassante della

muscolatura liscia ?

.

.

Peptidi ad azione

vasodilatatrice e

vasocostrittrice

Prostaciclina e

trombossano

Prostaglandine capaci di

indurre vasodilatazione

(PGI2) o vasocostrizione

(TXA2)

Gap junctions/connessoni nelle cellule muscolari lisce

Diversi tipi di muscolo liscio:

--multiunitario

--unitario (sinciziale)

Meccanica del muscolo liscio

(striscia di parete vescicale)

Meccanica del muscolo liscio

(striscia di parete vescicale)