Resumo de fisiologia Guyton - Excitação e contração do músculo liso (capítulo 8)

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RESUMO DE FISIOLOGIA 
Cap. 8 
Rossana Sousa 
Medicina - UEMA 
 
 
1. Músculo liso – tipos 
O músculo liso vai se distinguir por aspectos como: dimensões físicas, 
organização em feixes ou folhetos, resposta a diferentes tipos de estímulo, 
características da inervação e função. Pode ser dividido em dois grandes tipos: 
músculo liso multiunitário e músculo liso unitário. 
O Músculo Liso Multiunitário é composto por fibras separadas e discretas, 
sendo que cada fibra opera independentemente das outras, com a inervação sendo 
feita por apenas uma terminação nervosa. As superfícies externas dessas fibras são 
recobertas por fina camada de substância semelhante a da membrana basal, 
composta por uma mistura de colágeno e glicoproteínas que isola as fibras umas das 
outras. A sua característica mais importante é que cada fibra se contrai 
independentemente das outras e o controle é exercido por sinais nervosos. Exemplos: 
músculo ciliar do olho, músculo da íris do olho e músculos piloeretores. 
O Músculo Liso Unitário (músculo liso sincicial ou músculo liso visceral) 
é composta por uma massa de fibras musculares lisas que se contraem ao mesmo 
tempo, como uma só unidade. Encontra-se disposta em folhetos ou feixes, com as 
membranas celulares aderidas entre si em múltiplos pontos, de maneira que a força 
gerada em uma fibra pode ser transmitida para a seguinte. São ligadas por junções 
comunicantes, de maneira que permite que os íons possam fluir livremente de uma 
célula para a seguinte. Isso permite que os potenciais de ação ou o simples fluxo de 
íons (sem potencial de ação) possam passar de uma fibra para a seguinte e fazer com 
que ocorra a contração em conjunto. Conhecido também como músculo sincicial por 
causa das interconexões entre as fibras e como visceral por ser encontrado nas 
paredes da maioria das vísceras do corpo. 
 
2. Mecanismo contrátil no músculo liso 
A base química para a contração consiste na presença de actina e miosina, 
mas sem a presença do complexo de troponina normal necessário no controle da 
contração do músculo esquelético. O processo contrátil é ativado por íons cálcio e o 
ATP é degradado em ADP para fornecer energia para a contração. 
A base física para a contração do músculo liso se caracteriza por não 
apresentar a mesma disposição estriada dos filamentos de actina e miosina, de 
maneira que esses filamentos estão ligados pelos corpos densos. Esses corpos 
densos podem se encontrar ligados à membrana celular ou dispersos no interior da 
célula. Além disso, alguns corpos densos estão conectados por pontes de proteínas 
intercelular na membrana de células adjacentes. É principalmente por essas conexões 
que a força da contração é transmitida de célula a célula. Assim, os corpos densos do 
músculo liso vão desempenhar o mesmo papel que os discos Z no músculo 
esquelético. As fibras de miosina, na fibra muscular, se encontram entre os filamentos 
de actina. A maioria dos filamentos de miosina apresenta as chamadas pontes 
cruzadas “com polarização lateral”, de maneira que são dispostas de forma que as 
pontes de um lado se curvam em uma direção e as do outro lado dobram na direção 
oposta. Isso permite que a miosina puxe os filamentos de actina em uma direção de 
um lado, enquanto simultaneamente puxa na direção oposta outros filamentos de 
actina, no outro lado. 
A comparação entre a contração do músculo liso e a contração do 
músculo esquelético pode ocorrer em relação aos seguintes aspectos: 
a) Baixa frequência de ciclos das pontes cruzadas de miosina – A 
frequência do ciclo de pontes cruzadas consiste na sua ligação da 
miosina com a actina, seguida por desligamento e religamento para o 
novo ciclo. Essa frequência é muito mais baixa no músculo liso, de 
maneira que se acredita que a fração de tempo em que as pontes 
cruzadas se matem ligada aos filamentos de actina seja bastante 
aumentada. Possível razão: as cabeças das pontes cruzadas 
apresentam menos atividade de ATPase do que no músculo esquelético, 
o que causa a redução da atividade de degração de ATP, com baixa 
velocidade nos ciclos. 
b) Baixa energia necessária para manter a contração – Apenas 1/10 a 
1/300 da energia do músculo esquelético são necessários para manter 
a mesma tensão de contração do músculo liso. Acredita-se que seja 
resultado do longo ciclo de conexão e desconexão das pontes cruzadas 
e porque apenas uma molécula de ATP é necessária para cada ciclo. 
 
