Fiziologia sistemului muscular PDF

**FIZIOLOGIA SISTEMULUI MUSCULAR** **SINAPSA NEUROMUSCULARĂ** La muşchii striaţi transmiterea informaţiei de la nivelul SNC se face prin intermediul unor formaţiuni numite *plăci motoare*, care reprezintă sinapse neuromusculare. Axonul celulei nervoase pierde teaca de mielină, se ramifică la capăt...

**FIZIOLOGIA SISTEMULUI MUSCULAR** **SINAPSA NEUROMUSCULARĂ** La muşchii striaţi transmiterea informaţiei de la nivelul SNC se face prin intermediul unor formaţiuni numite *plăci motoare*, care reprezintă sinapse neuromusculare. Axonul celulei nervoase pierde teaca de mielină, se ramifică la capătul terminal, formând placa motorie care se invaginează în fibra musculară, dar se află aşezată în afara sarcolemei (Fig. 16). Întreaga formaţiune este acoperită cu una sau mai multe celule Schwann, care izolează placa motorie de mediul înconjurător. Urmărind la microscopul electronic structura unei invaginaţii sinaptice, a unei ramificaţii axonice, se constată prezenţa unui *spaţiu sinaptic* între nerv şi sarcolemă de 20-30 nm. Acest spaţiu este ocupat de lama bazală, care reprezintă un strat subţire de ţesut reticulat spongios prin care difuzează lichidul extracelular. Membrana muşchiului (sarcolema) formează un mare număr de cute, care măresc suprafaţa de contact între muşchi şi mediatorul sinaptic. La nivelul terminaţiei nervoase există un mare număr de mitocondrii, având acelaşi rol ca şi Ia sinapsele interneuronale. Mediatorul chimic, depozitat în vezicule sinaptice, este *acetilcolina*. Ataşată de lama bazală este *acetilcolinesteraza* enzimă ce hidrolizează acetilcolina. ***Secreţia şi acţiunea acetilcolinei*** Când un impuls nervos atinge joncţiunea neuromusculară, are loc activarea canalelor de Ca^2+^ voltaj-dependente, care permit influxul ionilor de Ca^2+^. Ca şi în cazul sinapselor neuro-neuronale, ionii de Ca^2+^ determină atracţia veziculelor sinaptice din apropierea membranei presinaptice, fuziunea membranelor veziculelor cu membrana presinaptică, urmată de exocitoză şi evacuarea acetilcolinei în spaţiul sinaptic. La fiecare impuls nervos se eliberează acetilcolina din circa 60 vezicule sinaptice, care conţin fiecare circa 10000 molecule de mediator. După exocitoză membrana veziculelor sinaptice va fi înglobată în butonul terminal, prin endocitoză, în vederea reîncărcării sale cu noi molecule de acetilcolină. Acetilcolina din spaţiul sinaptic, în timp de circa 1 ms, exercită receptorii nicotinici de pe sarcolemă, după care are loc inactivarea ei prin difuzie în spaţiul extrasinaptic, şi prin colinesterază, prin care se evită reexcitarea fibrei musculare după trecerea potenţialului de acţiune. ***Potenţialul local de placă terminală*** În acest interval de 1 ms, cât are la dispoziţie acetilcolina, ea difuzează prin spaţiul sinaptic şi se combină cu receptorii nicotinici ai acetilcolinei de pe sarcolemă. Receptorul prezintă, în acelaşi timp, şi un *canal proteic cu poartă chimică (canal de aceticolină)*. Deschiderea canalului ionic se produce în urma combinării fiecărui receptor cu 2 molecule de acetilcolină. Ca urmare, se declanşează în special un influx puternic de Na^+^, care determină creşterea potenţialului de câţiva mV creând un potenţial local denumit *potenţial de placă terminală*. El este analog cu PPSE şi persistă circa 5 ms. Când atinge valoarea de prag, generează în muşchi potenţialul de acţiune. Obişnuit, fiecare impuls care ajunge la nivelul plăcii motorii creeză un potenţial de placă de 3-4 ori mai mare decât cel necesar apariţiei potenţialului de acţiune. +-----------------------------------------------------------------------+ | Diagram, engineering drawing Description