Muscolo liscio - Smooth muscle

Muscolo liscio
Figura 40 03 07.jpg
Muscolo liscio mostrato nella tunica media nelle pareti delle arterie e delle vene
Particolari
Identificatori
latino muscolare levis; muscolare non striato
Maglia D009130
NS H2.00.05.1.00001
FMA 14070
Terminologia anatomica
tessuto muscolare liscio
Tessuto muscolare liscio, evidenziando lo strato circolare interno (nuclei poi resto di cellule in rosa), strato longitudinale esterno (nuclei poi resto di cellule), quindi la membrana sierosa rivolta verso il lume della cavità peritoneale

Il muscolo liscio è un muscolo non striato involontario , così chiamato perché privo di sarcomeri e quindi senza striature . È diviso in due sottogruppi, muscolo liscio a unità singola e multiunità. All'interno di una singola unità muscolare, l'intero fascio o foglio di cellule muscolari lisce si contrae come un sincizio .

La muscolatura liscia si trova nelle pareti degli organi cavi , compreso lo stomaco , l' intestino , la vescica e l' utero ; nelle pareti dei passaggi, come i vasi sanguigni e linfatici , e nei tratti dei sistemi respiratorio , urinario e riproduttivo . Negli occhi , il muscolo ciliare , un tipo di muscolo liscio, dilata e contrae l' iride e altera la forma del cristallino . Nella pelle , le cellule muscolari lisce come quelle dell'erettore del pelo fanno sì che i capelli si rialzino in risposta al freddo o alla paura .

Struttura

Anatomia

I corpi densi e i filamenti intermedi sono collegati in rete attraverso il sarcoplasma, che provoca la contrazione della fibra muscolare.
Una serie di rigonfiamenti simili agli assoni, chiamati varicosità dai neuroni autonomici, formano liberamente unità motorie attraverso la muscolatura liscia.

La maggior parte della muscolatura liscia è della varietà a unità singola , cioè l'intero muscolo si contrae o l'intero muscolo si rilassa, ma c'è muscolo liscio multiunità nella trachea , nelle grandi arterie elastiche e nell'iride dell'occhio. La muscolatura liscia di una singola unità, tuttavia, è la più comune e allinea i vasi sanguigni (eccetto le grandi arterie elastiche), il tratto urinario e il tratto digestivo .

Tuttavia, i termini muscolo liscio a unità singola e multipla rappresentano una semplificazione eccessiva . Ciò è dovuto al fatto che i muscoli lisci per la maggior parte sono controllati e influenzati da una combinazione di diversi elementi neurali. Inoltre, è stato osservato che la maggior parte delle volte ci sarà una comunicazione cellula-cellula e attivatori/inibitori prodotti localmente. Ciò porta a una risposta in qualche modo coordinata anche nella muscolatura liscia multiunità.

Il muscolo liscio differisce dal muscolo scheletrico e dal muscolo cardiaco in termini di struttura, funzione, regolazione della contrazione e accoppiamento eccitazione-contrazione . Tuttavia, il tessuto muscolare liscio tende a dimostrare maggiore elasticità e funzione all'interno di una curva lunghezza-tensione più ampia rispetto al muscolo striato . Questa capacità di allungare e mantenere la contrattilità è importante in organi come l'intestino e la vescica urinaria. La muscolatura liscia nel tratto gastrointestinale è attivata da un composto di tre tipi di cellule: cellule muscolari lisce (SMC), cellule interstiziali di Cajal (ICC) e recettore alfa del fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGFRα) che sono accoppiate elettricamente e lavorano insieme come un sincizio funzionale SIP .

