dec 2011 curs ii- muschiul neted

8/2/2019 Dec 2011 Curs II- Muschiul Neted

1/9

TESUTUL MUSCULAR

Este alcatuit din celule specializate pentru contractie, celule care datorita formei alungite sunt

denumitefibre muscularPe baza caracteristicilor morfo-functionale se disting trei categorii de muschi:

1. Striat scheletic- controlat voluntar2. Striat cardiac- controlat involuntar3. Neted- controlat involuntar

Muschiul neted

Localizare:Muschii netezi nu formeaza organe anatomic individualizate, ci formeaza tunici contractile ale

organelor cavitare ( cu exceptia cordului).

tubul digestiv - din 1/3 mijlocie a esofagului pana la sfincterul anal intern, precum si inperetii canalelor excretoare ale glandelor ane

arborele respirator - de la trahee pana la ductele alveolare arborele vascular tunica medie a arterelor, venelor, limfaticelor mari ( cu exceptia

capilarelor si venulelor, ce au peretele subtire, fara tunica musculara neteda; dar pe langa

capilare si venule exista o categorie de celule muscular netede- pericitele- celule contractile)

aparatul urinar - de la ureter pana la uretra aparatul genital femininde la tube uterine pana la vagin aparatul genital masculin - epididim, canalul deferent, veziculele seminale, prostata, corpi

cavernosi.Fascicule de fibre muscular netede intalnim la nivelul organelor de simt:

in piele - m. piloerectori globii ocularimuschii intrinseci: m. irisului, m. corpului ciliar

Celule izolate sau fascicule foarte mici sunt raspandite in tesutul conjunctiv:

- in capsulele organelor (ggl. limfatici, splina etc)

- pleura viscerala

- ligamentele largi ale uterului

- tesutul conjunctiv subcutanat, in unele zone speciale (zona mamelonara, perineu, scrot,

orbita)

Arhitectura tisulara:

Fibrele muscular netede sunt grupate in fascicule de 20- 100 de fibre cu dispozitiecaracteristica in sensul ca portiunea centrala, dilatata a unei fibre vine in raport cu extremitatile

efilate ale fibrelor invecinate.

Fasciculele formeaza straturi circulare, longitudinal sau oblice.

la nivelul tubul digestiv exista doua straturi de muschi: exterior (longitudinal) si interior(circular) cu directie perpendiculara unul pe celalalt, care se contracta automat, concomitent

sau consecutiv pentru a asigura miscarile peristaltice si astfel progresia continutului.

in caile urinare si genitale exista doua straturi de muschi: exterior (circular) si interior(longitudinal).

la nivelul vezicii urinare si uterului gravid fibrele sunt spiralate in jurul axului principal alorganului, dispozitie adaptata pentru golirea continutului in timp scurt.


2/9

Solidarizarea fibrelor musculare netede se realizeaza prin elemente conjunctive.

Structura matricei extracelulare

Spatiul extracelular este bine reprezentat, 15- 60% din volumul muschiului ca organ (25- 30% in

muschiul neted intestinal, 50- 60% in media aortei), comparativ cu muschiul striat (scheletic sicardiac), unde nu depaseste 15%.

Este alcatuita din:

o structura asemanatoare membranei bazale epiteliale care inconjura celula. Aceasta structuracuprinde 3 straturi succesive, in ordine, dinspre suprafata celulara:

1. lamina rara - de natura glicoproteinica2. lamina densa - alcatuita din colagen V si GAG (glicozaminoglicani)3. lamina fibroreticularis - alcatuita din f. de reticulina (colagen III)

restul matricei extracelulare este alcatuita din colagen III (reticulina) predominant, colagen Isi PG (proteoglicani)

in unele tesuturi muscular netede (tunica medie a vaselor mari, aorta

) existafibre elastice abundente

Matricea extracelulara este sintetizata si secretata de celulele musculare netede.

in spatial extracelular intalnim vase (capilare) si nervi vegetativi (terminatii nervoasesimpatice si parasimpatice, butoni terminali ce nu realizeaza sinapse cu celulele musculare

netede ci se gasesc la o oarecare distanta de celulele muscular netede si elibereaza mediatorul

chimic in spatiul extracelular), celule conjunctive de tipulfibroblastelor, mastocitelordar si

un tip special de celule, semnalate pentru prima data de Ramon y Cajal acum peste 100 de

ani, care le-a denumit neuroni interstitiali, reconsiderate astazi de Acad. L M Popescu,

care le-a demonstrat natura mezenchimala si le-a redenumit telocitele.