automatically generated | +=======================================================================+ | Fig. 16. Placa motorie | | | | (după Martini, 2001) | +-----------------------------------------------------------------------+  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Potenţiale de placă motorie: A- potenţial de placă înregistrat pe un muşchi curarizat, care nu generează potenţial de acţiune ca în B; C- potenţial de placă subliminal Excitarea nervului timp de câteva minute cu o frecvenţă mai mare de 100 Hz diminuează rezervele de acetilcolină, încât la un moment dat impulsul s-ar putea să nu genereze potenţiale de acţiune în muşchi. Apare oboseala la nivelul sinapsei. În condiţiile obişnuite de activitate, oboseala nu apare la acest nivel niciodată. *Curara* blochează trecerea impulsului de la nivelul plăcii motorii în muşchi. Acţiunea ei se pare că se exercită la nivelul receptorilor: curara se combină cu receptorii acetilcolinei, încât acetilcolina ce va acţiona asupra restului de receptori rămaşi liberi nu va mări în măsură suficientă permeabilitatea canalelor de acetilcolină care să poată iniţia o undă de depolarizare **FIZIOLOGIA MUŞCHILOR STRIAŢI SCHELETICI** ***Structura fină a muşchilor striaţi*** Un muşchi striat este format dintr-o fascie de înveliş rezistentă, în interiorul căreia se găsesc fibrele musculare dispuse în fascicule (Fig. 19). Fibrele musculare striate sunt celule învelite de o membrană - ***sarcolema***, care înglobează un mănunchi de miofibrile separate între ele de un sistem de tuburi şi cisterne membranoase aparţinând reticulului sarcoplasmic. **Miofibrilele**. Constituie componenta contractilă a muşchiului. Ele sunt formate dintr-o succesiune de *sarcomere*, delimitate prin *membrane* (*discuri*) *Z*, situate la mijlocul unei zone clare şi izotrope (*banda I*). În centrul sarcomerului se găseşte *discul* (*banda*) *A*, întunecat, anizotrop. În mijlocul acestuia se află banda clară - *discul H*. În sarcomere se află 2 tipuri de *miofilamente*: filamente de *miozină*, groase, şi filamente de *actină*, subţiri. Fiecare miofilament de miozină este înconjurat de 6 miofilamente de actină. ----------------------------------------------------------------------------- Fig. 19. Organizarea muşchiului scheletic la vertebrate (după Vander, 2001) ----------------------------------------------------------------------------- În repaus, discul *I* conţine exclusiv fibre de actină, pe când în zona *A* cele 2 tipuri de filamente sunt intricate. Filamentele de actină traversează discul Z şi trec în sarcomerul vecin. Miofilamentele de miozină prezintă punţi transversale. Interacţiunea acestor punţi cu actina determină contracţia musculară. Discul Z, compus din câteva proteine filamentoase, străbate zona *I* a tuturor miofibrilelor şi prin capete se inseră pe faţa internă a sarcolemei. **Reticulul sarcoplasmic**. Este reprezentat de un sistem de *tuburi* longitudinale, ce merg paralel cu miofilamentele şi de *cisterne* în dreptul striei Z. *Sistemul T*. Al doilea sistem tubular, T sau transvers, reprezintă invaginaţii ale sarcolemei care, Ia broască, se formează cu regularitate în zona membranei Z, iar la mamifere există în fiecare sarcomer câte două tuburi T, ceea ce va contribui la mărirea vitezei de transmitere a informaţiei. Aria de contact dintre sistemul tubular longitudinal şi cel transversal poartă denumirea de *„triadă"*, compusă în partea centrală dintr-un tub din cadrul sistemului transvers, înconjurat pe laturi de 2 cisterne. Din punct de vedere funcţional, reticulul sarcoplasmic are rol de „sechestrare" a ionilor de Ca^2+^, eliberaţi în timpul excitării, iar sistemul T, în transmiterea excitaţiei de la sarcolemă la aparatul contractil prin eliberarea Ca^2+^ din reticulul sarcoplasmic. **Structura moleculară a filamentelor de miozină.