Microanatomia

Cellule muscolari lisce

Actina miosina filaments.png

Le cellule muscolari lisce note come miociti , sono a forma di fuso con un'estremità centrale larga e affusolata e, come il muscolo striato, possono tendere e rilassarsi . Nello stato rilassato, ogni cellula è lunga 30-200 micrometri. Non sono presenti miofibrille ma gran parte del citoplasma è occupato dalle proteine ​​della miosina e dell'actina che insieme hanno la capacità di contrarsi.

miosina

La miosina è principalmente di classe II nella muscolatura liscia.

  • La miosina II contiene due catene pesanti (MHC) che costituiscono i domini della testa e della coda. Ognuna di queste catene pesanti contiene il dominio della testa N-terminale , mentre le code C-terminale assumono una morfologia a spirale , tenendo insieme le due catene pesanti (immaginate due serpenti avvolti l'uno intorno all'altro, come in un caduceo ). Pertanto, la miosina II ha due teste. Nella muscolatura liscia esiste un singolo gene ( MYH11 ) che codifica per le catene pesanti miosina II, ma esistono varianti di splicing di questo gene che danno luogo a quattro isoforme distinte. Inoltre, la muscolatura liscia può contenere MHC che non è coinvolto nella contrazione e che può derivare da più geni.
  • La miosina II contiene anche 4 catene leggere (MLC), risultando in 2 per capo, del peso di 20 (MLC 20 ) e 17 (MLC 17 ) kDa . Questi legano le catene pesanti nella regione del "collo" tra la testa e la coda.
    • L'MLC 20 è anche conosciuto come catena leggera regolatrice e partecipa attivamente alla contrazione muscolare . Due isoforme MLC 20 si trovano nella muscolatura liscia e sono codificate da geni diversi, ma solo un'isoforma partecipa alla contrazione.
    • L'MLC 17 è anche conosciuto come la catena leggera essenziale . La sua esatta funzione non è chiara, ma si ritiene che contribuisca alla stabilità strutturale della testa della miosina insieme a MLC 20 . Esistono due varianti di MLC 17 (MLC 17a/b ) come risultato di splicing alternativo al gene MLC 17 .

Diverse combinazioni di catene pesanti e leggere consentono fino a centinaia di diversi tipi di strutture di miosina, ma è improbabile che più di alcune di tali combinazioni siano effettivamente utilizzate o consentite all'interno di uno specifico letto muscolare liscio. Nell'utero, è stato ipotizzato che uno spostamento dell'espressione della miosina serva per i cambiamenti nelle direzioni delle contrazioni uterine che si osservano durante il ciclo mestruale.

actina

I sottili filamenti che fanno parte del macchinario contrattile sono prevalentemente composti da α- e γ-actina. L'α-actina del muscolo liscio (alfa actina) è l'isoforma predominante all'interno del muscolo liscio. C'è anche molta actina (principalmente β-actina) che non prende parte alla contrazione, ma che polimerizza appena sotto la membrana plasmatica in presenza di uno stimolante contrattile e può quindi aiutare nella tensione meccanica. L'actina alfa è anche espressa come isoforme genetiche distinte come isoforme specifiche del muscolo liscio, del muscolo cardiaco e del muscolo scheletrico dell'actina alfa.

Il rapporto tra actina e miosina è compreso tra 2:1 e 10:1 nella muscolatura liscia. Al contrario, dal punto di vista del rapporto di massa (al contrario di un rapporto molare), la miosina è la proteina dominante nel muscolo scheletrico striato con il rapporto tra actina e miosina che rientra nell'intervallo da 1:2 a 1:3. Un valore tipico per i giovani adulti sani è 1:2.2.

Altre proteine ​​associate

Il muscolo liscio non contiene la proteina troponina ; invece calmodulina (che assume il ruolo regolatore nella muscolatura liscia), caldesmon e calponina sono proteine ​​significative espresse all'interno della muscolatura liscia.