Structura si ultrastructura celulei musculare netede

Morfologie

Forma: fusiforma

dar exista si unele celule ramoase, ramificate, cu prelungiri ( in muschiul radiar al irisului,

tunica medie a vaselor mari, celule mioepiteliale, pericite).

Dimensiuni: lungimea: 20 m - 1 mm

diametru: 4- 6 m.

Raportul diametru / lungime variaza de la: 1/5 pana la 1/100.

Organizare generala

Nucleu: - unic, situat central

- de forma alungita, cu axul lung paralel cu axul lung al celulei; in timpul

contractiei se spiralizeaza in tirbuson

- eucromatic cu 1- 2 nucleoli

Membrana: sarcolema- are structura lipoproteica mozaicata ca membrana celulara obisnuita si omembrane bazala de doua ori mai subtire decat fibra striata.


3/9

- nu prezinta tubi T- la nivelul ei exista 3 zone de specializare morfofunctionala: caveolele,

ariile dense si jonctiunile intercelulare.

1. Caveolele:

- sunt microinvaginatii veziculare ale membrane celulare de 70nm grosime, 120nm lungime, avandorificiul de comunicare cu spatial extracelular de cca 35nm

- sunt distribuite ordonat, in siruri paralele cu axul lung al fibrei, benzile de caveole fiind despartite

prin ariile dense

- au rol de a mari foarte mult suprafata membranei, cu cca 70%

- sunt implicate in homeostazia intracelulara a Ca2+ ( LM Popescu, 1974, 1977)- in interiorul lor

concentratia Ca2+

este mai mare de 2- 3 ori decat in spatiul extracelular

2. Ariile dense:-sunt zone de material electrono-opac dispuse pe versantul intern al plasmalemei, cu dimensiuni de

100- 400 nm

-sunt mai numeroase spre extremitatile efilate ale celuleiBiochimic: -sunt alcatuite din doua proteine (vinculina si talina) care apartin clasei de proteine de

legare a actinei (ABP - actine binding protein). realizand legatura intre actina si citoscheletul

membranei celulare.

Ariile dense reprezinta locuri de atasare pentru filamentele subtiri de actina, ancorandu-le de

membrane plasmatica (pe preparatele de ME se observa ca actina se insera in unghi ascutit la

nivelul ariilor dense).

3.Jonctiunile intercelularesunt de trei tipuri:

a. jonctiuni de comunicatie, GAP, nexus- responsabile de cuplarea electrica (asigura trecerearapida a semnalului electric- cuplare electrotonica; reprezinta substratul morfologic al

proprietatii de conductibilitate) si metabolica (permit trecerea unor ioni si molecule mici)

intre celulele musculare netede

Membranele celor doua celule sunt foarte apropiate ( 2nm). Jonctiunea este alcatuita di 100-

150 de complexa proteice numite conexoni. Fiecare conexon este format din 6 proteine

transmembranare ce delimiteaza un canal care permite legatura dintre cele doua cellule.

Canalul este permeabil pentru molecule cu GM sub 1500 D si pentru ioni. Cresterea

concentratiei ionice intr-o celula se raspandeste rapid intr-o masa de tesut in care celulele sunt

conectate prin GAP. Potentialul de actiune se raspandeste instantaneu prin GAP in mase mari

de tesut- fenomen numit cuplare electrica. Rezistenta electrica la nivelul jonctiunii GAP este

de 10- 100 de ori mai mica decat rezistenta electrica a restului membranei celulare, astfel se

realizeaza cuplarea electro-tonica.b. jonctiuni intermediare tip fascia adherens, cu rol mecanic de solidarizare intercelulara;prezenta lor permite exteriorizarea contractiilor individuale, ca o contractie a muschiului

neted respectiv in totalitate. In cadrul acestei jonctiuni spatial intercellular este de cca 25nm;

pe versantul intern al membranei exista depuneri de material electrono dens la nivelul caruia

se insera filamente de actina di celula.

c. proiectii digitiforme- intrepatrunderi ale prelungirilor membranare, stabilind un angrenajintercelular tip roata dintata; rol de solidarizare mecanica


4/9

Citoplasma: sarcoplasma prezinta doua zone distincte:

-o regiune centrala cuprinzand organitele comune si incluziuniOrganitele comune sunt: mitocondrii (5% din volumul celular), numerosi ribozomi liberi, complex

Golgi, RER, , rari lizozomi.