** Molecula de miozină este formată din 6 lanţuri polipeptidice: 2 lanţuri grele şi 4 lanţuri uşoare (Fig. 20). Cele două lanţuri grele se împletesc, formând o structură dublu helicoidală numită *coada*, respectiv *corpul*. Lanţul greu la o extremitate se răsuceşte, formând o masă proteică globulară numită *capul miozinei* (segmentul S~1~), în alcătuirea căruia intră şi cele 4 lanţuri uşoare (Fig. 20c). Cele 4 lanţuri uşoare contribuie la controlul funcţiei capului în timpul contracţiei musculare. Fiecare filament de miozină este format din circa 200 molecule de miozină (Fig. 20c). Cozile se aliniază formând *corpul filamentului*, iar capetele proemină în afară. O parte din structura helicoidală a fiecărei molecule de miozină formează expansiunile laterale numite *braţe* (segmentul S~2~). Braţele împreună cu capetele (segmentul S~1~) formează *punţile transversale*. Ele prezintă câte *2 articulaţii*: prima articulaţie se află în zona unde braţul părăseşte corpul, iar cea de a doua, în locul unde cele 2 capete vin în contact cu braţul (Fig. 20d). Braţele articulate permit capetelor de a se depărta sau apropia de corpul filamentului. Capetele articulate se leagă de actină, determinând procesul contracţiei. Zonele de emergenţă ale punţilor transversale descriu o spirală pe suprafaţa filamentului de miozină.  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Fig. 20. Structura filamentelor de actină şi miozină. b) organizarea filamentelor de F actină şi poziţia complexului troponină-tropăomiozină; c) organizarea filamentelor de miozină; d) structura moleculei de miozină cu indicarea segmentelor S~1~ şi S~2~ (după Martini) **Structura moleculară a filamentelor de actină**. Filamentul de actină este compus din 3 componente diferite: *actina*, *tropomiozina* şi *troponina* (Fig. 20b). *Filamentul de actină* (F-actină) rezultă din polimerizarea monomerilor de actină globulară (G-actină). Are o structură de alfa dublu helix. De fiecare moleculă de G-actină se ataşează câte o moleculă de ADP, care reprezintă *zona activă* a filamentului de actină, cu care vor interacţiona punţile laterale ale miozinei. Printre filamentele de F-actină se află *nebulina,* care asigură coeziunea filamentelor de actină. *Tropomiozina*. Filamentul de actină conţine 2 filamente proteice de tropomiozină, slab ataşate de filamentul de F-actină. În perioada repausului muscular tropomiozina acoperă zonele active ale actinei, împiedicând interacţiunea actinei cu miozina. *Troponina* este un complex din 3 proteine globulare ataşate de tropomiozină. Cele 3 proteine globulare sunt: *troponina I*, care prezintă o puternică afinitate pentru actină; *troponina T*, care prezintă afinitate pentru tropomiozină şi *troponina C* cu afinitate pentru ionii de Ca^2+^. Atunci când ionii de Ca^2+^ se combină cu troponina C, care fixează ca şi calmodulina câte 4 ioni de Ca^2+^, complexul troponinei suferă o modificare conformaţională, care acţionează tropomiozina, descoperind zonele active ale actinei. Prin descoperirea zonelor active ele intră în interacţiune cu capul miozinei, iniţiind contracţia musculară. ***Iniţierea contracţiei musculare: cuplarea electro-mecanică*** În muşchii striaţi contracţia începe prin apariţia potenţialului de acţiune, care produce curenţi electrici ce se deplasează în interiorul fibrei musculare, determinând eliberarea ionilor de Ca^2+^ din reticului sarcoplasmic. Ionii de Ca^2+^ induc fenomene chimice, care declanşează procesul contractil. Această secvenţă a proceselor descrise formează *cuplarea electro-mecanică*. **Potenţialul de acţiune din fibra musculară striată**. Valoarea potenţialului de repaus al membranei este de -80-90mV. De asemenea, potenţialul de vârf are, în esenţă, acelaşi voltaj ca la fibrele nervoase mari, însă durata lui este de 1-5 ms, deci de 5 ori mai mare decât în fibrele mielinice mari. De regulă, fibrele musculare prezintă o singură placă motorie situată la mijlocul fibrei, de unde depolarizarea se propagă simetric de la locul de excitare a membranei spre extremităţile fibrei cu o viteză de 3-5 m/s. Fibra musculară poate fi excitată mult mai uşor, atunci când stimulul se aplică la nivelul joncţiunii neuromusculare. Acest fapt este folosit în practica medicală pentru determinarea prezenţei sau absenţei inervaţiei musculare. Electrodul de excitare se deplasează pe piele deasupra muşchiului explorat şi dacă se descoperă un punct în care muşchiul este excitat mai puternic decât în alte puncte, aceasta constituie un indiciu al prezenţei unei joncţiuni neuromusculare viabile. Aceste puncte cu excitabilitate mărită sunt denumite *puncte motorii*. **Conducerea potenţialului de acţiune în interiorul fibrei**. Fibrele musculare striate sunt atât de mari, încât potenţialul de acţiune, care se propagă de-a lungul membranei, aproape că nu determină curgerea curentului prin interiorul fibrei musculare. Totuşi, pentru a determina contracţia, acest curent electric trebuie să ajungă în apropierea tuturor miofibrilelor. Această necesitate se realizează prin conducerea potenţialului de acţiune de-a lungul tubului transvers (sistemul T), care pătrunde în interiorul fibrei musculare. *Sistemul T* reprezintă o invaginaţie a sarcolemei şi conţine în lumenul său, ca şi membrana externă, lichid extracelular. La animalele inferioare există câte un singur tub T, localizat în dreptul discului Z. Aceeaşi situaţie se regăseşte şi în miocard, în schimb, muşchii scheletici ai mamiferelor conţin în fiecare sarcomer câte 2 tuburi T localizate în dreptul capetelor miofilamentelor de miozină, care reprezintă locurile unde apare forţa mecanică a contracţiei. În felul acesta, muşchii scheletici ai mamiferelor prezintă o organizare optimă în vederea excitării rapide a muşchiului. **Eliberarea ionilor de Ca^2+^ de către reticulul sarcoplasmatic**. O caracteristică specială a reticulului sarcoplasmatic (RS) constă în aceea că el conţine ioni de Ca^2+^ în concentraţie mare, care sunt eliberaţi în mare parte atunci când tubul T este excitat. În figura 21 se observă cum potenţialul de acţiune determină o scurgere a curentului din tubul T în cisterna adiacentă. Cisterna proiectează digitaţii joncţionale care înconjură tubul T, facilitând trecerea curentului din tubul T în cisternă. Conform *teoriei electrice*, scurgerea curentului determină deschiderea canalelor de Ca^2+^-voltaj dependente din cisterne şi din tubul longitudinal. Conform altor teorii (*teoria chimică*), scurgerea curentului prin tubul T, ar determina ori deschiderea canalului de Ca^2+^ din sistemul T, care va permite influxul de Ca^2+^ din mediul extracelular (nu intracelular), sau curentul generează în membrana sistemului T inozitoltrifosfatul (IP~3~). La rândul lor, Ca^2+^ sau IP~3~, în calitate de mesageri intracelulari, ar determina deschiderea canalelor de Ca^2+^ de pe RS. Ionii de Ca eliberaţi din reticul difuzează spre miofibrilele adiacente, combinându-se cu troponina C, ceea ce se va solda cu contracţia musculară, care a fost prezentată. