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Il muscolo liscio vascolare
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La cellula muscolare liscia
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Giorgio Gabella, professor of histology
University College, London
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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
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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
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Eccitabilità
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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
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Contrattilità
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Il muscolo liscio non ha sarcomeri
(ma ha i filamenti spessi e sottili)
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La contrazione si basa sullo
scorrimento dei filamenti spessi
rispetto a quelli sottili, fissati sui
corpi densi
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Klinke, capitolo 4, minisarcomero l’insieme dei filamenti sottili che agiscono su un filamento spesso
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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
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Le due teste delle miosine non fosforilate si bloccano reciprocamente sul filamento spesso
Sito di fosforilazione:
catena leggera 2 o
regolatoria
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• 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
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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
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• 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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Come la aceticolina
diventa
vasodilatatrice e
rilassante della
muscolatura liscia ?
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Peptidi ad azione
vasodilatatrice e
vasocostrittrice
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Prostaciclina e
trombossano
Prostaglandine capaci di
indurre vasodilatazione
(PGI2) o vasocostrizione
(TXA2)
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Gap junctions/connessoni nelle cellule muscolari lisce
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Diversi tipi di muscolo liscio:
--multiunitario
--unitario (sinciziale)
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Meccanica del muscolo liscio
(striscia di parete vescicale)
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Meccanica del muscolo liscio
(striscia di parete vescicale)