  • La tropomiosina è presente nella muscolatura liscia, si estende su sette monomeri di actina ed è disposta da un capo all'altro per l'intera lunghezza dei filamenti sottili. Nel muscolo striato , la tropomiosina serve a bloccare le interazioni actina-miosina fino a quando il calcio non è presente, ma nel muscolo liscio la sua funzione è sconosciuta.
  • Le molecole di calponina possono esistere in numero uguale all'actina ed è stato proposto come una proteina portante.
  • È stato suggerito che Caldesmon sia coinvolto nel legare actina, miosina e tropomiosina e quindi migliorare la capacità della muscolatura liscia di mantenere la tensione.

Inoltre, tutte e tre queste proteine ​​possono avere un ruolo nell'inibire l' attività dell'ATPasi del complesso della miosina che altrimenti fornisce energia per alimentare la contrazione muscolare.

Corpi densi

I filamenti di actina sono attaccati a corpi densi. I corpi densi sono ricchi di α-actinina e attaccano anche filamenti intermedi (costituiti in gran parte da vimentina e desmina ), e quindi sembrano servire come ancore da cui i filamenti sottili possono esercitare forza. I corpi densi sono anche associati alla -actina, che è il tipo che si trova nel citoscheletro, suggerendo che i corpi densi possono coordinare le tensioni sia dal macchinario contrattile che dal citoscheletro. I corpi densi appaiono più scuri al microscopio elettronico, quindi a volte sono descritti come densi di elettroni.

I filamenti intermedi sono collegati ad altri filamenti intermedi tramite corpi densi, che alla fine sono attaccati a giunzioni aderenti (dette anche adesioni focali) nella membrana cellulare della cellula muscolare liscia, chiamata sarcolemma . Le giunzioni aderenti sono costituite da un gran numero di proteine ​​tra cui α-actinina, vinculina e actina citoscheletrica. Le giunzioni aderenti sono sparse attorno a bande dense che circonferiscono la cellula muscolare liscia in uno schema simile a una costola. Le aree a fascia densa (o placche dense) si alternano a regioni di membrana contenenti numerose caveole . Quando i complessi di actina e miosina si contraggono, la forza viene trasdotta al sarcolemma attraverso filamenti intermedi che si attaccano a bande così dense.

Contrazione

Durante la contrazione, c'è una riorganizzazione spaziale della macchina contrattile per ottimizzare lo sviluppo della forza. parte di questa riorganizzazione consiste nel fatto che la vimentina viene fosforilata a Ser 56 da una chinasi attivata da p21 , con conseguente disassemblaggio dei polimeri della vimentina.

Inoltre, il numero di filamenti di miosina è dinamico tra lo stato rilassato e contratto in alcuni tessuti poiché il rapporto tra actina e miosina cambia e la lunghezza e il numero dei filamenti di miosina cambiano.

Sono state osservate singole cellule muscolari lisce isolate che si contraggono in un cavatappi a spirale, e cellule muscolari lisce permeabilizzate isolate aderite al vetro (quindi le proteine ​​contrattili possono contrarsi internamente) mostrano zone di interazioni proteiche contrattili lungo l'asse lungo mentre la cellula si contrae.

Il tessuto muscolare liscio deve essere allungato spesso, quindi l'elasticità è un attributo importante della muscolatura liscia. Le cellule muscolari lisce possono secernere una matrice extracellulare complessa contenente collagene (prevalentemente di tipo I e III), elastina , glicoproteine e proteoglicani . La muscolatura liscia possiede anche recettori specifici per l'elastina e il collagene per interagire con queste proteine ​​della matrice extracellulare. Queste fibre con le loro matrici extracellulari contribuiscono alla viscoelasticità di questi tessuti. Ad esempio, le grandi arterie sono vasi viscolelastici che agiscono come un Windkessel , propagando la contrazione ventricolare e uniformando il flusso pulsatile, e la muscolatura liscia all'interno della tunica media contribuisce a questa proprietà.

