Músculo cardíaco

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Músculo cardíaco
Em comparação às fibras musculares esqueléticas, as fibras musculares cardíacas são mais
curtas e menos circulares em um corte transversal Também apresentam ramificação, que dão a
cada fibra muscular cardíaca uma aparência de “degrau”. Geralmente, existe um núcleo central,
embora uma célula ocasionalmente tenha dois núcleos. As extremidades das fibras musculares
cardíacas se ligam às fibras vizinhas por espessamentos transversais irregulares de sarcolema
chamados discos intercalares. Os discos contêm desmossomos, que mantêm as fibras unidas, e
junções comunicantes, que possibilitam que os potenciais de ação musculares sejam conduzidos
de uma fibra muscular para as fibras vizinhas. As junções comunicantes possibilitam que todo o
miocárdio dos átrios ou dos ventrículos se contraia como uma única unidade, coordenada =
RITMICIDADE E CONTRAÇÃO EFICIENTE! Pense nisso e no paciente que infartou (necrosou,
perdeu parte do tecido do miocárdio que virou uma “cicatriz”, uma fibrose, um tecido que “tapa
buraco” e não contrai como o tecido muscular que morreu) e desenvolve INSUFICIÊNCIA
CARDÍACA a longo prazo porque a eficiência da contração já não é a mesma. Se perder células
de automatismo, pode ter distúrbio de ritmo cardíaco também.
As mitocôndrias são maiores e mais numerosas nas fibras do músculo cardíaco do que nas fibras
musculares esqueléticas. Em uma fibra muscular cardíaca, elas ocupam 25% do espaço do
citosol; em uma fibra muscular esquelética, apenas 2% do espaço do citosol é ocupado pelas
mitocôndrias. Vale lembrar que cada fibra de músculo cardíaco, considerando sua forma típica,
tem 50 a 100 μm de comprimento e cerca de 14 μm de diâmetro.
Contudo, as fibras musculares cardíacas têm o mesmo arranjo de actina e miosina, e as mesmas
bandas, zonas e discos Z, que as fibras musculares esqueléticas. Os túbulos transversos do
músculo cardíaco são mais largos, mas menos abundantes do que no músculo esquelético; há um
único túbulo transverso por sarcômero no disco Z. O retículo sarcoplasmático das fibras
musculares cardíacas é um pouco menor do que o RS das fibras musculares esqueléticas. Como
resultado, o músculo cardíaco tem uma menor reserva intracelular de Ca2+.
Além das fibras responsáveis pela contração em si, há fibras de automatismo que chamamos
células de automatismo ou autorrítmicas. Estas células marcapasso compõem aproximadamente
1% do tecido muscular cardíaco e são geradas ainda no período embrionário.
Elas formam o que chamamos de sistema de condução do coração, uma rede de fibras
musculares cardíacas especializadas que oferecem uma via para que cada ciclo de excitação
cardíaca se propague pelo coração.
Excitação cardíaca - o sistema de condução
O sistema de condução garante que as câmaras do coração sejam estimuladas de modo a se
contrair coordenadamente, o que torna o coração uma bomba eficaz. Os potenciais de ação que
culminam no ciclo cardíaco se propagam ao longo do sistema de condução na seguinte sequência
A excitação cardíaca normalmente começa no nó sinoatrial (SA), localizado na parede atrial
direita, discretamente inferior e lateral à abertura da veia cava superior. As células do nó SA não
têm potencial de repouso estável. Em vez disso, elas se despolarizam repetida e
espontaneamente até um limiar. A despolarização espontânea é um potencial marca-passo.
Quando o potencial marca-passo alcança o limiar, ele dispara um potencial de ação. Cada
potencial de ação do nó SA se propaga ao longo de ambos os átrios via junções comunicantes
nos discos intercalares das fibras musculares atriais. Isso se traduz de forma que, após atingido
tal potencial de ação, os dois átrios se contraem. Ademais, uma vez que determinada célula se
despolarize espontaneamente e inicie um potencial de ação, esse propaga-se então, por todo o
coração (pelas vias especializadas de condução e contato célula-célula). Portanto, é necessária
apenas a despolarização de uma célula para iniciar uma onda de contração no coração.
