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Contração do músculo liso 1 Contração do músculo liso CONTRAÇÃO DO MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO Músculo liso nos vasos sanguíneos, esse músculo é regulado por diferentes fatores ligastes como hormônios, neurotransmissores e outros fatores estimulantes permitindo o movimento nesses sistemas. A contração ocorre de maneira similar entre os tecidos, a diferença é como está sendo ativado, às vezes a noradrenalina induz o relaxamento. Somente o músculo estriado esquelético tem placa motora O esquelético não depende do Ca externo, já cardíaco sim CIC - cálcio induz a liberação de cálcio É necessário que ocorra a atividade da enzima ATPase, o cálcio no citosol não permite a interação de actina e miosina, por isso ele tem que retornar para permitir o relaxamento Possui contração lenta, pois a sua própria estrutura não permite muita força e a sua contração deve ser mais sustentada. As contrações perduram por muito tempo com pouco gasto de energia Músculo liso em contração e músculo liso sem estar contraído ANOTAÇÕES Importante para a manuntenção homeostática, pois possui muita variedade funcional CLASSIFICAÇÃO Localização Contração do músculo liso 2 Vascular: nos vasos Gastrintestinal: paredes do tubo digestório e órgãos associados Urinário: paredes da bexiga e ureter Respiratório: superior Reprodutivo: útero Ocular Padrão de contração Músculos lisos fásicos: sofrem ciclos periódicos de contração e relaxamento > parede do esôfago que contrai quando o alimento passa por ele Músculo lisos tônicos: permanecem contraídos de forma continua e mantém sempre algum nível de tônus muscular, além disso ele contrai e relaxa com o nível da demanda > esfíncteres do esôfago e da bexiga. Na parede dos vasos mantem um nível intermediário de contração Modo de continuação entre as células vizinhas Músculo liso unitário ou visceral (está nas vísceras): as células estão conectadas por junções comunicantes que contraem como uma unidade coordenada, representa maior parte do músculo liso do corpo. Um sinal elétrico em uma célula se espalha rapidamente por todo o tecido produzindo uma contração coordenada. As fibras contraem juntas, pois não há unidade de reserva para ser recrutada para aumentar a força e o que determina a força é o Ca2+. Músculo liso multiunitário: as células não estão ligadas eletricamente, e cada uma funciona de modo independente. Cada célula individual está associada ao terminal axonal ou a varicosidade, assim permitindo o controle fino e seletivo e para aumentar a força, é necessário fibras adicionais. Encontrado n íris e no músculo ciliar do olho e também no trato reprodutor. Durante o final da gestão, esse músculo se transforma em músculo liso unitário no final da gestação e mais junções comunicantes são ativadas por meio dos hormônios da gestação. Essa adição de junções permite a propagação de sinais elétricos. Contração do músculo liso 3 VARIABILIDADE DO MÚSCULO LISO Mais variável que o esquelético A força é criada pelas ligações cruzadas de actina e miosina permitindo a interação entre os filamentos deslizantes, a contração é iniciada por meio do aumento citosólico de Ca2+ livre Precisa operar em uma faixa de comprimento: deve trabalhar com uma variação grande de comprimento muscular, pois são diferentes órgãos que possuem esse músculo Pode estar disposto em direções diferentes em um mesmo músculo: a contração de diferentes camadas modificam a forma do órgão como a contração para mover o alimento dentro do estômago O músculo liso contrai e relaxa de forma mais lenta Usa menos energia para gerar e manter um grau de tensão: produz força de forma rápida, mas podem reduzir a velocidade da miosina-ATPase para que as ligações cruzadas ciclem mais lentamente fazendo com que o uso do ATP seja menor. Possui menos mitocôndrias então depende mais da glicólise para a produção do ATP Contração do músculo liso 4 Consegue manter as contrações mais tempo sem se cansar: permite a tensão por mais tempo como a bexiga Possui células fusiformes, pequenas e mononucleadas Os elementos