caveolae

Il sarcolemma contiene anche caveole , che sono microdomini di zattere lipidiche specializzate negli eventi di segnalazione cellulare e nei canali ionici . Questi invaginazioni nel sarcoplasma contengono una serie di recettori ( prostaciclina , endotelina , serotonina , recettori muscarinici , recettori adrenergici ), messaggero secondi generatori ( adenilato ciclasi , la fosfolipasi C ), proteine G (RhoA, G alfa), chinasi ( rho chinasi -ROCK , protein chinasi C , protein chinasi A ), canali ionici (canali del calcio di tipo L , canali del potassio sensibili all'ATP, canali del potassio sensibili al calcio ) nelle immediate vicinanze. Le caveole sono spesso vicine al reticolo sarcoplasmatico o ai mitocondri e sono state proposte per organizzare le molecole di segnalazione nella membrana.

Accoppiamento eccitazione-contrazione

Un muscolo liscio è eccitato da stimoli esterni, che provoca la contrazione. Ogni passaggio è ulteriormente dettagliato di seguito.

Stimoli e fattori induttori

La muscolatura liscia può contrarsi spontaneamente (tramite la dinamica del canale ionico ) o come nell'intestino speciali cellule pacemaker le cellule interstiziali di Cajal producono contrazioni ritmiche. Inoltre, la contrazione, così come il rilassamento, possono essere indotte da una serie di agenti fisiochimici (p. es., ormoni, farmaci, neurotrasmettitori – in particolare dal sistema nervoso autonomo ).

La muscolatura liscia in varie regioni dell'albero vascolare, delle vie aeree e dei polmoni, dei reni e della vagina è diversa nella loro espressione di canali ionici, recettori ormonali, vie di segnalazione cellulare e altre proteine ​​che determinano la funzione.

Sostanze esterne

Ad esempio, i vasi sanguigni della pelle, del sistema gastrointestinale, dei reni e del cervello rispondono alla noradrenalina e all'adrenalina (dalla stimolazione simpatica o dalla midollare del surrene) producendo vasocostrizione (questa risposta è mediata dai recettori alfa-1 adrenergici ). Tuttavia, i vasi sanguigni all'interno del muscolo scheletrico e del muscolo cardiaco rispondono a queste catecolamine producendo vasodilatazione perché possiedono recettori beta- adrenergici . Quindi c'è una differenza nella distribuzione dei vari recettori adrenergici che spiega la differenza nel perché i vasi sanguigni di aree diverse rispondono in modo diverso allo stesso agente noradrenalina/adrenalina così come le differenze dovute alle quantità variabili di queste catecolamine che vengono rilasciate e alla sensibilità di vari recettori alle concentrazioni.

Generalmente, la muscolatura liscia arteriosa risponde all'anidride carbonica producendo vasodilatazione e risponde all'ossigeno producendo vasocostrizione. I vasi sanguigni polmonari all'interno del polmone sono unici in quanto vasodilatano ad alta tensione di ossigeno e vasocostrittori quando cade. I bronchioli, muscoli lisci che rivestono le vie aeree del polmone, rispondono all'elevata anidride carbonica producendo vasodilatazione e vasocostrittore quando l'anidride carbonica è bassa. Queste risposte all'anidride carbonica e all'ossigeno da parte dei vasi sanguigni polmonari e della muscolatura liscia delle vie aeree dei bronchioli aiutano a far corrispondere la perfusione e la ventilazione all'interno dei polmoni. Altri diversi tessuti muscolari lisci mostrano estremi di reticolo sarcoplasmatico da abbondante a piccolo, quindi l'accoppiamento eccitazione-contrazione varia con la sua dipendenza dal calcio intracellulare o extracellulare.