É importante observar que, embora várias células no coração sejam capazes de despolarizar-se
espontaneamente, as despolarizações espontâneas mais rápidas ocorrem nas células do nó
sinoatrial. Em caso de comprometimento deste, o nó AV mais lento pode assumir a tarefa de
marca-passo. Sua frequência de estimulação espontânea é de 40 a 60 vezes por minuto.
Se a atividade de ambos os nós estiver suprimida, o batimento cardíaco ainda pode ser mantido
por fibras autorrítmicas dos ventrículos – o fascículo AV, um dos ramos, ou os ramos
subendocárdios. No entanto, a frequência de estimulação é tão lenta (20 a 35 bpm) que o fluxo
sanguíneo para o encéfalo é inadequado. Quando esta condição ocorre, o ritmo cardíaco normal
pode ser restaurado e mantido pela implantação cirúrgica de um marca-passo artificial.
O potencial de ação passa por todo o átrio em, aproximadamente, 70 ms. Sua passagem por todo
o coração leva, no máximo, 220 ms após o início no nó sinoatrial.
Como a contração de uma célula muscular cardíaca dura, em geral 300 ms, essa condução rápida
promove a contração quase sincrônica das células musculares cardíacas. Esse é cenário bem
diferente do observado no músculo esquelético, no qual as células estão agrupadas em unidades
motoras que são recrutadas independentemente, quando a força de contração aumenta.
Ao ser conduzido ao longo das fibras musculares atriais, o potencial de ação alcança o nó
atrioventricular (AV), localizado no septo interatrial, imediatamente anterior à abertura do seio
coronário. No nó AV, o potencial de ação se desacelera consideravelmente, como resultado de
várias diferenças na estrutura celular do nó AV. Este atraso fornece tempo para os átrios drenarem
seu sangue para os ventrículos.
A partir do nó AV, o potencial de ação entra no fascículo atrioventricular (AV) (feixe de His,). Este
fascículo é o único local em que os potenciais de ação podem ser conduzidos dos átrios para os
ventrículos. (Em outros lugares, o esqueleto fibroso do coração isola eletricamente os átrios dos
ventrículos.)
Depois da propagação pelo fascículo AV, o potencial de ação entra nos ramos direito e esquerdo.
Os ramos se estendem ao longo do septo interventricular em direção ao ápice do coração.
Por fim, os ramos subendocárdicos calibrosos (fibras de Purkinje) conduzem rapidamente o
potencial de ação, começando no ápice do coração e subindo em direção ao restante do
miocárdio ventricular. Em seguida, os ventrículos se contraem, deslocando o sangue para cima
em direção às válvulas semilunares.
Por conta própria, as fibras autorrítmicas do nó SA iniciariam um potencial de ação a cada 0,6 s,
ou 100 vezes por minuto. Assim, o nó SA define o ritmo de contração do coração – é o
marca-passo natural do músculo INVOLUNTÁRIO que é o coração. Esta frequência é mais rápida
do que a de qualquer outra fibra autorrítmica.
Como os potenciais de ação do nó SA se espalham ao longo do sistema de condução e
estimulam outras áreas antes que estas sejam capazes de produzir um potencial de ação no seu
próprio ritmo, mais lento, o nó SA age como o marca-passo natural do coração. Os impulsos
nervosos da divisão autônoma do sistema nervoso (SNA) e hormônios transportados pelo sangue
(como a epinefrina) modificam sua sincronização e força a cada batimento cardíaco, mas não
estabelecem o ritmo de base(!!!!!!!!!!!!!!!!!). Em uma pessoa em repouso, por exemplo, a
acetilcolina liberada pela parte parassimpática do SNA atrasa a estimulação do nó SA para a cada
aproximadamente 0,8 s, ou 75 potenciais de ação por minuto.
*Ritmo das células marcapassos é regulado por centros vasomotores do tronco encefálico (bulbo).
Potencial de ação e contração das fibras contráteis
O potencial de ação iniciado pelo nó SA propaga-se pelos sistema de condução e se espalha para
excitar as fibras musculares atriais e ventriculares “atuantes”, chamadas de fibras contráteis. Um
potencial de ação ocorre em uma fibra contrátil do seguinte modo:
↪ Despolarização. Ao contrário das fibras autorrítmicas, as fibras contráteis têmum potencial de
repouso estável, que é de cerca de 90 mV. Quando uma fibra contrátil alcança seu limiar por um
potencial de ação de fibras vizinhas, seus canais de Na+ acionados por voltagem se abrem. Estes
canais de íons sódio são chamados de “rápidos” porque se abrem muito rapidamente em resposta
a despolarização no nível do limiar. A abertura destes canais possibilita a entrada de Na+, porque
o citosol das fibras contráteis é eletricamente mais negativo do que o líquido intersticial e a
concentração de Na+ é mais elevada no líquido intersticial. O influxo de Na+ abaixo do gradiente
eletroquímico produz despolarização rápida. Em alguns milissegundos, os rápidos canais de Na+
se inativam automaticamente e o influxo de Na+ diminui.