c) Lentidão do início da contração e do relaxamento do tecido 
muscular liso total – O tecido muscular liso só começa a se contrair 
após alguns milissegundos depois de excitado, além de ter uma 
contração 30 vezes mais prolongada que uma só contração de uma fibra 
muscular esquelética (mas alguns músculos lisos podem ter contrações 
breves). O lento início da contração, assim como sua contração 
prolongada, é causado pela lentidão da conexão e desconexão das 
pontes cruzadas com os filamentos de actina. O início da contração, em 
resposta aos íons cálcio, é muito mais lento. 
d) A força máxima de contração é (geralmente) maior no músculo liso 
– A grande força de contração do músculo liso resulta do período 
prolongado de conexão das pontes cruzadas de miosina com os 
filamentos de actina. 
e) O mecanismo “Trava” facilita a manutenção prolongado das 
contrações – Quando desenvolvido contração completa, a quantidade 
de excitação continuada pode ser usualmente reduzida a bem menos 
que o nível inicial e ainda assim o músculo mantém sua força de 
contração. A energia consumida para manter a contração é 
frequentemente minúscula. A importância do mecanismo de trava é que 
ele pode manter a contração tônica prolongada do músculo liso por 
horas com o uso de pouca energia. 
f) Estresse-relaxamento do músculo liso – Importante característica do 
músculo liso, especialmente do tipo unitário visceral, é sua capacidade 
de restabelecer quase a mesma força original de contração, segundos 
ou minutos depois de ter sido alongado ou encurtado. Sua importância 
consiste na permissão que alguns órgãos ocos mantenham quase a 
mesma pressão no interior de seu lúmen, a despeito de grandes e 
prolongadas alterações de volume. 
 
3. Regulação da contração pelos íons cálcio 
O estímulo inicial para a contração do M. Liso é o aumento intracelular dos íons 
cálcio, podendo ser causado por estimulação nervosa, estimulação hormonal, 
estiramento da fibra ou por alteração química no ambiente da fibra. O M. Liso não 
possui troponina, a proteína que é reguladora e ativada por íons cálcio para a 
contração do M. esquelético. Alguns mecanismos para a contração: 
Complexo cálcio-calmodulina – A proteína reguladora será a calmodulina, a 
qual vai ativas as pontes cruzadas através do seguinte mecanismo: os íons cálcio vão 
se ligar à calmodulina, o que vai fazer com que a miosina-quinase seja ativada através 
da união do complexo cálcio-calmodulina com essa enzima, o que faz com que as 
cadeias leves de cada cabeça de miosina, a cadeia reguladora, seja fosforilada em 
resposta a miosina-quinase, havendo a capacidade de que a cabeça se ligue 
repetidamente com o filamento de actina e que desenvolva as “trações” intermitentes, 
com consequente contração muscular. 
Miosina fosfatase – A desfosforilação da cabeça de miosina é catalisada pela 
fosfatase de miosina, quando a concentração de íons cálcio cai abaixo de seu nível 
crítico, e se encontra localizada nos líquidos da célula M. Lisa, a qual cliva o fosfato 
da cadeia leve reguladora. Consequentemente, o ciclo interrompe e a contração 
cessa. O tempo de regulação é determinado pela quantidade de fosfatase de miosina 
ativa na célula. 
Mecanismo para a regulação do fenômeno de trava – quando as enzimas 
miosina-quinase e miosina fosfatase das cabeças de miosina estão ambas muito 
ativadas, a frequência dos ciclos das cabeças de miosina e a velocidade de contração 
ficam aumentadas.Em seguida, com a redução da ativação dessas enzimas, a 
frequência dos ciclos diminui. Porém, ao mesmo tempo, sua desativação permite que 
as cabeças de miosina se mantenham ligadas ao filamento de actina por fração cada 
vez mais longa da proporção do ciclo. Portanto, o número de cabeças ligadas ao 
filamento de actina em qualquer momento permanece grande. Como o número de 
cabeças ligadas a actina determina a força estática da contração, a tensão é mantida 
ou “travada”; pouca energia é usada pelo músculo, porque o ATP não é degradado à 
ADP, exceto na rara ocasião em que a cabeça se desconecta. 
 