Incluziunile sunt de glicogen si lipide.-o regiune periferica, mai intinsa -care contine organite specifice reprezentate de reticulul

sarcoplasmic si de aparatul contractil(corpii densi si miofilamente )

Anexele aparatului contractil sunt reprezentate de elemente de citoschelet:

filamente intermediare (alcatuite din desmina- in muschiul neted visceral;si din vimentina si desmina- in muschiul neted vascular)

microtubulii - componenta redusaReticulul sarcoplasmic are rol in eliberarea ionilor de Ca

2+in procesul de excitatie a fibrei

musculare netede.

In cisternele RS concentratia ionilor de de Ca

2+

este de 5 X 10

-3

M.In repaus, concentratia ionilor de Ca2+

in citoplasma este de 10-7

M.

In procesul de excitatie ionii de Ca2+

sunt eliberati din reticulul sarcoplasmic astfel incat in citosol

concentratia ionilor de Ca2+

creste de la 10-7

M la 10-6

M.

Aparatul contractil:

Corpii densi sunt formatiuni ultrastructurale care se gasesc numai in muschiul neted, de undedenumirea de leiozomi (LMPopescu, 1970,1972).

ME: Ei apar ca densificari (zone electronoopace) distribuite dezordonat printer miofilamente.

Au forma alungita, dimensiuni de sute de nm. si sunt formati din filamente subtiri de actina intr-o

matrice amorfa.Biochimic: Sunt alcatuiti din doua proteine de gelare a actinei: -actinina (Schollmeyer, 1976) care

favorizeaza polimerizarea la capatul + al filamentului de actina si filamina care realizeaza legaturi

transversale intre filamentele de actina.

Leiozomii reprezinta formatiuni citoplasmatice de ancorare a filamentelor de actina.

Miofilamentele: de actina si miozina Filamentele subtiri (de actina)- sunt asemanatoare celor din fibra muscular striata

- au aceeasi grosime: 6- 8nm, dar lungime variata- sunt alcatuite din actina ( alfa si gamma) si tropomiozina [sunt izoforme

ale actinei si tropomiozinei din muschiului striat:aceeasi greutatemoleculara, acelasi numar de aminoacizi- difera prin tipul de aminoacizi]

- raportul: actina/ tropomiozina este 7/1, acelasi ca la muschiul striat- nu exista troponina- caldesmona- combina proprietatile troponinei T si I- calmodulina- (o proteina solubila din citosol) preia rolul troponinei C

Tipurile de actina prezente in muschii netezi sunt:

- alfa, in muschiul neted vascular- gamma, in muschiul neted intestinal- alfa si gamma, in muschiul neted uterin

Filamentele groase ( de miozina)- sunt asemanatoare celor din fibra muscular striata


5/9

Ele nu au putut fi puse in evidenta la ME in conditii standard de prelucrare.Abia in anii 70,Somlyo si colab. Au dovedit- in anumite conditii experimentale- prezenta filamentelor groase

de miozina in fibrele musculare netede.

Filamentele de miozina au:

- grosimea medie cca 15nm (mai mare ca in fibra striata)- lungimea medie cca2200nm (de 3 ori mai mare decat in fibra striata)

Agregarea moleculelor in cadrul filamentului gros de mozina este diferita:

In muschiul striat moleculele de miozina sunt asezate margine la margine, in doua seturi

antiparalele, astfel in portiunea centrala nu exista punti transversale.

In muschiul neted moleculele de miozina sunt orientate intr-o singura directie pe de o parte a

filamentului si intr-o directie opusa pe cealalta parte a filamentului, intr-un singur set antiparalel.

- nu exista zona centrala fara punti transversale- nu exista benzi M, benzi Z

- nu se pot delimita sarcomereAceasta structura a filamentului gros permite glisarea filamentului subtire pe toata lungimea

filamentului gros in muschiul neted, capacitatea de scurtare in timpul contractiei fiind la mai putin de

jumatate din lungimea initiala.