Ricerche recenti indicano che la segnalazione della sfingosina-1-fosfato (S1P) è un importante regolatore della contrazione della muscolatura liscia vascolare . Quando la pressione transmurale aumenta, la sfingosina chinasi 1 fosforila la sfingosina in S1P, che si lega al recettore S1P2 nella membrana plasmatica delle cellule. Ciò porta ad un aumento transitorio del calcio intracellulare e attiva le vie di segnalazione Rac e Rhoa. Collettivamente, questi servono ad aumentare l' attività MLCK e diminuire l'attività MLCP, promuovendo la contrazione muscolare. Ciò consente alle arteriole di aumentare la resistenza in risposta all'aumento della pressione sanguigna e quindi di mantenere un flusso sanguigno costante. La porzione Rhoa e Rac della via di segnalazione fornisce un modo indipendente dal calcio per regolare il tono dell'arteria di resistenza .

Diffusione dell'impulso

Per mantenere le dimensioni dell'organo contro la forza, le cellule sono fissate l'una all'altra da giunzioni aderenti . Di conseguenza, le cellule sono accoppiate meccanicamente l'una all'altra in modo tale che la contrazione di una cellula invochi un certo grado di contrazione in una cellula adiacente. Le giunzioni gap accoppiano chimicamente ed elettricamente le cellule adiacenti, facilitando la diffusione di sostanze chimiche (p. es., calcio) o potenziali d'azione tra le cellule muscolari lisce. Il muscolo liscio di una singola unità mostra numerose giunzioni gap e questi tessuti spesso si organizzano in fogli o fasci che si contraggono alla rinfusa.

Contrazione

La contrazione della muscolatura liscia è causata dallo scorrimento dei filamenti di miosina e actina (un meccanismo di scorrimento dei filamenti ) l'uno sull'altro. L'energia perché questo avvenga è fornito dal idrolisi di ATP . La miosina funziona come un'ATPasi che utilizza l'ATP per produrre un cambiamento conformazionale molecolare di una parte della miosina e produce movimento. Il movimento dei filamenti l'uno sull'altro avviene quando le teste globulari che sporgono dai filamenti di miosina si attaccano e interagiscono con i filamenti di actina per formare ponti trasversali. Le teste di miosina si inclinano e trascinano lungo il filamento di actina per una piccola distanza (10-12 nm). Le teste quindi rilasciano il filamento di actina e quindi cambiano angolo per trasferirsi in un altro sito sul filamento di actina a un'ulteriore distanza (10–12 nm) di distanza. Possono quindi rilegarsi alla molecola di actina e trascinarla ulteriormente. Questo processo è chiamato ciclismo a ponte incrociato ed è lo stesso per tutti i muscoli (vedi contrazione muscolare ). A differenza del muscolo cardiaco e scheletrico, il muscolo liscio non contiene la troponina, una proteina legante il calcio. La contrazione è iniziata da una fosforilazione della miosina regolata dal calcio, piuttosto che da un sistema di troponina attivato dal calcio.

Il ciclismo a ponte incrociato provoca la contrazione dei complessi di miosina e actina, causando a sua volta un aumento della tensione lungo l'intera catena delle strutture di tensione, con conseguente contrazione dell'intero tessuto muscolare liscio.

Fasico o tonico

La muscolatura liscia può contrarsi in fasi con una rapida contrazione e rilassamento, o tonicamente con una contrazione lenta e sostenuta. Il tratto riproduttivo, digestivo, respiratorio e urinario, la pelle, gli occhi e il sistema vascolare contengono tutti questo tipo di muscolo tonico. Questo tipo di muscolatura liscia può mantenere la forza per un tempo prolungato con un utilizzo minimo di energia. Ci sono differenze nelle catene pesanti e leggere della miosina che sono anche correlate a queste differenze nei modelli contrattili e nella cinetica di contrazione tra la muscolatura liscia tonica e fasica.