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Fig. 21. Cuplarea excitaţiei cu contracţia. Potenţialul de acţiune determină eliberarea ionilor de Ca^2+^ din reticulul sarcoplasmic, urmată de sechestrarea lor prin intervenţia pompelor de Ca^2+^, care funcţionează cu consum de ATP (după Vander, 2001) -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Acest „puls" de Ca^2+^ durează, de regulă, 1/30 s. În miocard el durează mai mult (circa 0,3 s). Cât timp concentraţia Ca^2+^ din citosol rămâne ridicată (circa 2x10^-14^ moli), contracţia continuă. Totuşi pompele de calciu de pe membranele RS, care se activează de concentraţiile crescute de calciu din citosol, vor reintroduce Ca^2+^ în RS. În mişcarea Ca^2+^ de la nivelul miofibrilelor, în RS există o proteină numită *paralbumină*, care îndeplineşte rolul unui fixator intermediar de Ca^2+^. Pompele de Ca^2+^ concentrează acest ion de circa 10 000 ori. În afară de aceasta, în RS se află o proteină numită *calsechestrină*, care poate fixa de 40 ori mai mult Ca^2+^ decât cel existent în forma ionică. Prin intervenţia acestor mecanisme (pompa de calciu şi calsechestrina), concentraţia Ca din citosol este menţinută la un nivel foarte scăzut (circa 10^-7^ moli). Pentru a se putea repeta contracţia este necesară apariţia unui nou potenţial de acţiune, care va declanşa reacţiile descrise mai sus. ***Sursa energetică a contracţiilor musculare*** Din mecanismul contracţiei musculare a rezultat că acest proces depinde de energia furnizată de ATP. Majoritatea energiei, care rezultă din hidroliza ATP-ului, este folosită pentru glisarea filamentelor de actină printre cele de miozină. O mică parte din energia rezultată, va fi folosită pentru: 1) aprovizionarea cu energie a pompelor de Ca^2+^ în vederea „sechestrării" acestor ioni de către RS sau eliminarea lor în mediul extracelular şi 2) aprovizionarea cu energie a pompelor de Na^+^-K^+^, în vederea reîncărcării adecvate a membranei cu ioni. Cantitatea de ATP prezentă în fibra musculară (circa 4 mV), este suficientă pentru menţinerea contracţiilor timp de câteva secunde (la broască, cu rezervele de ATP existente, pot apărea circa 100 secuse musculare). Din fericire, după hidroliza ATP în ADP şi Pi, ADP-ul poate fi refosforilat generând din nou ATP. Există câteva surse energetice, necesare acestei refosforilări: Prima sursă folosită la refacerea ATP este reprezentată de *fosfocreatină* (PC), un alt compus macroergic prezent în muşchi. Prin scindarea PC se eliberează energia necesară refacerii ATP conform reacţiei: PC + ADP → ATP + C (creatină). Totuşi, şi cantitatea de PC prezentă în muşchi este redusă (se află de circa 5 ori mai multă comparativ cu ATP), din care cauză rezervele totale energetice (ATP + PC) nu pot prelungi contracţiile musculare decât pentru câteva secunde (10-20 s). Altă sursă energetică folosită la refacerea atât a ATP, cât şi a PC, este reprezentată de energia eliberată în urma metabolizării principiilor alimentare reprezentate prin glucide, lipide şi proteine. O cantitate redusă de energie se eliberează în urma scindării iniţiale a glicogenului şi glucozei prin procesul glicolizei. Cantitatea cea mai mare (circa 95%) din energia depozitată în substanţele de origine alimentară, se eliberează în faza aerobă a metabolismului de la nivelul ciclului Krebs. Din procesele de glicoliză anaerobă rezultă un câştig de 2 ATP, în timp ce din procesele care au loc la nivelul ciclului Krebs, apare un plus de 36 molecule de ATP. Importanţa glicolizei constă în aceea că energia se eliberează de 2,5 ori mai repede comparativ cu oxidarea la nivelul ciclului Krebs. Totuşi, în urma glicolizei se acumulează produşi de catabolism (acid piruvic, lactic), care fac ca durata contracţiei să fie redusă (circa 1 minut). Din contră, oxidarea aerobă furnizează, pe de o parte, o cantitate mult mai mare de energie, iar pe de altă parte, poate folosi, alături