4. Controle Nervoso e Hormonal 
O músculo liso pode ser estimulado a se contrair por múltiplos tipos de sinais, 
como pelos sinais nervosos, pelo estímulo hormonal, por estiramento do músculo e 
entre outras maneiras. A principal razão para essa diferença é que a membrana do 
músculo liso contém receptores proteicos que podem iniciar o processo contrátil. 
Outros receptores proteicos inibem a contração do músculo liso. 
4.1 Junções Neuromusculares do músculo liso 
Anatomia fisiológica – As fibras nervosas autônomas inervam o M. Liso e 
geralmente se ramificam difusamente na extremidade superior do folheto de fibras 
musculares. Essas fibras não irão fazer contato direto com a membrana celular das 
fibras musculares lisas, mas formam as junções difusas, as quais vão secretar a 
substância transmissora na matriz que recobre o músculo liso, de maneira que 
substância transmissora vai se difundir para as células. Além disso, onde há muitas 
camadas de células musculares, as fibras nervosas vão inervar apenas a camada 
externa. Assim, a excitação muscular vai passar da camada externa para a interna, 
através da condução do potencial de ação pela massa muscular ou por difusão da 
substância transmissora. Os axônios que inervam as fibras musculares lisas não 
apresentam a ramificação típica e as terminações do tipo que ocorrem na placa motora 
nas fibras M. esqueléticas, pois vão ter na maioria dos terminais axonais múltiplas 
varicosidades, onde pode ser encontrada várias vesículas. Algumas vesículas vão 
apresentar acetilcolina, enquanto outras norepinefrina. As células de Schwan, que 
envelopam os axônios, são interrompidas para que a substância transmissora possa 
ser secretada por essas. OBS: No M. Liso do tipo multiunitário, vai haver a 
presença de junções de contato, as quais vão funcionar de forma parecida à 
junção neuromuscular do M. Esquelético, apresentando uma maior rapidez de 
contração nas fibras musculares lisas, quando comparada com as que são 
estimuladas pelas junções difusas. 
Substâncias transmissoras excitatórias e inibitórias – A acetilcolina e a 
norepinefrina nunca são secretadas pela mesma fibra nervosa. A acetilcolina pode 
agir como excitatória para algumas fibras, porém como inibitório para outras. Quando 
a acetilcolina excita uma fibra muscular, a norepinefrina obrigatoriamente a inibe, e 
vice-versa. A ação dessas substâncias ocorre através da ligação dessas em 
receptores proteicos na superfície da membrana da célula muscular. Alguns 
receptores são excitatórios, quanto outros são inibitórios. Assim, o tipo de receptor 
que determinará qual dos dois transmissores irá causar excitação ou inibição. 
 