↪ Platô. A próxima fase de um potencial de ação em uma fibra contrátil é o platô, um período de
despolarização mantida. É em parte decorrente da abertura dos lentos canais de Ca2+ acionados
por voltagem do sarcolema. Quando estes canais se abrem, os íons cálcio se movem do líquido
intersticial (que tem uma maior concentração de Ca2+) para o citosol. Este influxo de Ca2+ faz
com que ainda mais Ca2+ saia do retículo sarcoplasmático para o citosol por canais adicionais de
Ca2+ da membrana do retículo sarcoplasmático. O aumento da concentração de Ca2+ no citosol
por fim provoca a contração. Vários tipos diferentes de canais de K+ acionados por voltagem
também são encontrados no sarcolema de uma fibra contrátil. Pouco antes da fase de platô
começar, alguns desses canais de K+ se abrem, possibilitando que os íons potássio saiam da
fibra contrátil. Por isso, a despolarização é sustentada durante a fase de platô porque o influxo de
Ca2+ equilibra a saída de K+. A fase de platô dura cerca de 0,25 s, e o potencial de membrana da
fibra contrátil está próximo de 0 mV. Para comparação, a despolarização em um neurônio ou de
fibra muscular esquelética é muito mais breve, de cerca de 1 ms (0,001 s), porque falta uma fase
de platô.
↪ Repolarização. A recuperação do potencial de repouso durante a fase de repolarização de um
potencial de ação cardíaco lembra o de outras células excitáveis. Após um atraso (que é
particularmente prolongado no músculo cardíaco), canais de K+ acionados por voltagem
adicionais se abrem. O influxo de K+ restaura o potencial de repouso negativo (–90 mV). Ao
mesmo tempo, os canais de cálcio do sarcolema e do retículo sarcoplasmático estão se fechando,
o que também contribui para a repolarização.
O mecanismo de contração é semelhante nos músculos cardíaco e esquelético: a atividade
elétrica (potencial de ação) leva a uma resposta mecânica (contração) depois de um pequeno
atraso. Conforme a concentração de Ca2+ aumenta no interior de uma fibra contrátil, o Ca2+ se
liga à proteína reguladora troponina, que possibilita que os filamentos de actina e miosina
comecem a deslizar um sobre o outro, e a tensão começa a se desenvolver. Substâncias que
alteram o fluxo de Ca2+ através dos lentos canais de Ca2+ influenciam a força das contrações
cardíacas. A epinefrina, por exemplo, aumenta a força de contração melhorando o fluxo de Ca2+
para o citosol.
No músculo, o período refratário é o intervalo de tempo durante o qual uma segunda contração
não pode ser acionada. O período refratário de uma fibra muscular cardíaca dura mais tempo do
que a contração propriamente dita. Como resultado, outra contração não pode começar até que o
relaxamento esteja bem encaminhado. Por esta razão, a tetania (contração mantida) não pode
ocorrer no músculo cardíaco como no músculo esquelético. A vantagem é evidente, se você
considerar como os ventrículos trabalham. Sua função de bombeamento depende da alternância
entre contração (quando ejetam sangue) e relaxamento (quando se enchem). Se o músculo
cardíaco pudesse sofrer tetania, o fluxo sanguíneo cessaria.
Já o relaxamento do músculo cardíaco necessita, simplesmente, do reacúmulo de Ca2+ pelo
retículo sarcoplasmático (RS). Tal movimento é dado por meio da ação da bomba de Ca2+ do RS
(SERCA). Embora a SERCA desempenhe papel importante na redução da CONCENTRAÇÃO de
íon cálcio - aqui indicada por [Ca2+] - citosólica, no músculo cardíaco o processo é mais
complexo que no músculo esquelético.