de glucide, şi alte substanţe metabolice, precum lipidele şi proteinele, ceea ce permite ca mecanismul contracţiei musculare să poată funcţiona timp de multe ore. Reacţiile chimice din muşchiul în contracţie se pot schematiza astfel: 1\. ATP → ADP + Pi + energie necesară contracţiei PC + ADP → C + ATP \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 2\. Glucoza 2M acid lactic + energie pentru refacerea PC: C + Pi → PC \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 3\. Acid lactic CO~2~ + H~2~O + energie (36 ATP) În concluzie, energia necesară contracţiei musculare este de natură chimică. Sursa energetică imediată constituie scindarea ATP-ului. Energia depozitată în PC nu intervine direct în contracţie, ci pentru refacerea ATP-ului, iar refacerea PC, în vederea menţinerii ciclului, se realizează pe seama energiei rezultată din glicoliză. Dacă se înregistrează simultan lucrul mecanic efectuat de un muşchi (A) şi cantitatea de O~2~ consumat, în vederea calculării cantităţii de energie consumată (Q), se poate afla randamentul energetic (A/Q), care la muşchi este în jur ele 20-25%. Acest randament este realizat la temperatura corpului printr-un proces chimiodinamic şi nu termodinamic. Cu alte cuvinte, în muşchi, energia chimică se transformă direct, şi nu prin intermediul căldurii, în contracţie musculară. **PARTICULARITĂŢILE FUNCŢONALE ALE MUŞCHILOR NETEZI** **Tipuri de muşchi netezi (MN)**. În linii mari, muscu latura netedă poate fi divizată în 2 tipuri majore: *muşchiul neted multiunitar* şi *muşchiul neted visceral*. *MN multiunitar*. Acest tip de muşchi este format din fibre musculare netede, care lucrează independent una de alta. Controlul lor este exercitat, de regulă, pe cale nervoasă, deşi, de obicei, ele nu generează potenţiale de acţiune. De asemenea, foarte rar manifestă contracţii spontane. Ca exemple de MN multiunitar pot servi muşchii ciliari, muşchii irisului, ai membranei nictitante, muşchiul piloerector şi musculatura netedă a multor vase sangvine mari. *MN visceral*. Este format, de regulă, din fascicule musculare, nu fibre izolate, iar membranele celulelor vecine formează joncţiuni laxe („gap"), prin care ionii pot trece cu uşurinţă dintr-o celulă în alta. În acest mod, fibrele formează un *sinciţiu funcţional*, care, de regulă, se contractă simultan pe zone mari. Din această cauză MN visceral poate fi denumit *MN unitar*. Acest tip de muşchi se găseşte în tunicile intestinului, ale canalelor biliare, ureterelor, uterului etc. Potenţialele de acţiune dintr-o zonă excitată sunt conduse la fibrele vecine prin conducere electrică. Cu alte cuvinte, potenţialul de acţiune, generat într-o zonă musculară, excită electric fibrele adiacente, fără a secreta un mediator chimic, curentul electric deplasându-se prin joncţiuni laxe, de la o celulă la alta, ca şi cum între fibrele musculare vecine n-ar exista membrane celulare. **Procesul contractil în MN**. MN conţin filamente de actină şi miozină, având caracteristicile chimice apropiate, dar nu chiar identice cu ale fibrelor similare de la muşchii striaţi. Ele conţin şi *tropomiozină* dar, probabil, nu conţin *troponină*. Ca şi la muşchii striaţi, procesul contracţii este activat de ioni de Ca^2+^, iar ATP-ul este scindat în ADP cu eliberare de energie necesară contracţiei. Totuşi, există diferenţe majore în privinţa organizării fibrelor musculare netede, a cuplării excitaţiei cu contracţia, controlul procesului contracţiei prin Ca^2+^; durata contracţiei, cantitatea de energie necesară contracţiei. ***Bazele fiziologice ale contracţiei musculaturii netede*** MN nu prezintă o organizare a filamentelor de actină şi miozină în sarcomere. Rolul