5. Potenciais de membrana e potencias de ação 
Potenciais de membrana – A voltagem quantitativa de potencial de membrana 
do M. Liso depende da situação momentânea do músculo. No estado normal e 
repouso, é -50 a -60 milivolts. 
Potenciais de ação no músculo liso unitário – Os potenciais de ação no 
músculo liso unitário ocorrem de duas formas: potenciais em ponta ou potenciais de 
ação com platôs. Os potenciais de ação em ponta ocorrem na maior parte dos tipos 
de músculo liso unitário, podendo ser desencadeado pela estimulação elétrica, pela 
ação de hormônios sobre o músculo liso, pela ação de substâncias transmissoras das 
fibras nervosas, pelo estiramento ou como resultado da geração espontânea na 
própria fibra muscular. Os potenciais de ação com platô vão possui o início semelhante 
ao do potencial em ponta, porém, em vez da rápida repolarização da membrana da 
fibra muscular, a repolarização é retardada por 1 segundo o que pode estar associado 
à contração prolongada. 
A importância dos canais de cálcio – A membrana celular do músculo liso 
apresenta muito mais canais de cálcio controlados por voltagem que o M. esquelético, 
porém poucos de sódio. O sódio participa pouco na geração do potencial de ação na 
maioria dos músculos lisos, ao contrário dos íons cálcio. Os canais de cálcio se abrem 
muito mais lentamente que os canais de sódio e permanecem abertos por tempo muito 
maior. Esse fato é o que provoca o platô prolongado do potencial de ação. Os íons 
cálcio vão agir diretamente sobre o mecanismo contrátil do músculo liso para provocar 
a contração. 
Potenciais de onda lenta podem levar à geração espontânea de potencias 
de ação – alguns músculos são auto excitatórios, sendo que esse potencial de ação 
está associado a ritmo em onda lenta básico do potencial de membrana. As ondas 
lentas são causadas pelo aumento e pela diminuição do bombeamento de íons 
positivos (íons sódio) para fora da membrana da fibra muscular, ficando mais negativo 
quando o sódio é bombeado rapidamente e menos negativo quando a bomba de sódio 
é menos ativa. Também se acredita é que a condutância dada pelos canais iônicos 
aumente e diminua ritmicamente. Quando elas têm amplitude suficiente podem iniciar 
potenciais de ação. As próprias ondas lentas não causam contração muscular, porém, 
quando o pico do potencial de onda negativo dentro da face interna da membrana 
celular aumenta, na direção positiva, de -60 para -35 milivolts, o potencial de ação se 
desenvolve e se propaga pela massa muscular e a contração ocorre. A cada pico de 
onda lenta ocorrem um ou mais potenciais de ação. As sequências repetitivas de 
potenciais de ação desencadeiam a contração rítmica da massa muscular lisa. São 
chamadas de ondas marca-passo. 
Excitação por estiramento muscular – Os potenciais de ação gerados pelo 
estiramento muscular resultam da combinação de dois fatores: potenciais de onda 
lenta normais e diminuição da negatividade do potencial de membrana, causada pelo 
próprio estiramento. 
Despolarização do Músculo Liso Multiunitário sem potenciais de ação – A 
contração vai ocorrer principalmente em resposta aos estímulos nervosos. As 
terminações nervosas secretam acetilcolina ou norepinefrina, dependendo do m. liso. 
As substâncias transmissoras vão provocar despolarização da membrana da 
musculatura lisa, provocando a contração. A razão para isso é que as fibras são muito 
pequenas para gerar o potencial de ação. Nas pequenas células musculares lisas, 
mesmo sem potencial de ação, a despolarização local (potencial juncional), causada 
pela substância neurotransmissora, propaga-se “eletro tonicamente” por toda a fibra. 
 
6. Contração do músculo liso sem potencial de ação 
Os dois tipos de fatores estimuladores não nervosos e não associados a 
potencial de ação que estão frequentemente evolvidos são: fatores químicos teciduais 
locais e vários hormônios. 
Fatores químicos teciduais locais – Os menores dos vasos têm pouca ou 
nenhuma inervação. Ainda assim, o músculo liso é muito contrátil, respondendo 
rapidamente às alterações nas condições químicas locais no líquido intersticial 
circundante. No estado normal de repouso, muitos desses pequenos vasos 
sanguíneos permanecem contraídos. Porém, quando é necessário, múltiplos fatores 
podem relaxar a parede do vaso, sendo um controle realizado por feedback. Alguns 
dos fatores específicos são: falta de oxigênio, excesso de CO2, aumento da 
concentração de íons hidrogênio. Outras substâncias-situações que podem causar 
vasodilatação: adenosina, ácido lático, aumento da concentração de potássio, 
diminuição na concentração de íons cálcioe aumento da temperatura corporal. 
Efeitos dos hormônios – Um hormônio causa contração de um músculo liso 
quando a membrana da célula muscular contém receptores excitatórios controlados 
por hormônios. Ao contrário, o hormônio provoca inibição se a membrana contiver 
receptores inibitórios para o hormônio. Mais importantes: norepinefrina, epinefrina, 
acetilcolina, angiotensina, endotelina, vasopressina, oxitocina, serotonina e histamina. 
 