Attivazione delle teste di miosina

Il ciclo dei ponti trasversali non può verificarsi finché le teste di miosina non sono state attivate per consentire la formazione dei ponti trasversali. Quando le catene leggere sono fosforilate, diventano attive e consentiranno la contrazione. L'enzima che fosforila le catene leggere è chiamato chinasi della catena leggera della miosina (MLCK), chiamata anche chinasi MLC 20 . Per controllare la contrazione, MLCK funzionerà solo quando il muscolo è stimolato a contrarsi. La stimolazione aumenterà la concentrazione intracellulare di ioni calcio. Questi si legano a una molecola chiamata calmodulina e formano un complesso calcio-calmodulina. È questo complesso che si legherà a MLCK per attivarlo, consentendo il verificarsi della catena di reazioni per la contrazione.

L'attivazione consiste nella fosforilazione di una serina in posizione 19 (Ser19) sulla catena leggera MLC 20 , che provoca un cambiamento conformazionale che aumenta l'angolo nel dominio del collo della catena pesante della miosina, che corrisponde alla parte del ciclo del ponte incrociato dove la testa della miosina non è attaccata al filamento di actina e si sposta in un altro sito su di esso. Dopo l'attacco della testa della miosina al filamento di actina, questa fosforilazione della serina attiva anche l'attività dell'ATPasi della regione della testa della miosina per fornire l'energia necessaria ad alimentare la successiva contrazione. È anche possibile la fosforilazione di una treonina in posizione 18 (Thr18) su MLC20 e può aumentare ulteriormente l'attività dell'ATPasi del complesso della miosina.

Manutenzione prolungata

La fosforilazione delle catene leggere della miosina MLC 20 si correla bene con la velocità di accorciamento della muscolatura liscia. Durante questo periodo c'è un rapido aumento dell'utilizzo di energia misurato dal consumo di ossigeno. Entro pochi minuti dall'inizio il livello di calcio diminuisce notevolmente, la fosforilazione delle catene leggere della miosina MLC 20 diminuisce e l'utilizzo di energia diminuisce e il muscolo può rilassarsi. Tuttavia, anche in questa situazione, la muscolatura liscia ha la capacità di mantenere la forza sostenuta. Questa fase prolungata è stata attribuita ad alcuni ponti trasversali di miosina, chiamati ponti latch, che si muovono molto lentamente, rallentando notevolmente la progressione verso la fase del ciclo in cui la miosina defosforilata si stacca dall'actina, mantenendo così la forza a bassi costi energetici. Questo fenomeno è di grande valore soprattutto per la muscolatura liscia tonicamente attiva.

Preparazioni isolate di muscolatura liscia vascolare e viscerale si contraggono con una soluzione salina depolarizzante ad alto contenuto di potassio bilanciata che genera una certa quantità di forza contrattile. La stessa preparazione stimolata nella normale soluzione salina bilanciata con un agonista come l'endotelina o la serotonina genererà più forza contrattile. Questo aumento di forza è chiamato sensibilizzazione al calcio. La fosfatasi della catena leggera della miosina è inibita per aumentare il guadagno o la sensibilità della chinasi della catena leggera della miosina al calcio. Esistono numerose vie di segnalazione cellulare che si ritiene regolino questa diminuzione della fosfatasi della catena leggera della miosina: una via della chinasi RhoA-Rock, una via della proteina chinasi C-proteina chinasi C inibitore del potenziamento della proteina 17 (CPI-17), telochina e una chinasi Zip percorso. Ulteriori Rock chinasi e Zip chinasi sono state implicate per fosforilare direttamente le catene leggere della miosina 20kd.

Altri meccanismi contrattili

Sono state implicate anche altre vie di segnalazione cellulare e proteine ​​chinasi ( proteina chinasi C , Rho chinasi , Zip chinasi, chinasi di adesione focale) e la dinamica di polimerizzazione dell'actina svolge un ruolo nel mantenimento della forza. Mentre la fosforilazione della catena leggera della miosina si correla bene con la velocità di accorciamento, altre vie di segnalazione cellulare sono state implicate nello sviluppo della forza e nel mantenimento della forza. In particolare, è stato dimostrato che la fosforilazione di specifici residui di tirosina sull'adattatore di adesione focale proteina-paxillina da parte di specifiche tirosin chinasi è essenziale per forzare lo sviluppo e il mantenimento. Ad esempio, i nucleotidi ciclici possono rilassare la muscolatura liscia arteriosa senza ridurre la fosforilazione del ponte incrociato, un processo chiamato soppressione della forza. Questo processo è mediato dalla fosforilazione della piccola proteina da shock termico, hsp20 , e può impedire alle teste di miosina fosforilata di interagire con l'actina.