Isso ocorre porque algum disparador de Ca2+ entra na célula muscular cardíaca através dos
canais de Ca2+ do sarcolema durante cada potencial de ação. Logo, há algum mecanismo para
dar um stop - para retirar esse disparador de Ca2+. De outra forma, a quantidade de Ca2+ no RS
poderia aumentar continuamente e resultar em sobrecarga de tal íon.
Em particular, parte do Ca2+ é retirada da célula muscular cardíaca pelo antiportador 3 Na+:
1Ca2+ do sarcolema e da bomba de Ca2+ sarcolêmica. Perceba: a [Ca2+] extracelular está em
escala milimolar, enquanto a [Ca2+] intracelular é submicromolar. Isso significa que a retirada de
Ca2+ é realizada CONTRA O GRADIENTE ELETROQUÍMICO!!!
De modo semelhante, a [Na+] é consideravelmente maior no meio extracelular com relação ao
interior da célula. O antiportador utiliza o gradiente de Na+, através da célula, com o objetivo de
forçar o movimento contrário ao gradiente de Ca++ para fora de célula. Como três íons de Na+
entram na célula em troca de um íon de Ca2+, o antiportador 3 Na+: 1Ca2+ é eletrogênico e cria
corrente de despolarização. Por outro lado, a bomba de Ca2 sarcolêmica usa a energia do ATP
para retirar o Ca2 da célula. Logo, ambos os mecanismos de retirada e a SERCA contribuem
para o relaxamento do músculo cardíaco, diminuindo a [Ca2+] citosólica.
Produção de ATP no músculo cardíaco
Ao contrário do músculo esquelético, o músculo cardíaco produz pouco do ATP que precisa por
respiração celular anaeróbica. Em vez disso, depende quase que exclusivamente da respiração
celular aeróbica em suas diversas mitocôndrias. O oxigênio necessário se difunde do sangue da
circulação coronariana e é liberado da mioglobina para as fibras musculares cardíacas. As fibras
musculares cardíacas usam vários combustíveis para potencializar a produção de ATP
mitocondrial. Em uma pessoa em repouso, o ATP do coração vem principalmente da oxidação de
ácidos graxos (60%) e glicose (35%), com menores contribuições do ácido láctico, aminoácidos e
corpos cetônicos. Durante o exercício, o uso do ácido láctico – produzido pela contração ativa dos
músculos esqueléticos – pelo coração aumenta.
Como o músculo esquelético, o músculo cardíaco também produz um pouco de ATP a partir do
fosfato de creatina. Utiliza a dosagem de vários marcadores de necrose miocárdica diante da
suspeita clínica de um infarto - um deles é a elevação dos níveis sanguíneos de creatinoquinase
(CK). Esta enzima catalisa a transferência de um grupo fosfato da creatina fosfato para o ADP a
fim de produzir ATP. Normalmente, a CK e outras enzimas estão confinadas nas células, ou seja,
em ambiente INTRAcelular. Porém quando ocorre o infarto e parte das células do músculo
cardíaco são lesionadas e morrem, elas liberam creatinoquinase para o sangue. O mesmo ocorre
na morte das células do músculo esquelético, porém com frações diferentes da CK.
O músculo liso de cada órgão se distingue dos da maioria dos outros órgãos por vários aspectos:
(1) dimensões físicas; (2) organização em feixes ou folhetos; (3) resposta a diferentes tipos de
estímulos; (4) características da inervação; e (5) função. Porém, com o propósito de simplificação,
o músculo liso pode ser dividido em dois grandes tipos: músculo liso multiunitário e músculo liso
unitário (ou de unidade única).
Assim como o tecido muscular cardíaco, o tecido muscular liso é normalmente ativado de maneira
involuntária. Dos dois tipos de tecido muscular liso, o mais comum é o tecido muscular liso
visceral (unitário), encontrado na pele e em arranjos tubulares que formam parte das paredes das
pequenas artérias e veias e de órgãos ocos como estômago, intestinos, útero e bexiga urinária.
Assim como o músculo cardíaco, o músculo liso visceral é autorrítmico. As fibras se conectam
umas às outras por sinapses, formando uma rede pela qual os potenciaisde ação muscular
podem se disseminar. Quando um neurotransmissor, hormônio ou sinal autorrítmico estimula uma
fibra, o potencial de ação muscular é transmitido às fibras vizinhas, que, por sua vez, se contraem
em uníssono, como uma só unidade.
