Generalidades y Tipos de Músculo Liso

Generalidades del Músculo Liso

• El músculo liso es responsable de funciones involuntarias como la motilidad gastrointestinal, contracción uterina, control del diámetro pupilar y regulación del flujo sanguíneo.
• La función del músculo liso es controlada principalmente por el sistema nervioso autónomo, con predominio simpático o parasimpático según el tejido.
• Desde el punto de vista histológico, el músculo liso carece de estriaciones visibles y contiene isoformas de Actina y Miosina II diferentes a las del músculo esquelético. Calmodulina reemplaza a la troponina como proteína fijadora de calcio.
• Ausencia de líneas Z y presencia de cuerpos densos unidos a la membrana celular y filamentos de actina mediante α-actinina.
• El retículo sarcoplásmico está menos desarrollado que en el músculo esquelético, limitando su capacidad de almacenamiento de calcio.

Tipos de Músculo Liso

• Existen dos tipos principales de músculo liso: unitario (visceral) y multiunitario, diferenciados estructural y funcionalmente
• El músculo liso unitario se localiza en los uréteres, intestino, útero y la mayoría de los vasos sanguíneos.
• El músculo liso multiunitario se encuentra en el iris, cuerpo ciliar del ojo y músculo piloerector de la piel.
• La inervación del músculo liso unitario implica múltiples contactos de la fibra nerviosa a través de varicosidades, mientras que en el multiunitario una fibra nerviosa inerva a una célula muscular.
• En el músculo liso unitario, las células forman paquetes de fibras y están conectadas por "gap junctions", facilitando la transmisión eléctrica y la contracción sincrónica.
• El músculo liso multiunitario se organiza en unidades individuales sin "gap junctions", permitiendo que cada fibra se contraiga de manera independiente.
• El músculo liso unitario responde a neurotransmisores y/u hormonas, y muestra actividad eléctrica espontánea con potencial de marcapaso u onda lenta.
• El músculo liso multiunitario no funciona como un sincitio.

Características electrofisiológicas

• El músculo liso exhibe características electrofisiológicas específicas que influyen en su función.
• El potencial de acción clásico tipo espiga en el músculo liso unitario y multiunitario depende de la activación de canales de calcio voltaje dependientes tipo L para la despolarización.
• La repolarización depende de la inactivación de estos canales y la activación de canales de potasio voltaje dependientes.
• La duración del potencial de acción en espiga es de 50 a 100 ms debido a la activación e inactivación más lenta de los canales de calcio en comparación con los canales de sodio.
• En el músculo liso unitario del uréter, vejiga y útero, se desarrolla un potencial de acción tipo meseta que prolonga la entrada de calcio y la contracción.
• La actividad eléctrica espontánea, ya sea potencial de marcapaso u onda lenta, diferencia al músculo liso unitario del esquelético.
• El potencial de marcapaso depende de la activación espontánea de canales de calcio voltaje dependientes y una disminución de la activación de canales de potasio.
• La entrada de calcio y la menor salida de potasio hipopolarizan las células hasta alcanzar el potencial umbral, desencadenando el potencial de acción.
• Las ondas lentas son oscilaciones del potencial de estado estacionario (-65 mV a -20 mV) generadas por las células intersticiales de Cajal en el músculo liso gastrointestinaly se repiten con cierta frecuencia.
• La hipopolarización de la onda lenta es mediada por canales de calcio voltaje dependientes, mientras que la hiperpolarización es regulada por canales de potasio activados por calcio.
• La acetilcolina y la distensión muscular modifican la actividad eléctrica espontánea, y la descarga simpática/noradrenalina causan hiperpolarización al alejar la onda lenta del potencial umbral.
• El músculo liso del iris se contrae sin necesidad de un potencial de acción; la acetilcolina causa una corriente de hipopolarización que promueve la entrada de calcio a través de canales tipo L y activación de la fosfolipasa C.