contráteis não estão organizados em sarcômeros (não possui o padrão de bandas estriadas) A contração pode ser iniciada por sinais elétricos (inicia com o potencial de ação na fibra), químicos ou ambos Controlado pela divisão motora somática do sistema nervoso autônomo Não apresenta regiões receptoras especializadas como as placas motoras terminais da sinapse do m. esquelético, e sim, esses receptores estão sobre a superfície celular. O neurotransmissor quem vem das varicosidades do neurônio anatômico próximo das fibras musculares se difunde pela superfície celular até encontrar o receptor. O cálcio vem do LEC e do reticulo sarcoplasmático O cálcio inicia uma cascata que faz a fosforilação da cadeia livre da miosina e a ativação da miosina-ATPase (o músculo liso não tem troponina > cálcio liga-se a troponina no esquelético) A glicose estimula a liberação de insulina, e a insulina aumenta a atividade da bomba Na+-K+-ATPase. FUNÇÃO MUSCULAR LISA Não possui sarcômeros Possui actina e miosina que interagem por ligação cruzada e também reticulo sarcoplasmático Contração do músculo liso 5 Actina e miosina: actina é mais abundante no liso e associada a tropomiosina, não contém troponina, possui menos miosina, mas são mais longos e esses filamentos estão cobertos pela cabeça da miosina (isso permite maior estiramento atrelado a uma tensão ideal), possui um extenso citoesqueleto com filamentos intermediários, corpos densos que a actina se liga para mantê-la em seu lugar Retículo sarcoplasmático: a quantidade varia de um músculo para o outro, disposição menos organizada, sem túbulos T, está associado a invaginações chamadas de cavéolas que participam da sinalização celular. FOSFORILAÇÃA DA MIOSINA CONTROLA A CONTRAÇÃO 1. Aumento citsosólico de cálcio inicia a contração e é liberado do retículo e também penetra na célula por meio do LEC 2. O cálcio liga-se a calmodulina (CaM) (proteína ligadora de cálcio e encontrada no citosol), o complexo Ca2+ -calmodulina ativa a cinase da cadeia leve de miosina (MLCK) > a cadeia é encontrada na cabeça da miosina 3. A cascata se inicia com a ligação do cálcio a calmodulina e termina com a fosforilação da cadeia leve de miosina 4. Essa fosforilação aumenta a atividade da miosina-ATPase (isoforma mais lenta do que a do esquelético, reduzindo a frequência de ligações cruzadas) e provoca contração. Quando a atividade dessa enzima se intensifica a ligação actina e ligações cruzadas aumentam a tensão muscular A desfosforilazação da cadeia leve de miosina pela fosfatase da cadeia leve de miosina (MLCP) diminui a atividade da miosina-ATPase, isso não faz relaxar Contração do músculo liso 6 automaticamente, a miosina se mantém no estado de contração isometrica (estado de tranca) onde há um consumo mínimo de ATP, assim mantendo a contração sem fadiga. RELAXAMENTO O cálcio é removido do citosol quando o Ca2+-ATPase o bombeia de volta para o retículo e parte dele é bombeado para fora da célula com a ajuda do trocador Na+- Ca2+ (NCX), a diminuição do cálcio citosólico faz o mesmo se desligar da calmodulina, a cinase de cadeia leve de miosina se desativa e assim a fosfatase de cadeia leve de miosina desfosforila a miosina, a miosina-ATPase diminui e o músculo relaxa. MLCP CONTROLA A SENSIBILIDADE AO CÁLCIO Sinais químicos como neurotransmissores, hormônios e moléculas, alteram a sensibilidade do músculo ao cálcio por modularem a atividade da fosfatase na cadeia leve de miosina. Quando o Ca2+-calmodulina e o MLCK estiverem constantes, mas o MLCP, domina o cenário. A miosina-ATPase é desfosforilada e a força contrátil diminui mesmo sem a concentração citosólica do cálcio diminuir. Assim o cálcio é menos efetivo para produzir a contração. Moléculas sinalizadoras que diminuem a atividade da fosfatase da cadeia leve da miosina deixam a célula maissensível ao cálcio. O CÁLCIO INICIA O PROCESSO DE CONTRAÇÃO A contração pode ser iniciada por sinais elétricos (acoplamento eletromecânico), mudanças no potencial de membrana ou sinais químicos (acoplamento farmacomecânico) e os químicos podem diminuir a tensão muscular sem diminuir o