O segundo tipo de tecido muscular liso, o tecido muscular liso multiunitário, consiste em fibras
individuais, cada uma com seus próprios neurônios motores terminais e com algumas sinapses
entre as fibras vizinhas. A estimulação de uma fibra muscular visceral promove a contração de
muitas fibras adjacentes, porém o estímulo de uma fibra multiunitária provoca a contração apenas
daquela fibra. O tecido muscular liso multiunitário é encontrado nas paredes de grandes artérias,
nas vias respiratórias dos pulmões, nos músculos eretores dos pelos, nos músculos da íris que
ajustam o diâmetro da pupila e no corpo ciliar que ajusta o foco da lente no olho.
Uma única fibra muscular lisa relaxada apresenta 30 a 200 μm de comprimento. É mais espessa
no meio (3 a 8 μm), afinando no sentido das extremidades. Em cada fibra, encontra-se um núcleo
único, oval e centralmente localizado. O sarcoplasma das fibras musculares lisas contém
filamentos finos e filamentos grossos, em proporções entre 1:10 e 1:15, porém não estão
distribuídos em sarcômeros de maneira ordenada como no músculo estriado.
As fibras musculares lisas também contêm filamentos intermediários. Visto que os vários
filamentos não apresentam padrão regular de sobreposição, as fibras musculares lisas não
exibem estriações, o que confere seu aspecto liso. As fibras musculares lisas também não
apresentam túbulos transversos e revelam apenas uma pequena quantidade de retículo
sarcoplasmático para armazenamento de Ca2+. Embora não haja túbulos transversos no tecido
muscular liso, existem pequenas invaginações da membrana plasmática chamadas cavéolas que
contêm Ca2+ extracelular que pode ser usado na contração muscular.
Nas fibras musculares lisas, os filamentos finos se fixam a estruturas chamadas de corpos
densos, funcionalmente similares às linhas Z nas fibras musculares estriadas. Alguns desses
corpos densos encontram-se dispersos por todo o sarcoplasma; outros estão presos ao
sarcolema. Feixes de filamentos intermediários também se prendem aos corpos densos e se
estendem de um corpo denso a outro. Durante a contração, o mecanismo de deslizamento de
filamento que envolve os filamentos finos e grossos gera tensão, que é transmitida aos filamentos
intermediários. Esses filamentos, por sua vez, puxam os corpos densos fixados ao sarcolema,
causando o encurtamento da fibra muscular. Com a contração, a fibra muscular lisa roda como um
saca-rolha. A fibra se torce em hélice ao se contrair e roda na direção oposta ao relaxar.
Músculo Liso Multiunitário: é composto por fibras musculares separadas e discretas. Cada fibra
opera independentemente das outras e, com frequência, é inervada por uma só terminação
nervosa, como ocorre com as fibras musculares esqueléticas. Além disso, as superfícies externas
dessas fibras, como as das fibras musculares esqueléticas, são recobertas por fina camada de
substância semelhante à da membrana basal, uma mistura de colágeno e glicoproteínas que isola
as fibras umas das outras. As características importantes das fibras musculares lisas
multiunitárias são que cada fibra se contrai independentemente das outras, e o controle é exercido
principalmente por sinais nervosos. Em contraste, a maior parte do controle do músculo liso
unitário é exercida por estímulos não nervosos. Alguns exemplos de músculo liso multiunitário são
o músculo ciliar do olho, o músculo da íris do olho e os músculos piloeretores que causam a
ereção dos pelos quando estimulados pelo sistema nervoso simpático.
Músculo Liso Unitário: este tipo é também chamado músculo liso sincicial ou músculo liso visceral.
O termo “unitário” provoca confusão porque não significa fibras musculares isoladas. Ao contrário,
significa massa de centenas a milhares de fibras musculares lisas que se contraem ao mesmo
tempo, como uma só unidade. As fibras estão, em geral, dispostas em folhetos ou feixes, e suas
membranas celulares são aderidas entre si, em múltiplos pontos, de forma que a força gerada em
uma fibra muscular pode ser transmitida à seguinte. Além disso, as membranas celulares são
ligadas por muitas junções comunicantes, pelas quais os íons podem fluir livremente de uma
célula para a seguinte, de modo que os potenciais de ação ou o simples fluxo de íons, sem
potenciais de ação, podem passar de uma fibra para a seguinte e fazer com que se contraiam em
conjunto. Esse tipo de músculo liso é também conhecido como músculo liso sincicial, por causa
das interconexões entre as fibras. Ele é também chamado músculo liso visceral porque é
encontrado nas paredes da maioria das vísceras do corpo, incluindo o trato gastrointestinal, os
ductos biliares, os ureteres, o útero e muitos vasos sanguíneos.
