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SEMANA 6 Músculo Liso Objetivo de la clase Comprender los mecanismos generales propuestos para la contracción y relajación del músculo liso. CASO CLÍNICO Paciente de 18 años que consulta por dolor de cólico menstrual (dismenorrea) de intensidad 9/10 que no cede a tratamientos tradicionales y que dificulta la realización de actividades de su vida diaria ¿qué tipo de músculo compone el útero? El útero tiene una pared gruesa hecha de músculo liso (el miometrio) y una capa mucosa interna (el endometrio). ¿qué sucede a nivel muscular cuando se produce el cólico? ¿qué tipo de receptores para NTs autónomos presenta dicho músculo? Receptores alfa y beta adrenérgicos, muscarínicos (colinérgicos). Características del músculo liso el músculo liso se compone de pequeñas fibras fusiformes y acidófilas. de tamaño pequeño (20 – 500 µm de longitud y de 1 – 5 µm de diámetro), cada célula tiene un único núcleo alargado localizado en el centro del sarcoplasma. A diferencia de las células esqueléticas, los filamentos de actina y miosina no se organizan en sarcómeros, por eso no tienen estriaciones. El sarcolema, rodea a las células y les da forma, esta membrana contiene pequeñas bolsas como invaginaciones llamadas caveolas (son funcionalmente equivalentes a los túbulos T). Las células se organizan en manojos musculares, y sus fibras se organizan en diferentes direcciones. Cada células tiene un retículo sarcoplásmico que almacena calcio necesario para la contracción celular (es más lenta). Una estructura que caracteriza a este músculo es la presencia de cuerpo densos (están en la membrana o dispersos en el sarcoplasma) y son los responsables del engrosamiento de los filamentos de actina, dichos cuerpo densos, reemplazan los disco Z. Los cuerpo densos se conectan por medio de puentes intercelulares, lo que da la propiedad de contracción conjunta (están interconectadas eléctricamente, como un sincitio). Los filamentos de miosina descansan entre los de actina, y son mucho más gruesos. También tiene filamentos intermedios de desmina y vimentina cuya función es dar soporte. NOTA: Estructuralmente son diferentes por la forma y porque presentan bandas y cuerpos densos (en el interior de la célula), porque sus filamentos gruesos tienen mayor cantidad de miosina (dos veces más) y los delgados son más largos, porque tiene un retículo sarcoplásmico mucho menos desarrollado (no hay túbulos T; por tanto no hay triada), presenta pequeñas invaginaciones conocidas como caveolas, no hay troponina, en vez de ella hay calponina, no hay miofibrillas (no hay espacio), sarcómero, ni estriaciones, si hay tropomiosina. Tiene puentes cruzados latero polares; y permite que el miocito se acorte hasta un 80% en sus dimensiones. ¿Cómo son los miofilamentos en el músculo liso? Estan orientados en múltiples direcciones y fijados al citoesqueléto. FUNCIONES La musculatura lisa es encontrada en casi todos los sistemas del cuerpo como órganos huecos (estómago, vejiga), en estructuras tubulares (vasos, conductos biliares), en los esfínteres, el ojo, el útero. Además. Juega un papel importante en los conductos de las glándulas exocrinas. Cumple varias funciones como; cerrar orificios (píloro, orificio uterino) o de transporte (quimo a través del tracto intestinal). Las células lisas se contraen más lentamente que las células del músculo esquelético, pero son más fuertes, más sostenidas y requieren menos energía. SISTEMA FUNCIÓN DIGESTIVO Propulsión de la comida por los intestinos CARDIOVASCULAR Regulación de la presión sanguínea por la regulación del diámetro de los vasos URINARIO Regulación del flujo urinario y micción REPRODUCTIVO Contracciones uterinas durante el embarazo y parto, propulsión de esperma RESPIRATORIO Regulación del diámetro de los bronquiolos TEGUMENTARIO Piloerección (piel de gallina) SENSORIAL Miosis y midriasis (Ojo) Los miofibroblastos representan un tipo especial de célula lisa que adicionalmente tiene propiedades de