membranelor Z este îndeplinit de aşa-numiţii *corpusculi denşi* (Fig. 22), de care se ataşează filamentele de actină. Unii corpusculi sunt atraşi de membrana celulei, iar alţii sunt răspândiţi în corpul celulei şi menţinuţi în poziţie prin legăturile realizate de proteinele structurale, care leagă corpusculii între ei. Printre fibrele de actină există un număr de fibre de miozină. Numărul lor este de 12-15 ori mai redus comparativ cu cele de actină. Cu toate că numărul filamentelor de miozină este redus, prin cuplarea cu actină se poate dezvolta o tensiune aproximativ egală cu tensiunea dezvoltată de muşchii striaţi (circa 3 Kg/cm^2^ grosime). +-----------------------------------+-----------------------------------+ |  | | +===================================+===================================+ | Fig. 22. Dispoziţia filamentelor | Fig. 23. A-spike potenţial; B- o | | în muşchii netezi | serie de potenţiale de acţiune | | | cauzate de unde electrice lente | | | | | | (după Guyton, 2006) | +-----------------------------------+-----------------------------------+ **Durata mare a contracţiei şi relaxării**. Perioada latentă este de circa 50-100 ms, iar contracţia şi relaxarea, circa 1-3 s. Totuşi, există MN cu contracţii foarte rapide (0,2 s), după cum există şi MN cu contracţii foarte lente (30 s). În timpul contracţiei musculare, care se desfăşoară prin mecanismul „mersului de-a lungul", descris la muşchii striaţi, frecvenţa apariţiei forţelor de tracţiune este de 1/10-1/100 comparativ cu muşchii striaţi. Se pare că această activitate lentă rezultă din activitatea ATP-azică redusă a miozinei. **Necesarul energetic al contracţiilor susţinute**. Măsurătorile au arătat că, pentru dezvoltarea unei tensiuni egale cu cea dezvoltată de muşchii striaţi, este necesară doar 1/12-1/25 din energia necesară muşchilor striaţi. Aceasta se datorează, probabil, activităţii ATP-azice reduse a capului miozinei şi numărului mic de miofilamente de miozină. Economia de energie este deosebit de importantă pentru funcţionarea globală a organismului, având în vedere contracţiile tonice aproape continue ale unor organe ca intestinul, vezica urinară, vezica biliară şi alte viscere. **Potenţialul de membrană**. Valorile potenţialului de membrană diferă de la un muşchi la altul şi în funcţie de condiţiile în care se află muşchiul respectiv. În general, aceste valori sunt cuprinse între -40-60 mV. La MN multiunitar, potenţialul de acţiune, probabil, nu apare. La MN visceral există două forme de potenţiale de acţiune: 1) *sub formă de platou* şi 2) *spike potenţial*. Ele pot apărea ca urmare a excitării electrice, prin hormoni, mediatori chimici sau ca urmare a generării spontane. Potenţialele sub formă de platou (Fig. 23) apar, de regulă, în ureter, uter şi unele vase sangvine. Ele pot fi responsabile de prelungirea duratei de contracţie, care se observă în unele fibre musculare. **Undele lente de potenţial**. Unele fibre musculare netede sunt autoexcitabile, în sensul că potenţialele de acţiune apar fără un stimul extrinsec. Apariţia lor este legată, de regulă, de activitatea ritmică a potenţialului de membrană, sub forma unor unde lente (Fig. 23). Undele lente ca atare nu reprezintă potenţiale de acţiune. Cauza lor este necunoscută. După unii autori, ele ar apărea ca urmare a creşterii sau diminuării pompării ionilor de Na^+^ din interiorul celulei: potenţialul devine pronunţat negativ când efluxul Na^+^ este accentuat, şi invers. După alţi autori, aceste unde ar fi determinate de modificarea ritmică a conductanţei canalelor ionice. Importanţa undelor lente constă în aceea că pot genera potenţiale de acţiune. Undele lente nu produc contracţii musculare, ci