 
7. Mecanismos de excitação ou inibição do músculo liso por hormônios ou 
fatores 
Alguns receptores hormonais na membrana do músculo liso abrem canais para 
íons sódio ou cálcio e despolarizam a membrana. O resultado é o potencial de ação, 
ou a amplificação de potenciais de ação que já estão ocorrendo. Em alguns casos, a 
despolarização ocorre sem potencial de ação, e essa despolarização permite que íons 
cálcio entrem na célula, o que promove a contração. 
A inibição, ao contrário, ocorre quando o hormônio (ou outro fator tecidual) 
fecha os canais de sódio ou de cálcio e evita o influxo desses íons positivos, a inibição 
também ocorre quando canais de potássio, normalmente fechados, são abertos, 
permitindo que os íons potássio se difundam para fora da célula. Essas ações 
aumentam o grau de negatividade no interior da célula muscular, estado chamado de 
hiperpolarização, que inibe fortemente a contração muscular. 
Algumas vezes a contração ou a inibição do músculo liso é iniciada pelos 
hormônios sem causar qualquer alteração direta do potencial de membrana. Nesses 
casos, o hormônio pode ativar um receptor de membrana que não abre os canais 
iônicos, mas que causa alteração interna na fibra muscular, tal como a liberação de 
íons cálcio do retículo sarcoplasmático intracelular; o cálcio então induz a contração. 
Para inibir a contração, outros mecanismos receptores ativam as enzimas 
adenilatociclase ou guanilato ciclase na membrana celular, levando a formação de 
AMPC ou GMPC, chamados de segundos mensageiros. Esses têm muitos efeitos, um 
dos quais é o de alterar o grau de fosforilação de várias enzimas que indiretamente 
inibem a contração. A bomba que move os íons cálcio, do sarcoplasma para o retículo 
sarcoplasmático, é ativada, esses efeitos reduzem a concentração de íons cálcio no 
sarcoplasma, inibindo a contração. 
 
8. Fontes de íons cálcio que provocam contração através da membrana celular 
e a partir do retículo sarcoplasmático 
O retículo sarcoplasmático é pouco desenvolvido no m. liso, não sendo a 
principal fonte de fornecimento dos íons cálcio. A maioria dos íons cálcio que 
provocam a contração entra na célula muscular a partir do líquido extracelular no 
momento de potencial de ação ou de outros estímulos. O tempo de difusão é chamado 
de período de latência, antes do início da contração (50x maior que no músculo 
esquelético). 
Papel do retículo sarcoplasmático – algumas células musculares 
apresentam túbulos sarcoplasmáticos pouco desenvolvidos que se situam próximo à 
membrana celular e fazem contato com pequenas invaginações da membrana celular, 
as cavéolas (são análogas ao sistema de túbulos transversos do músculo 
esquelético). Quando um potencial de ação é transmitido para as cavéolas, acredita-
se que ocorra a liberação de íons cálcio dos túbulos sarcoplasmáticos com que fazem 
contato. 
O efeito na contração do músculo liso depende da alteração da 
concentração extracelular do íon cálcio – quando a concentração dos íons cálcio, 
no líquido extracelular, cai de um terço a um décimo do normal a contração do m. liso 
cessa. 
Bomba de cálcio – O relaxamento do músculo liso ocorre quando os íons 
cálcio são removidos do líquido intercelular, sendo que isso ocorre através de bombas 
de cálcio, as quais bombeiam os íons cálcio para fora da fibra muscular lisa de volta 
para o líquido extracelular ou para o retículo sarcoplasmático, além disso, possui uma 
ação lenta (uma só contração do músculo liso dura geralmente segundos).