Rilassamento

La fosforilazione delle catene leggere da parte di MLCK è contrastata da una fosfatasi a catena leggera della miosina , che defosforila le catene leggere della miosina MLC 20 e quindi inibisce la contrazione. Altre vie di segnalazione sono state implicate anche nella regolazione dell'actina e della dinamica della miosina. In generale, il rilassamento della muscolatura liscia avviene tramite vie di segnalazione cellulare che aumentano l'attività della miosina fosfatasi, diminuiscono i livelli di calcio intracellulare, iperpolarizzano la muscolatura liscia e/o regolano l'actina e la miosina può essere mediata dal fattore di rilassamento derivato dall'endotelio -ossido nitrico, fattore iperpolarizzante di derivazione endoteliale (un cannabinoide endogeno, metabolita del citocromo P450 o perossido di idrogeno) o prostaciclina (PGI2). L'ossido nitrico e la PGI2 stimolano rispettivamente la guanilato ciclasi solubile e l'adenilato ciclasi legata alla membrana. I nucleotidi ciclici (cGMP e cAMP) prodotti da queste ciclasi attivano la proteina chinasi G e la proteina chinasi A e fosforilano un certo numero di proteine. Gli eventi di fosforilazione portano a una diminuzione del calcio intracellulare (inibiscono i canali del calcio di tipo L, inibiscono i canali del recettore IP3 , stimolano la pompa del calcio ATPasi del reticolo sarcoplasmatico ), una diminuzione della fosforilazione della catena leggera della miosina 20kd alterando la sensibilizzazione al calcio e aumentando l'attività della fosfatasi della catena leggera della miosina , una stimolazione dei canali del potassio sensibili al calcio che iperpolarizzano la cellula e la fosforilazione del residuo amminoacidico serina 16 sulla piccola proteina da shock termico (hsp20) da parte delle proteine ​​chinasi A e G. La fosforilazione di hsp20 sembra alterare l'actina e le dinamiche di adesione focale e l'interazione actina-miosina, e recenti evidenze indicano che il legame di hsp20 alla proteina 14-3-3 è coinvolto in questo processo. Un'ipotesi alternativa è che Hsp20 fosforilata possa anche alterare l'affinità della miosina fosforilata con l'actina e inibire la contrattilità interferendo con la formazione di ponti incrociati. Il fattore iperpolarizzante derivato dall'endotelio stimola i canali del potassio sensibili al calcio e/oi canali del potassio sensibili all'ATP e stimola l'efflusso di potassio che iperpolarizza la cellula e produce rilassamento.

Muscolo liscio invertebrato

Nella muscolatura liscia degli invertebrati, la contrazione viene avviata con il legame del calcio direttamente alla miosina e quindi attraversando rapidamente i ponti incrociati, generando forza. Simile al meccanismo della muscolatura liscia dei vertebrati, c'è una fase di cattura a basso consumo di calcio e bassa energia. Questa fase prolungata o fase di cattura è stata attribuita a una proteina di cattura che ha somiglianze con la chinasi della catena leggera della miosina e la proteina elastica titina chiamata twitchin. Le vongole e altri molluschi bivalvi utilizzano questa fase di cattura della muscolatura liscia per mantenere il guscio chiuso per periodi prolungati con un consumo energetico ridotto.