Fuentes de Calcio

• El aumento de calcio intracelular promueve la contracción en el músculo liso, a diferencia del músculo esquelético, donde el calcio proviene principalmente del retículo sarcoplásmico.
• Las tres principales fuentes de calcio para la contracción del músculo liso son canales de calcio voltaje dependientes, depósitos intracelulares (retículo) y canales de calcio operados por depósitos de almacenamiento (SOC).
• La membrana del músculo liso tiene caveolas donde se encuentran los canales de calcio voltaje dependientes tipo L (Cav1.21) que se activan durante la despolarización. Estos canales activan una isoforma del receptor de rianodina (RYR2) en el retículo, promoviendo la liberación de calcio intracelular.
• La salida de calcio del retículo depende de múltiples agonistas que activan el sistema de proteína Gq, el cual está acoplado a la fosfolipasa C. Está proteína es la que divide el PIP2 para así producir IP, el cual es el segundo mensajero que activa la liberación del calcio en la membrana del retículo.
• Los canales SOC (incluyendo ORAI y STIM) median la entrada de calcio y se encuentran en mastocitos, linfocitos y células musculares lisas.
• Cuando el calcio se agota en el retículo, las proteínas asociadas a STIM se agregan y promueven la entrada de calcio extracelular a través de los canales ORAI.

Mecanismos de la Contracción y Relajación

• La entrada de calcio y la salida de calcio del retículo promueven la contracción del músculo liso.
• Los canales de K activados por calcio (BKca) contribuyen a la repolarización y actúan como retroalimentación negativa para controlar la excitabilidad y el tono muscular.
• La unión de cuatro iones de calcio a la calmodulina (CaM) activa la enzima cinasa de la cadena ligera de miosina (MLCK), que fosforila la cadena ligera de miosina.
• La fosforilación provoca un cambio conformacional en la cabeza de miosina e incrementa su actividad ATPasa, favoreciendo la unión de la miosina a la actina y formando puentes cruzados.
• A diferencia del músculo esquelético, la frecuencia de formación de ciclos de puentes cruzados es menor en el músculo liso, prolongando la contracción y consumiendo menos ATP.
• La relajación comienza con la desfosforilación de la cadena ligera de miosina y la recaptura de calcio en el retículo, controlada por la enzima fosfatasa de la cadena ligera.

Neurotransmisores y sus Mecanismos de Acción

• Efectos de acetilcolina y noradrenalina demuestran actividad espontánea y respuesta a neurotransmisores/hormonas
• El músculo liso visceral tiene doble inervación autónoma: fibras parasimpáticas (acetilcolina, contracción) y fibras simpáticas (noradrenalina, relajación).
• La estimulación noradrenérgica aumenta la actividad del músculo liso en algunos órganos, mientras que la estimulación colinérgica la disminuye.
• Acetilcolina M3 (músculo liso gastrointestinal): activación de Fosfolipasa C, formación de IP3 y DAG, provocando contracción.
• Acetilcolina M3 (endotelio del vaso sanguíneo): aumento de calcio intracelular activa NO Sintasa, promoviendo la formación de óxido nítrico que relaja el vaso.
• Acetilcolina M2 (músculo liso de los bronquios): inhibición de la adenilciclasa, disminución de AMPc e inhibición de PKA, contrayendo el músculo liso bronquial.
• Noradrenalina α1 (músculo liso del vaso sanguíneo): activación de Fosfolipasa C, formación de IP3 y DAG, vasoconstricción.
• Noradrenalina α2 (músculo liso del vaso sanguíneo): inhibición de la adenilciclasa, vasoconstricción.
• Noradrenalina α1 (músculo liso gastrointestinal): activación de Fosfolipasa C, formación de IP3 y DAG, que hiperpolariza el músculo disminuyendo la activación.
• Las interacciones entre neurotransmisores y receptores regulan las contracciones y relajaciones del musculo liso.
• Noradrenalina α1 (músculo liso de esfínteres): activación de Fosfolipasa C, contracción de esfínteres.
• Noradrenalina B2 (músculo liso vascular, uterino y vesical): estimulación de la adenilciclasa, relajación muscular.
• Histamina H1 (músculo liso gastrointestinal de los bronquios): activación de Fosfolipasa C, contracción.
• Histamina H2 (músculo liso de los bronquios): aumento de AMPc y activación de PKA, relajación de los bronquios.
• Serotonina 5HT2A (músculo liso de los vasos sanguíneos, excepto en corazón y músculo esquelético): activación de la actividad contráctil.
• Sorotonina 5HT2B (músculo liso del fondo gástrico): activación de la actividad contráctil.