produc potenţiale de acţiune, care la rândul lor induc contracţia muşchilor. Din această cauză, undele lente se numesc *unde pacemaker* (în traducere, care imprimă ritmul). De exemplu, activitatea ritmică a contracţiilor intestinului este controlată prin aceste unde lente. **Excitarea musculaturii netede prin întindere**. Întinderea MN viscerali determină generarea potenţialelor de acţiune urmată de contracţie. Apariţia potenţialelor de acţiune reprezintă o rezultantă a undelor lente, combinate cu scăderea diferenţei de potenţial, produsă de întindere. Acest mod de comportare prezintă o deosebită importanţă în funcţionarea MN viscerali, permiţând organelor cavitare, care au fost întinse de către conţinutul lor, de a se contracta şi a rezista la tracţiune. De exemplu, distensia intestinului prin conţinutul intestinal, generează o undă peristaltică, care împinge conţinutul din zona tensionată. **Depolarizarea MN multiunitari**. MN multiunitari se contractă, de regulă, prin stimuli nervoşi. Terminaţia nervoasă secretă acetilcolină sau noradrenalină, care determină depolarizarea membranei, urmată de contracţia musculară. Totuşi, de regulă, nu apar potenţiale de acţiune. Cauza acestui fenomen constă în aceea că fibra musculară netedă este prea mică pentru a putea genera potenţiale de acţiune. Pentru a apărea potenţialul de acţiune autopropagabil, trebuie să se depolarizeze simultan circa 30-40 fibre musculare. Totuşi depolarizarea locală, care apare în urma secreţiei mediatorului, se propagă electrotonic de-a lungul întregii fibre musculare şi determină contracţia. **Cuplarea excitaţiei cu contracţia. Rolul ionilor de Ca^2+^**. Ca şi la alţi muşchii striaţi, la MN activarea procesului contractil este realizat de ioni de Ca^2+^. Sursa Ca^2+^ este aproape în totalitate din mediul extracelular, deoarece reticulul sarcoplasmic (RS) este slab dezvoltat. Influxul extracelular de Ca^2+^, care contribuie în acelaşi timp la generarea potenţialelor de acţiune, ajunge în preajma miofilamentelor şi activează procesul contractil. La unii MN există un RS slab dezvoltat, dar nu există sistem transvers de tuburi (*tuburi T*). În acest caz, cisternele RS vin în contact cu membrana celulei, iar eliberarea ionilor de Ca^2+^ din RS, ar fi determinată direct de potenţialul de acţiune al membranei fibrei musculare. Există pompe de Ca^2+^, care pompează aceşti ioni în mediul extracelular sau în RS. Totuşi, ele acţionează mult mai lent comparativ cu pompele din muşchii striaţi. Aceasta constituie cauza prelungirii contracţiei musculare. **Mecanismul de acţiune a calciului**. MN nu prezintă complexul troponinei, prezentat la muşchii striaţi. Ca^2+^ iniţiază contracţia prin mărirea activităţii ATP-azice a capului miozinei. În lipsa Ca^2+^ activitatea ATP-azică este foarte redusă, încât ATP nu poate fi scindat, iar procesul contractil nu poate avea loc. Activarea ATP-azei prin Ca^2+^ are loc astfel: 1) influxul de calciu, cauzat de potenţialul de acţiune sau alt stimul, determină creşterea concentraţiei Ca^2+^ din citosol; 2) ionii de Ca^2+^ se combină cu *calmodulina* (CaM), un receptor intracelular de calciu foarte asemănător cu troponina C din muşchii striaţi; 3) complexul Ca^2+^-CaM activează *kinaza lanţului uşor al miozinei* (MLCK); 4) MLCK activată fosforilează un lanţ uşor din capul miozinei (LC~20~), care 5) determină modificarea conformaţională a miozinei, permiţând legarea de actină, urmată de stimularea activităţii ATP-azei. Hidroliza ATP generează energia necesară dezvoltării tensiunii şi contractilităţii. Există o *fosfatază* care îndepărtează specific fosfatul de pe lanţul uşor al miozinei (LC~20~), ceea ce schimbă sensul reacţiei.