Cantitatea de miozina este mai mica decat in muschiul striat.

Raportul cantitativ filamente groase/ filament subtiri in muschiul striat este 1/2.

Raportul cantitativ filamente groase/ filament subtiri in muschiul neted este 1/8, 1/12 sau 1/15.

Aranjamentul filamentelor subtiri in jurul celor groase in fibra striata formeaza un model hexagonal.

In fibra neteda filamentele subtiri formeaza rozete sau cabluri in jurul filamentelor groase.

Molecula de miozina

Molecula de miozina este formata din 2 lanturi grele, fiecare avand o portiune filamentoasa si o

portiune globulara. Cele doua lanturi se infasoara unul in jurul celuilalt (in portiunile filamentoase),

apoi se despart formand o structura globulara care formeaza capul moleculei de miozina. La nivelul

capului molecule de miozina se adauga4 lanturi usoare:

-doua reglatoare unde exista un situs care se fosforileaza (de catre kinaza lantului usor al miozinei,

MLCK)

In muschiul neted nu se produce contractie daca aceasta kinaza nu fosforileaza situsul specific.- doua esentiale care au situs ATP-azic: leaga molecula de ATP si o scindeaza in ADP si fosfat,

eliberand energie pentru contractie.

(Deosebirile intre cele doua tipuri de miozina apar la lanturile usoare ( situs reglator si ATPazic).

Astfel, la m. neted situsul reglator trebuie fosforilat pentru producera contractiei, spre deosebire de

m. striat unde contractia nu depinde in mod obligatoriu de fosforilare. De asemenea, situsul ATPazic

la m. neted are afinitate mult mai mica pentru ATP decat situsul de la m. striat si deci hidroliza

ATPului e mai inceata si se elibereaza energie mai incet si deci contractia este mai lenta.)

Pe portiunea globulara a lanturilor grele exista un situs de interactiune al miozinei cu actina

(capul molecule de miozina se ataseaza pe molecula de actina).


6/9

De-a lungul portiunii liniare a miozinei exista situsuri de proteoliza limitata in care proteaza taie

molecula in fragmente mai mici. Astfel, sub actiunea tripsinei, molecula de miozina este scindata in

meromiozina usoara (LMM) si meromiozina grea (HMM). Acest situs are o mobilitate crescuta (este

zona de balama) unde molecula de miozina se deformeaza. Meromiozina grea este legata la actina.

Meromiozina grea basculeaza in procesul contractiei, capul miozinei fiind legat de actina. Bascularea

meromiozinei grele trage de actina.

In muschiul neted filamentele groase sunt alcatuite din molecule de miozina, care difera de cele din

muschiul striat prin tipul de lanturi usoare.

Ca urmare: 1.activitatea ATP-azica este diferita:

- afinitatea pentru ATP este mai mica- viteza de hidroliza a ATP-ului este mai mica

( se elibereaza energie mai incet, contractia este mai lenta)

2. in cazul m neted nu se produce contractie daca kinaza nu fosforileaza situsul specific

Histofiziologia muschiului neted

Mecanismul contractiei fibrei muscular netede:

-este reprezntat de interactiunea filamentelor de actina si miozina prin intermediul puntilor

transversale

Filamentele de actina se insera cu un capat pe ariile dense iar celalalt capat este liber.

Alte filamente de actina se insera cu un capat pe corpii densi, celalalt ramanand liber.

Capetele libere ale filamentelor de actina gliseaza printre filamentele de miozina din citosol

avand ca rezultat scurtarea intre punctele de sprijin, pe directii oblice.

Mecanismul contractiei consta in alunecarea filamentelor subtiri printre cele groase ca

urmare a atasarii si tractiunii puntilor transversale.

In contractie creste concentratia ionilor de Ca2+

(de la 10-7

M la10-6

M). Efectul este activarea

proteinei numita calmodulina. Calmodulina prezinta 4 situsuri de legare a Ca si este activata atunci

cand toate situsurile sunt ocupate.

1. Calmodulina activata actioneaza asupra kinazei lantului usor (MLCK) care fosforileaza

situsul specific, determinand modificarea conformatiei capului moleculei de miozina. Se

declanseaza activitatea ATPazica a lantului usor cu scindarea ATP-ului, producandu-se energie.