Entretanto, o músculo liso é, inclusive, bastante diverso com as classificações de unitário e
multiunitário representando extremos de um espectro. Além disso, os termos unitário e
multiunitário evidenciam demasiada simplificação, porque a maioria dos músculos lisos é
modulada pela combinação de elementos neurais com, pelo menos, algum grau de ligação
célula-célula e por ativadores ou inibidores produzidos localmente, que promovem, também,
resposta coordenada dos músculos lisos.
Outra consideração, quando se discutem os tipos de músculo liso, é o padrão de atividade. Em
alguns órgãos, as células musculares lisas contraem-se rítmica, ou intermitentemente, enquanto,
em outros órgãos são continuamente ativas e mantêm o nível de seu “tônus”. O músculo liso que
exibe atividade rítmica ou intermitente é chamado músculo liso fásico e inclui o músculo liso nas
paredes dos tratos gastrointestinal e urogenital. O músculo liso fásico corresponde à categoria de
unitário, descrita anteriormente, uma vez que as células musculares lisas contraem-se em
resposta a potenciais de ação que se propagam de célula a célula. Por outro lado, o músculo liso
continuamente ativo, é denominado músculo liso tônico. O músculo liso vascular, o músculo liso
respiratório e alguns esfíncteres são continuamente ativos. A ativação parcial contínua do músculo
liso tônico não está associada a potenciais de ação, embora seja proporcional ao potencial de
membrana. O músculo liso tônico corresponderia, portanto, ao músculo liso multiunitário, descrito
anteriormente. As contrações fásicas e tônicas do músculo liso resultam das interações dos
filamentos de actina e miosina, embora, ocorra variação da cinética de ciclagem das pontes
cruzadas, durante a contração tônica, de forma que o músculo liso pode manter a força com baixo
gasto energético.
As células musculares lisas formam, caracteristicamente, camadas em torno dos órgãos ocos. Os
vasos sanguíneos e as vias aéreas apresentam estrutura tubular simples, na qual as células
musculares lisas estão em disposição circunferencial, de modo que a contração reduz o diâmetro
do tubo. Essa contração aumenta a resistência ao fluxo de sangue ou de ar, mas exerce efeito
pouco significativo no comprimento do órgão. A organização da célula muscular lisa é mais
complexa no trato gastrointestinal. As camadas de músculo liso, em orientação circunferencial e
longitudinal, determinam a ação mecânica para misturar os alimentos e, também, para impulsionar
os conteúdos luminais da boca até o ânus. A coordenação entre essas camadas depende de
sistema complexo de nervos autônomos, ligados por plexos. Os plexos localizam-se entre as duas
camadas musculares. O músculo liso das paredes de estruturas saculares, como a bexiga urinária
ou o reto, permite o aumento do órgão em tamanho, com o acúmulo de urina ou fezes. O arranjo
variado das células, nas paredes desses órgãos, contribui para sua capacidade de reduzir o
volume interno para quase zero, durante o ato de urinar ou defecar. As células musculares lisas
dos órgãos ocos ocorrem em espectro de formas, dependendode suas funções e das cargas
mecânicas.
Em todos os órgãos ocos, o músculo liso encontra-se separado do conteúdo do órgão por outros
elementos celulares, que podem ser simples, como o endotélio vascular ou complexos, como na
mucosa do trato digestivo. As paredes dos órgãos ocos contêm também grande quantidade de
tecido conjuntivo, que suporta a crescente participação do estresse da parede, quando o volume
do órgão aumenta.
Contato célula-célula: Entre as células musculares lisas, existem diversos contatos especializados
que permitem a ligação mecânica e a comunicação entre elas. Ao contrário das células
musculares esqueléticas, normalmente aderidas, em uma das extremidades, a tendão, as células
musculares lisas (e as cardíacas) conectam-se umas às outras. Como as células musculares lisas
são anatomicamente dispostas em série, elas não só devem, apenas, estar ligadas de forma
mecânica, mas devem, também, ser ativadas ao mesmo tempo e no mesmo grau. Essa ligação
mecânica e funcional é essencial à função do músculo liso. Se não existisse, a contração em uma
região poderia, simplesmente, distender outra região, sem diminuição substancial do raio ou
aumento da pressão.