potencial de membrana. O Ca2+ vem do LEC e do retículo sarcoplasmático. Contração do músculo liso 7 Liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático O estoque intracelular de cálcio está no retículo, a liberação é mediada pelo receptor de rinodina (RyR) e pelo canal receptor de IP3. O RyR se abre em resposta ao cálcio que entra na célula (LCIC -liberação de cálcio induzida por cálcio) Os canais dependentes de IP3 se abrem quando os receptores acoplados a proteína G ativam as vias de transdução sinal da fosfatase C O trifosfato de inositol (IP3) é o segundo mensageiro produzido nessa via, quando ele se liga ao canal receptor de IP3 do RS, o canal cabre e o Ca2+ do RS vai para o citosol O músculo liso possui estoque suficiente de cálcio no retículo, porém parte é perdida para o LEC por meio das bombas de membrana e assim a célula deve monitorar isso. Quando o estoque abaixa uma proteína sensos (STIM1) interage com o canais de cálcio operadores por estoque que estão na membrana. Esses canais formados por proteína Orai-1 abrem-se para o cálcio entrar e as bombas Ca2+-ATPase levam o cálcio para dentro do RS. Contração miogênica: contração originada da própria fibra muscular, são comuns nos vasos sanguíneos que mantêm uma certa quantidade de tônus o tempo todo. O MÚSCULO LISO POSSUI POTENCIAS DE AÇÃO INSTÁVEIS Contração do músculo liso 8 Muitos tipos de músculos lisos possuem potencias de ação e repouso que variam entre -40 e -80 mV As células que exibem despolarização e repolarização cíclica tem potenciais de ondas lentas, elas ciclam, mas se o pico da despolarização atingir o limiar, o potencial de ação é disparado seguido pela contração Outros tipos de músculos lisos com potenciais oscilantes tem despolarização regulares que sempre atingem o limiar e disparam o potencial de ação. Essas despolarizações se chama de potenciais marca-passo, pois geram ritmos regulares de contração. Potenciais marca-passo são encontrados em algumas células cardíacas e liso, ambos os potencias se devem a canais iônicos que se fecham e se abrem INFLUÊNCIA DOS SINAIS QUÍMICOS NA ATIVIDADE DO MÚSCULO LISO Esses sinais podem ser tanto excitatórios como inibidores e podem agir por meio de mensageiros inibidores que agem na miosina e na sinalização do cálcio Neurotransmissores autonômicos e hormônios Muitos músculos lisos estão sobre o controle antagônico das divisões simpáticas e parassimpáticas do SNA, os encontrados nos vasos estão sobre o controle tônico (resposta graduada que aumenta ou diminui conforme a quantidade de neurotransmissores liberados pelos músculos) apenas uma das divisões autonômicas O neuro-hormônio simpático noradrenalina produz contração da musculatura lisa quando se liga aos receptores alfa-adrenérgicos e relaxamento quando se liga aos receptores beta2-adrenérgicos A maioria dos neurotransmissores estão ligados a proteína G, IP3 ativa a contração e AMRp o relaxamento As vias que aumentam o IP3 produzem contração de diferentes maneiras: O IP3 abre canais dependentes de IP3 da membrana do RS, levando à liberação de Ca2 O diacilglicerol (DAG), outro produto da via da fosfolipase C, inibe indiretamente a atividade da fosfatase da miosina. O aumento da razão MLCK/MLCP promove a atividade das ligações cruzadas e produz tensão muscular. Os sinais que aumentam a produção de AMPc causam relaxamento muscular pelos seguintes mecanismos: Contração do músculo liso 9 As concentrações citosólicas de Ca2++ livre diminuem quando os canais dependentes de IP3 são inibidos, e a Ca2+-ATPase do RS é ativada. O vazamento de K causa hiperpolarização da célula e diminui a probabilidade da entrada de Ca2++ através de canais dependentes de voltagem. A atividade da fosfatase da miosina aumenta, o que causa uma redução da tensão muscular SINAIS PARÁCRINOS Uma molécula importante que afeta a contração do músculo é o óxido nítrico. Esse gás é sintetizado pelas células endoteliais dos vasos sanguíneos e relaxa a musculatura lisa adjacente, a qual regula o diâmetro dos vasos sanguíneos. Contração do músculo liso 10
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