Energia este folosita pentru deformarea miozinei in cadrul contractiei.

2. Calmodulina activata actioneaza asupra tropomiozinei prin caldesmona si astfel se modifica

conformatia tropomiozinei, cu expunerea situsului de interactiune actina- miozina. Se produce

stimularea activitatii ATP-azice a miozinei prin actina si scindarea ATP-ului ce elibereaza energienecesara contractiei.

De asememnea un rol important in mecanismul de contractie il au proteinele de legare a actinei

(ABP) care controleaza polimerizarea si depolimerizarea moleculelor de actina.

Particularitatile contractiei:

forta mica de contractie (numar mic de punti transversale datorita cantitatii reduse demiozina)

viteza mai mica de contractie (activitate ATP-azica scazuta a miozinei, interactiune lentaactina- miozina, rata de scindare a ATP-ului mica)


7/9

capacitatea de scurtare in timpul contractiei este mai mare- posibilitatea de a se scurta lamai putin de din lungimea initiala- (datorita existentei puntilor transversal pe toata

lungimea filamentului gros, absenta benzilor Z)

scurtare in timpul contractiei pe toate directiile: distributie dezordonata a punctelor desprijin a filamentelor de actina pe membrana ( ariile dense) si in citoplasma (corpii densi)

Contractia muschiului neted este initiate de diferiti stimuli: mecanici, electrici, chimici.

Mecanismele care determina contractia sunt foarte diferite de cele din muschiul striat. Muschiul

neted are diverse cai de semnalizare, toate acestea ducand la cresterea concentratiei intracelulare a

calciului care este direct responsabil de contractie.

Impulsurile mecanice, cum ar fi intinderea pasiva a musculaturii netede vasculare, activeaza

canalele ionice mecano-senzitive, ceea ce duce la initierea contractiei musculare tonice spontane

(reflexul miogenic).

Depolarizarea electica poate apare in timpul stimularii neuronale. Tesutul muscular neted prezinta

dubla inervatie vegetative: excitatorie si inhibitorie. Sinapsele sunt absente, mediatorii chimici,

adrenalina si noradrenalina, sunt eliberati din terminatiile nervoase in spatial extracelular. Astfel se

produce modificarea potentialului membranar si deschiderea canalelor de Ca voltaj- sensibile.Stimulii chimici cum ar fi angiotensina II, vasopresina sau tromboxanul A2, actioneaza asupra

receptorilor specifici membranari, conducand la contractie musculara. Aceasta se produce pe calea

mesagerilor secunzi, cum ar fi IP3 (inozitol tri fosfat)- proteina G sau oxid nitric- cGMP.

Fibrele muscuare netede sunt cuplate electric prin jonctiuni gap si cuplate mecanic prin jonctiuni

adherens. Aceste jonctiuni asigura functionalitatea tesutului.

Etapeledesfasurarii procesului de contractie sunt:

semnalizarea transmembranara (prin intermediul complexului ligand-receptor) se activeaza sistemul fosfolipazelor A2 si C determinand contractie sau se activeaza sistemul AMPc sau GMPc determinand relaxare cuplarea excitatiei cu contractia se face cu ajutorul ionilor de Ca2+ contractia depinde de:

canalele de Ca2+ din membrane celulara care sunt comandate electric sau chimic eliberarea Ca2+ din RS proteinele contractile actina si miozina

relaxarea ei depinde de: pompa de extruzie a Ca2+ (scoate Ca2+ din celula) pompele de Ca2+ din membrana RS (care reintroduc Ca2+ din citosol in RS) proteinele de contractie actina si miozina

Cresterea concentratiei Ca2+

depinde de eliberarea lui din RS. Aceasta este declansata de IP3 produs

prin actiunea fosfolipazei C asupra PIP2 (fosfatidil inozitolului4,5 bifosfat), rezultand IP3(inozitol

trifosfat) si DAG (diacilglicerol). IP3 legat la receptor deschide canalul de Ca2+

din RS si Ca2+

trece

in citosol. DAG determina activarea PKC (protein kinaza C).

Contractia depinde de capacitatea actinei si a miozinei de a raspunde la cresterea concentratiei Ca2+.