As conexões mecânicas são representadas pelas fixações a bainhas de tecido conjuntivo e por
junções específicas, entre as células musculares. Vários tipos de junções são encontrados no
músculo liso. A integração funcional das células é fornecida pelas junções comunicantes. Estas
formam vias de baixa resistência entre as células. Permitem, ainda, a comunicação química pela
difusão de compostos de baixo peso molecular. Em determinados tecidos, como a camada de
músculo liso longitudinal externa no intestino, há grande número dessas junções. Os potenciais de
ação são rapidamente propagados de célula a célula, nesses tecidos. As junções de aderência
(também conhecidas como placas densas ou placas de aderência) fazem a ligação mecânica
entre as células musculares lisas. Essas junções aparecem como regiões espessadas de
membranas celulares opostas, separadas por um pequeno espaço (≈60 nm), contendo material
granular denso. Os filamentos finos estendem-se até a junção de aderência, permitindo que a
força contrátil gerada, em célula muscular lisa, seja transmitida às células musculares lisas
adjacentes. Há a presença das cavéolas, que representam invaginações da membrana do
músculo liso (análogas aos túbulos T, no músculo estriado). O retículo sarcoplasmático (RS)
estende-se por toda a célula muscular lisa, embora, existam regiões juncionais do RS,
posicionadas ao lado de regiões do sarcolema ou das cavéolas ou de ambas. Essas regiões do
RS, abaixo do sarcolema, exercem função importante na regulação da [Ca2+] intracelular e,
portanto, no tônus do músculo liso.
Célula e membrana: As células musculares lisas embrionárias não se fundem, e cada célula
diferenciada tem núcleo único, localizado centralmente. Apesar do nanismo com relação às
células musculares esqueléticas, as células musculares lisas são, no entanto, bastante grandes
(caracteristicamente 40 a 600 μm de comprimento). Essas células têm diâmetro de 2 a 10 μm, na
região do núcleo, e a maioria estreita-se em direção às extremidades. As células em contração
são muito distorcidas, como consequência da força exercida sobre elas por aderências a outras
células ou à matriz extracelular, e, seus cortes transversais são frequentemente, muito irregulares.
As células musculares lisas não apresentam túbulos T, invaginações do sarcolema do músculo
esquelético que formam ligações elétricas com o RS. Entretanto, o sarcolema do músculo liso
possui fileiras longitudinais de delicadas bolsas semelhantes a saco, chamadas cavéolas. As
cavéolas aumentam a relação superfície-volume das células e estão, com frequência, intimamente
opostas ao RS subjacente. Espaço de aproximadamente 15 nm tem sido observado entre as
cavéolas e o RS, comparável ao intervalo entre os túbulos T e as cisternas terminais do RS, no
músculo esquelético. Além disso, “faíscas de Ca2+” e variedade de proteínas de interação ao
Ca2+são verificadas nas proximidades das cavéolas, aumentando, portanto, a possibilidade de
que estas e o RS subjacente possam contribuir para a regulação da [Ca2+] intracelular, no
músculo liso. O canal de Ca2+ tipo L voltagem-dependente e o antiportador 3 Na+: 1Ca2+, por
exemplo, associam-se às cavéolas. As proteínas caveolina e colesterol são fundamentais para
a formação das cavéolas e supõe-se que representem uma região especializada do sarcolema
que possa, também, conter várias moléculas de sinalização, além da sinalização do Ca2+. O
músculo liso apresenta ainda uma rede de membranas intracelulares do RS que funciona como
reservatório intracelular para o Ca2+ O cálcio pode ser liberado pelo RS para o mioplasma,
quando neurotransmissores estimuladores, hormônios
e fármacos se ligam a receptores sarcolêmicos. Devesse ressaltar que, os canais intracelulares de
Ca++, no RS do músculo liso, incluem o receptor de rianodina (RYR), que é semelhante ao
encontrado no RS do músculo esquelético, e o canal de Ca2+ dependente do trifosfato 1,4,5 de
inositol (IP3). O RYR é, em geral, ativado pela elevação da [Ca2+] intracelular (i. e., a liberação de
Ca2+, induzida pelo Ca2+ em resposta a um influxo de Ca2+, através do sarcolema). O canal de
Ca2+ dependente do IP3 é ativado pelo IP3, produzido quando um hormônio ou hormônios se
ligam a vários receptores no sarcolema que mobilizam o Ca2+. A [Ca2++] intracelular é reduzida
por meio da ação da Ca++-ATPase no RS (SERCA) e da remoção do Ca2+ da célula, pelo
antiportador 3Na+-1Ca++ e pela Ca2+-ATPase sarcolêmica. A quantidade de RS nas células
musculares lisas varia de 2% a 6% do volume celular e aproxima-se da do músculo esquelético.