fibrocito, por esto, produce proteínas del tejido conectivo como el colágeno y la elastina. Son conocidas como células fijadoras del tejido conectivo. TIPOS DE MÚSCULO LISO El músculo liso se puede dividir en dos tipos; el músculo liso multiunitario y el músculo liso unitario. MULTIUNITARIO→ Está formado por fibras musculares lisas separadas y discretas, qué actúan independientemente de las demás y están inervadas por una única terminación nerviosa. En su superficie externa están cubiertas por una capa delgada de sustancia similar a la de una membrana basal (mezcla de colágeno fino y glucoproteínas) qué las aísla y las separa. Cada una de las fibras se puede contraer independientemente de las demás y su control se ejerce principalmente por señales nerviosas. Ubicación: ciliar del ojo, iris del ojo y músculo piloerector UNITARIO→ También llamada sincitial (tiene conexiones sincitiales) o visceral (se encuentra en la pared de los órganos), es una masa de cientos a mil de fibras musculares que se contraen juntas como una única unidad. Habitualmente están dispuestos en láminas o fascículos, y sus membranas celulares están adheridas entre sí, por uniones de hendidura, de modo que la fuerza que se genera en una fibra muscular se transmite a la siguiente. Ubicación: aparato digestivo, conductos biliares, los uréteres, el útero y muchos vasos sanguíneos. INERVACIÓN Las terminaciones de la neurona postganglionar no forman sinapsis clásica neuronal o neuromuscular, ya que, las terminaciones autónomas liberan neurotransmisores en espacios intersticiales (varicosidades; neurosecreción). Esta disposición permite una difusión generalizada del neurotransmisor como una secreción paracrina, iniciando respuestas postsinápticas en muchas células a la vez (ampliando el área de respuesta). NOTA: Las varicosidades son el ensanchamientos esféricos que se observan en los axones de algunas neuronas. MULTIUNITARIO UNITARIO Tienen uniones de contacto; separadas solo a 20-30 nm = MsE (muy cerca); cada célula recibe inervación específica, lo que permite un menor tiempo de difusión del NTs por ese líquido y una mayor velocidad de contracción. Tienen uniones difusas porque las varicosidades están bien separadas de la célula, por tanto, el NTs se va a tardar más tiempo en difundir por las células y no va a ser capaz de llegar a cada célula, sino que interactúa con la capa más externa y por medio de sinapsis eléctrica se pasa al resto de células y se distribuye. Tiene una menor velocidad de contracción. RESPUESTA A DIFERENTES TIPOS DE ESTIMULACIÓN La inervación del músculo liso es compleja, se encuentra bajo la influencia del sistema nervioso visceral y trabaja de manera autónoma al mismo tiempo. Está regulada por neurotransmisores (norepinefrina (simpático) y acetilcolina (parasimpático)), hormonas (norepinefrina, epinefrina, angiotensina II, endotelina, vasopresina, oxitocina, serotonina e histamina), que excitan o inhiben al potencial de membrana sobre los receptores ionotrópicos y metabotrópicos, y por factores químicos locales (oxígeno, dióxido de carbono, hidrógeno, pH, temperatura) en la estimulación química. Y por estimulación mecánica y eléctrica. Bien sea por, distensión (p. ej. bolo alim. o de ↑ PrA) o por señales eléctricas de las sinapsis eléctricas entre las células lisas. Los cambios locales pueden tener un efecto estimulante o relajante, el musculo liso se contrae involuntariamente. FUENTES DE CALCIO La contracción del músculo liso es iniciada por la entrada de iones de calcio. El calcio entra a la célula por medio de 2 rutas: 1. La despolarización permite al calcio entrar por medio de canales de tipo L que se encuentran en las caveolas de las membranas. 