Effetti specifici

Sebbene la struttura e la funzione siano fondamentalmente le stesse nelle cellule muscolari lisce in diversi organi, i loro effetti specifici o funzioni finali differiscono.

La funzione contrattile della muscolatura liscia vascolare regola il diametro lumenale delle piccole arterie-arteriole chiamate arterie di resistenza , contribuendo così in modo significativo a regolare il livello della pressione sanguigna e il flusso sanguigno ai letti vascolari. La muscolatura liscia si contrae lentamente e può mantenere la contrazione (tonicamente) per periodi prolungati nei vasi sanguigni, nei bronchioli e in alcuni sfinteri. L'attivazione della muscolatura liscia dell'arteriola può ridurre il diametro del lume di 1/3 rispetto al riposo, quindi altera drasticamente il flusso sanguigno e la resistenza. L'attivazione della muscolatura liscia aortica non altera significativamente il diametro del lume ma serve ad aumentare la viscoelasticità della parete vascolare.

Nel tratto digestivo, la muscolatura liscia si contrae in modo peristaltico ritmico, forzando ritmicamente gli alimenti attraverso il tubo digerente come risultato della contrazione fasica.

Si osserva una funzione non contrattile nella muscolatura liscia specializzata all'interno dell'arteriola afferente dell'apparato iuxtaglomerulare, che secerne renina in risposta ai cambiamenti osmotici e pressori, e si ritiene inoltre che secerni ATP nella regolazione tubuloglomerulare della velocità di filtrazione glomerulare. La renina a sua volta attiva il sistema renina-angiotensina per regolare la pressione sanguigna.

Crescita e riorganizzazione

Il meccanismo in cui i fattori esterni stimolano la crescita e il riarrangiamento non è ancora completamente compreso. Numerosi fattori di crescita e agenti neuroumorali influenzano la crescita e la differenziazione della muscolatura liscia. È stato dimostrato che il recettore Notch e la via di segnalazione cellulare sono essenziali per la vasculogenesi e la formazione di arterie e vene. La proliferazione è implicata nella patogenesi dell'aterosclerosi ed è inibita dall'ossido nitrico.

L'origine embriologica della muscolatura liscia è solitamente di origine mesodermica, dopo la creazione di cellule muscolari in un processo noto come miogenesi . Tuttavia, la muscolatura liscia all'interno dell'aorta e delle arterie polmonari (le grandi arterie del cuore) deriva dall'ectomesenchima di origine dalla cresta neurale , sebbene la muscolatura liscia dell'arteria coronaria sia di origine mesodermica.

malattie correlate

La sindrome da disfunzione multisistemica della muscolatura liscia è una condizione genetica in cui il corpo di un embrione in via di sviluppo non crea abbastanza muscolatura liscia per il sistema gastrointestinale . Questa condizione è fatale.

Gli anticorpi anti-muscolo liscio (ASMA) possono essere un sintomo di una malattia autoimmune , come l' epatite , la cirrosi o il lupus .

I tumori della muscolatura liscia sono più comunemente benigni e vengono quindi chiamati leiomiomi . Possono verificarsi in qualsiasi organo, ma di solito si verificano nell'utero , nell'intestino tenue e nell'esofago . I tumori maligni della muscolatura liscia sono chiamati leiomiosarcomi . I leiomiosarcomi sono uno dei tipi più comuni di sarcomi dei tessuti molli . I tumori della muscolatura liscia vascolare sono molto rari. Possono essere maligni o benigni e la morbilità può essere significativa con entrambi i tipi. La leiomiomatosi intravascolare è una neoplasia benigna che si estende attraverso le vene ; l'angioleiomioma è una neoplasia benigna degli arti; il leiomiosarcoma vascolare è una neoplasia maligna che può essere riscontrata nella vena cava inferiore , nelle arterie e vene polmonari e in altri vasi periferici . Vedere Aterosclerosi .

Guarda anche

Riferimenti

link esterno