Relaxarea depinde de celelalte molecule, care restabilesc situatia initiala ( pompa de Ca2+

, pompele

sarcoplasmice).


8/9

Clasificarea functionala a muschilor netezi

Mm. netezi unitari (viscerali, vasculari) - au activitate ritmica spontana, initiata in ariipacemaker. Se contracta ca o unitate. Au multe jonctiuni gap care asigura raspandirea PA si

au o inervatie slaba (o terminatie nervoasa inerveaza un fascicul de fibre); distanta intre

terminatia nervoasa si fibrele musculare este de 100-300 nm. Corespund muschilor fazici. Mm. netezi multiunitari (iris, mm. ciliari, mm. piloerectori, tunica medie a vaselor mari).

Fiecare fibra se contracta independent. Au putine jonctiuni gap si nu au contractii spontane.

Fiecare fibra este inervata de o terminatie nervoasa libera; distanta intre terminatia nervoasa

si fibra muscular este de 20nm .

Mm. netezi intermediari (vezicula seminala, canalul deferent) Nu au actiune spontana, aunumar moderat de jonctiuni gap si o terminatie nervoasa libera inerveaza un fascicul mic de

fibre; distanta intre terminatia nervoasa si fibrele musculare este de100nm.

Histogeneza

Celulele musculare netede deriva din mezenchim (tesut embrionar cu cellule mobile, cu plasticitate

functional);

-majoritatea din mezoderm (m. visceral, m. vascular)

-din ectoderm ( ectomezenchim)- mm irisului, mm ciliari

Automatismul miogenic se declanseaza in saptamana a 10-a, in corelatie cu edificarea filamentelor

(in saptamana a 9-a)

Fibrele musculare adulte edificate sunt oprite in faza G1 a ciclului celular

Fenotipuri ale celulelor musculare netede adulte:

Starea contractila - celula este oprita in G1. Aceasta stare este mentinuta de inhibitori aiproliferarii, celula avand receptori pentru acesti factori. Celula nu are receptori pentru factorii

mitogeni (de stimulare a cresterii), ea este refractara la acestia. De asemenea, in acest stadiu

celula raspunde la agentii care contracta. Spre exemplu, m. neted vascular raspunde la

angiotensina II. In aceasta etapa celula nu sintetizeaza matrice extracelulara.

Starea secretorie - celula iese din G1. Ea raspunde la factorii mitogeni (spre exemplu PDGF).Nu se contracta dar sintetizeaza matrice extracelulara (colagen, fibre elastice, proteoglicani).

Aceste doua fenotipuri sunt foarte bine exprimate la m. neted vascular. Atfel se explica

ateroscleorza, boala a celulelor musculare netede, in care creste numarul celulelor secretoare. De-a

lungul timpului s-au elaborat mai multe modele experimentale ale aterosclerozei.Initial, dintr-un motiv oarecare, are loc lezarea endoteliului vascular, ceea ce determina

expunerea matricei extracelulare aflate sub endoteliu la fluxul sangvin. Are loc aderarea plachetelor

si se formeaza un trombus plachetar, ceea ce duce la eliberareaPDGF si a altor factori existenti in

granule. Daca creste concentratia PDGF sunt stimulate celulele secretorii ale m. neted. Acestea devin

capabile sa secrete PDGF si concentratia acestuia creste si mai mult. Concentratia PDGF crescand

din ce in ce mai mult are loc virarea celulelor din tipul contractil in cel secretor. Celulele secretorii

migreaza in intima vasului lezat unde secreta matrice extracelulara ce determinaplaca de aterom. La

toate acestea se adauga si faptul ca celulele secretorii au si receptori pentru LDL (carausii

colesterolului). Atunci LDL sunt internalizate in celula si acestea se blocheaza, ceea ce duce la

crestera volumului placii de aterom. Depunerile de Ca2+

sub forma de saruri pe matricea

extracelulara vor duce la calcificarea placii de aterom.Consecintele aterosclerozei pot fi :


9/9

accindent vascular cerebral infarct miocardic arterita obliteranta

Tratamentul aterosclerozei este paleativ.

Tumorile fibromatoase, fibroamele: apar ca urmare a prezentei unor focare de secretie a matriceiextracelulare in exces.

dec 2011 curs ii- muschiul neted

Documents