2. Los iones de calcio promueven la liberación de más calcio del retículosarcoplasmático por medio de un proceso llamado liberación de calcio inducida por calcio. Cuanto más extenso es el retículo sarcoplásmico en las fibras de músculo liso más rápidamente se contrae. La fuerza de la contracción del músculo liso es dependiente de la concentración de calcio en el líquido extracelular y su retículo sarcoplásmico presenta mayor densidad de RIP3 que RyR (es el canal de liberación de Ca del retículo sarcoplásmico; es un componente central del AEC [acoplamiento entre la excitación y contracción muscular], que controla la salida de Ca del RS, que regula y activa la contracción). El papel del calcio es fundamental en el músculo liso, porque el calcio no va a variar tanto en la célula (como tal), sino que cambiará el calcio que hay en el exterior. Entre más calcio haya afuera, la contracción del músculo va a ser mejor y más fuerte, y entre menos calcio, se debilitará el músculo. NOTA: la fuerza de contracción del músculo liso y cardiaco es dependiente de la concentración de calcio extracelular. MECANISMO DE CONTRACCIÓN 1. Bien sea por el retículo sarcoplásmico o por los canales de calcio, las concentraciones intracelulares del calcio aumentan. 2. El calcio se va a unir a la calmodulina (una proteína sarcoplasmática) y formará el complejo calcio- calmodulina. 3. Dicho complejo hace el rol de sustrato para la enzima quinasa de la cadena ligera de miosina (MLCK) y la activa. 4. Esta MLCK empieza su actividad fosforilativa, agregando fosfato a las cadenas ligeras de las cabezas de miosina (unidad reguladora). 5. Este proceso causa la interacción y puentes cruzados entre los filamentos de actina y miosina, es decir, la contracción muscular. Estructura de la miosina Cadena ligera reguladora→ más hacia el brazo o la bisagra. Esta es la que se va a fosforilar. Este unidad reguladora me controlará dos cosas: la afinidad de la cadena esencial por la actina y la actividad ATPasa. Cadena ligera esencial→ más al polo de la cabeza. Es quien forma el puente cruzado. CICLO DE LOS PUENTES CRUZADOS LENTO La capacidad ATPasa de la cadena ligera reguladora de la cabeza de miosina significa un enlentecimiento de la frecuencia de ciclado, entre 10 y 300 veces más lento que en la musculatura esquelética, por esto, tendré como consecuencia dos características: 1. Mayor tiempo de unión del puente cruzado; esto me genera tres implicaciones: o La contracción dura más (entre 1 y 3 segundos; lo que es igual a decir que demora 30 veces más que en el musculo esquelético) o Variabilidad del tiempo de acuerdo con el tipo de Músculo liso; multiunitario (0,2 s) y unitario (30 s). o Mayor fuerza de contracción; porque hay mayor número de puentes cruzados 2. Menor requerimiento de ATP; tiene economía energética. Estos dos características, me llevan a un propiedad típica del músculo liso que es el mecanismo de cerrojo, que nos dice que aunque disminuya el E a la célula, esta es capaz de mantener prolongadamente la misma fuerza de contracción con bajo gasto de energía. RELAJACIÓN DEL MÚSCULO LISO Retirando el calcio o disminuyendo sus concentraciones intracelulares se genera la relajación muscular. Para esto se usan algunos mecanismos como: La bomba Ca+/ATPasa lenta, que está en el RS. El intercambiador Ca+/Na+, que está en la membrana (es el principal). La actividad de esos mecanismos desacopla el complejo calcio calmodulina y detiene el proceso de activación de la MLCK por tanto ya no se enciende el ciclo de puentes cruzados. Sin embargo, las cadenas que ya estaban fosforiladas van a liberarse gracias a la MP (miosina fosfatasa). El tiempo de relajación dependerá de la cantidad y actividad de miosina fosfatasa. Entonces, la actividad de la aumentada de MLCK y MP, aumentan la velocidad de ciclado y la velocidad de contracción. La inactivación de la MP favorece el mecanismo de cerrojo. POTENCIAL DE MEMBRANA Y POTENCIA DE ACCIÓN EN EL MÚSCULO LISO P.M REPOSO Es de -60 o -50 mV UMBRAL DEL P.M Es de -35 mV y deben despolarizarse de 30 a 40 fibras. P.A ML unitario Puede tener potencial en espiga, meseta o en ondas lentas. PA ML multiunitario Se contrae con una sola despolarización, no hay PA porque son pequeñas CANALES Lentos de calcio
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