Como mencionado anteriormente, sinais químicos, como o IP3 ou aumento localizado da [Ca2+]
intracelular (p. ex., no espaço entre as cavéolas e o RS), conectam funcionalmente o sarcolema e
o RS. As células musculares lisas contêm retículo endoplasmático liso proeminente e aparelho do
Golgi, localizados centralmente, em cada extremidade do núcleo. Essas estruturas refletem
funções significativas de síntese e secreção de proteínas. As mitocôndrias esparsas são
suficientes para a fosforilação oxidativa, buscando obter o aumento de ATP, consumido durante a
contração.
Aparato contrátil: Os filamentos grossos e finos das células musculares lisas são cerca de 10.000
vezes mais longos que seu diâmetro e encontram-se densamente comprimidos. Portanto, a
probabilidade de se observar filamento intacto, na microscopia eletrônica, é extremamente baixa.
Ao contrário do músculo esquelético, que apresenta alinhamento transversal de filamentos
grossos e finos, resultando nas estriações, os filamentos contráteis do músculo liso não estão em
alinhamento transversal uniforme e, por isso, o músculo liso não apresenta estriações. A ausência
de estriações, no músculo liso, não implica perda de ordem. Os filamentos grossos e finos
organizam-se em unidades contráteis, análogas aos sarcômeros. Os filamentos finos do músculo
liso têm composição de actina e tropomiosina e estrutura semelhante aos do músculo esquelético.
Entretanto, o conteúdo celular de actina e de tropomiosina, nesse músculo, equivale
aproximadamente, ao dobro do encontrado no músculo estriado. O músculo liso não apresenta
troponina e nebulina, mas contém duas proteínas não encontradas no músculo estriado: a
caldesmona e a calponina. A função exata dessas proteínas é desconhecida, mas elas parecem
não ser fundamentais à ciclagem das pontes cruzadas. Sugere-se que a calponina possa inibir a
ligação da miosina não-fosforilada à actina. A maior parte do mioplasma está cheia com
filamentos finos, aproximadamente alinhados ao longo do eixo maior da célula. O conteúdo de
miosina do músculo liso é de apenas um quarto com relação ao músculo estriado. Pequenos
grupos de três a cinco filamentos grossos estão alinhados e cercados por muitos filamentos finos.
Esses grupos de filamentos grossos, interdigitados com filamentosfinos, conectam-se aos corpos
densos ou às áreas densas e representam o equivalente do sarcômero. Para manter o
alinhamento do aparato contrátil, ao longo do eixo maior da célula, os filamentos grossos e finos
de alguns músculos lisos não parecem circundar o núcleo localizado centralmente, mas em vez,
podem conectar-se ao núcleo (ou perto deste). O aparato contrátil de células adjacentes é
mecanicamente unido pelas ligações membrana-áreas densas.
Citoesqueleto: Nas células musculares lisas, o citoesqueleto funciona com um ponto de aderência
para os filamentos finos e permite a transmissão de força para as extremidades da célula. Ao
contrário do músculo esquelético, o aparato contrátil do músculo liso não está organizado em
miofibrilas e as linhas Z não estão presentes. Os equivalentes funcionais das linhas Z, nas células
musculares lisas, são os corpos densos elipsoides, no mioplasma, e as áreas densas que formam
faixas ao longo do sarcolema. Essas estruturas funcionam como pontos de aderência para os
filamentos finos e contêm α-actinina, proteína encontrada, também, nas linhas Z do músculo
estriado. Os filamentos intermediários, com diâmetros entre os dos filamentos finos (7nm) e dos
filamentos grossos (15 nm), são proeminentes no músculo liso. Esses filamentos ligam os corpos
densos e as áreas densas em uma rede do citoesqueleto. Os filamentos intermediários são
constituídos por polímeros proteicos de desmina ou de vimentina.