B i a n c a L o u v a i n | 1 (contracaoçmuscular) RESUMO DA CONTRACAO MUSCULAR LISA O músculo liso realiza muitas funções em todas as áreas do corpo, sendo encontrado na parede de muitos órgãos ocos, como vasos sanguíneos, vias respiratórias, intestinos e trato urogenital. Os músculos esquelético e cardíaco são formados para contrair rapidamente. No entanto, o corpo humano realiza muitas outras funções que exigem um envolvimento muscular em uma escala de tempo menos urgente. O músculo liso, então, contrai-se lentamente, quando comparado com o músculo estriado, mas é capaz de manter um estado de tônus com gasto mínimo de energia. Em geral o músculo liso é inervado pelo sistema nervoso autônomo e, nas artérias, pelas fibras simpáticas. Não ocorre fadiga do músculo liso, a menos que a célula esteja privada de oxigênio. Entretanto, a glicólise aeróbica, com produção de ácido lático, sustenta as bombas de íons da membrana, mesmo quando há grande quantidade de oxigênio. Os músculos lisos são classificados em dois grupos: unitário e multiunitário. • Unitário – células acopladas eletricamente, de modo que a estimulação elétrica de uma célula é seguida pelo estímulo das células musculares lisas adjacentes (ex: onda de contração na peristalse); • Multiunitário – não são acopladas eletricamente, de modo que a estimulação de uma célula não resulta necessariamente na ativação da célula muscular lisa adjacente. O músculo liso fásico contrai-se transitoriamente, quando estimulado. Ou seja, apresentam atividade rítmica ou intermitente. Os exemplos incluem os músculos que formam as paredes do trato GI (estômago, intestino delgado, intestino grosso), e do trato urogenital (ureteres, bexiga urinária, canal deferente, tuba uterina, útero). O músculo liso fásico frequentemente funciona de modo semelhante ao músculo cardíaco. Células marca-passo especializadas geram potenciais de ação e se as ondas atingem uma amplitude suficiente para ultrapassar o limiar, os potenciais de ação podem ser iniciados e se propagam pelas junções comunicantes em todo o músculo. Como consequência, segue-se uma B i a n c a L o u v a i n | 2 onda de contração. Por este motivo são unitários, por se contrair em resposta a um potencial de ação que se propaga de célula a célula. O músculo liso tônico (também conhecido como músculo liso multiunitário) lembra o músculo esquelético, pelo fato de que os miócitos individuais ou grupos de miócitos funcionam independentemente dos miócitos vizinhos. Essa característica permite o controle fino dos movimentos, o que é vantajoso para o controle preciso do diâmetro pupilar e da forma da lente do olho, por exemplo. O controle multiunitário também permite um aumento de força por meio de recrutamento, assim como no músculo esquelético a força é controlada mediante combinações de unidades motoras separadas. Sua ativação não está associada a um potencial de ação. As células do músculo liso são formada por filamentos de actina e miosina, que estão organizados em unidades contráteis chamadas de “minissarcômeros”. Entretanto, uma vez que essas unidades não estão alinhadas pelos discos Z, como nos músculos esquelético e cardíaco, não existem estriações visíveis – caracterizando o “músculo liso” o seu nome. O equivalente à linha Z são os corpúsculos densos no citoplasma e áreas densas ao longo do sarcolema. Filamentos grossos – a miosina do músculo liso tem duas cadeias pesadas, que abrangem as regiões da cabeça e pescoço, e dois pares de cadeias leves. As cabeças da miosina possuem atividade de ATPase e um sítio de ligação para a actina; Filamentos finos – no músculo estriado, os filamentos finos estão associados à troponina, o que determina a dependência de cálcio para a contração. Já o músculo liso não contém troponina e nem nebulina, mas está associado com duas proteínas reguladoras específicas, chamadas caldesmona e calponina: • A caldesmona é um inibidor da atividade de ATPase da miosina associada à actina. A inibição é minimizada por altas concentrações de cálcio-calmodulina (CaM) ou por fosforilação pela proteína cinase dependente de CaM (ou muitas outras cinases endógenas) • A calponina é um abundante inibidor da atividade de ATPase da miosina associada à actina, regulado por fosforilação dependente da proteína cinase dependente de cálcio-CaM Podemos concluir que a contração do músculo liso envolve interação entre actina e miosina, mas os filamentos grossos e finos estão pobremente organizados, em comparação com o músculo estriado. • A ligação funcional das células é proporcionada pelos canais juncionais que formam vias de baixa resistência entre as células. Contudo, também temos as junções aderentes que fazem a ligação mecânica entre as células do músculo liso. • As células do músculo liso não possuem túbulos T – invaginações do sarcolema do músculo estriado que fazem as conexões elétricas para o retículo sarcoplasmático; • As fileiras longitudinais chamadas de cavéolas são invaginações do sarcolema do músculo liso que aumentam a relação superfície-volume das células; • Além disso, o sarcolema possui canais para cálcio dependente de voltagem e, por isso, pode haver sítios onde o cálcio penetra; • O músculo liso tem uma rede de membranas intracelulares do retículo sarcoplasmático que atua como um reservatório para o cálcio. Esse cálcio é liberado do retículo sarcoplasmático para o citoplasma quando neurotransmissores, hormônios ou drogas se ligam aos receptores do sarcolema; • Os canais intracelulares para o cálcio no retículo sarcoplasmático do músculo liso incluem os receptores de rianodina e o rianodina é ativado pela elevação do cálcio intracelular. B i a n c a L o u v a i n | 3 A contração é normalmente iniciada quando as concentrações intracelulares de cálcio aumentam. O cálcio pode se originar extracelularmente e entrar na célula por canais cálcio, ou de estoques de cálcio no retículo sarcoplasmático. O retículo sarcoplasmático libera seus estoques de cálcio tanto em resposta ao influxo de cálcio do meio externo (liberação de cálcio induzida pelo cálcio), como a um aumento da concentração intracelular de inositol trifosfato (IP3). Esse aumento resulta da ligação a um receptor de superfície e atua por meio de canal cálcio dependente de IP3 no retículo sarcoplasmático. No músculo liso, a ATPase permanece inativa até que a cadeia leve reguladora seja fosforilada. O aumento da concentração de cálcio intracelular ativa a cinase proteica dependente de cálcio, a calmodulina. A calmodulina fosforila a cadeia leve regulatória da miosina, permitindo que ela interaja com a actina. O complexo cálcio-calmodulina ativa a cinase de caldeia leve da miosina. Essa etapa de fosforilação é necessária para a interação da miosina com a actina. Além dessa etapa de fosforilação, também é necessária para a ponte de miosina e desenvolvimento da força, uma molécula de ATP. Agora, na presença de ATP, a cabeça hidrofílica da miosina é capaz de alcançar e ancorar em um sítio de ligação no filamento fino de actina, tracionando o filamento fino em direção do centro do filamento grosso, gerando força. Pelo fato de que a fosforilação da miosina é necessária para a contração do músculo liso, diz-se que esta é regulada pelo filamento grosso, em oposição ao músculo estriado, onde é regulada pelo filamento fino na qual a ligação do cálcio à troponina expõe os sítios de ligação da miosina, no filamento fino de actina. O relaxamento do músculo ocorre quando as concentrações sarcoplasmáticas de cálcio renormalizam. Como a contração do músculo liso envolve uma cinase e uma etapa de fosforilação, o relaxamento requer uma fosfatase. RENORMALIZAÇÃO DO CÁLCIO Quando a sinalização excitatória