4 muscolo liscio vascolare

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
Rilascio di calcio dal
reticolo
Ingresso di calcio attraverso
il sarcolemma
Aumento calcio citosolico
disinibizione filamento
sottile (caldesmone)
Attivazione della kinasi
via calmodulina
Attivazione filamento
spesso(fosforilazione
miosina)
Interazione actomiosina = forza e
accorciamento
(contrazione)
• 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
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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)