Músculo liso

El músculo liso es uno de los tres tipos principales de tejido muscular de los vertebrados , siendo los otros el músculo esquelético y el cardíaco . También se puede encontrar en invertebrados y está controlado por el sistema nervioso autónomo . Es no estriado , llamado así porque no tiene sarcómeros y por lo tanto no tiene estrías ( bandas o rayas ). ^[¹^]^[²^] Se puede dividir en dos subgrupos, músculo liso de unidad única y músculo liso de unidad múltiple . Dentro del músculo de unidad única, todo el haz o lámina de células musculares lisas se contrae como un sincitio .

El músculo liso se encuentra en las paredes de los órganos huecos , como el estómago , los intestinos , la vejiga y el útero . En las paredes de los vasos sanguíneos y linfáticos (excluyendo los capilares sanguíneos y linfáticos) se conoce como músculo liso vascular . Hay músculo liso en las vías respiratorias , urinarias y reproductivas . En los ojos , los músculos ciliares , el músculo dilatador del iris y el músculo esfínter del iris son tipos de músculo liso. Los músculos dilatador y esfínter del iris se encuentran en el iris y se contraen para dilatar o contraer las pupilas. Los músculos ciliares cambian la forma del cristalino para enfocar objetos durante la acomodación . En la piel , las células musculares lisas, como las del músculo erector del pelo, hacen que el vello se erice en respuesta al frío y al miedo . ^[¹^]

Estructura

Anatomía macroscópica

El músculo liso se clasifica en dos tipos: músculo liso de unidad única , también conocido como músculo liso visceral, y músculo liso de unidad múltiple . La mayor parte del músculo liso es de unidad única y se encuentra en las paredes de la mayoría de los órganos internos (vísceras); además, recubre los vasos sanguíneos (excepto las grandes arterias elásticas), el tracto urinario y el tracto digestivo . No se encuentra en el corazón, que posee músculo cardíaco.

En el músculo liso de unidad única, una sola célula en un haz está inervada por una fibra nerviosa autónoma (miogénica). Un potencial de acción puede propagarse a través de las células musculares vecinas debido a la presencia de numerosas uniones comunicantes entre ellas. Gracias a esta propiedad, los haces de unidades únicas forman un sincitio que se contrae de forma coordinada, provocando la contracción o relajación de todo el músculo, como ocurre con los músculos uterinos durante el parto. ^{[ 3 ]}

El músculo liso visceral de unidad única es miogénico; puede contraerse regularmente sin la intervención de una neurona motora (a diferencia del músculo liso de unidad múltiple, que es neurogénico, es decir, su contracción debe ser iniciada por una neurona del sistema nervioso autónomo). Algunas células de una unidad única pueden comportarse como células marcapasos, generando potenciales de acción rítmicos debido a su actividad eléctrica intrínseca. Debido a su naturaleza miogénica, el músculo liso de unidad única suele estar activo, incluso cuando no recibe estimulación nerviosa. El músculo liso de unidad múltiple se encuentra en la tráquea , en el iris del ojo y recubriendo las grandes arterias elásticas.

Sin embargo, los términos músculo liso de una sola unidad y de múltiples unidades representan una simplificación excesiva . Esto se debe a que los músculos lisos, en su mayor parte, están controlados e influenciados por una combinación de diferentes elementos neuronales. Además, se ha observado que, en la mayoría de los casos, existe comunicación intercelular y se producen activadores/inhibidores localmente. Esto da lugar a una respuesta coordinada, incluso en el músculo liso de múltiples unidades. ^{[ 4 ]}

El músculo liso difiere del músculo esquelético y del músculo cardíaco en términos de estructura, función, regulación de la contracción y acoplamiento excitación-contracción . Sin embargo, el tejido muscular liso tiende a mostrar mayor elasticidad y función dentro de una curva longitud-tensión más amplia que el músculo estriado . Esta capacidad de estirarse y mantener la contractilidad es importante en órganos como los intestinos y la vejiga urinaria. El músculo liso en el tracto gastrointestinal se activa mediante un compuesto de células musculares lisas (CML), células intersticiales de Cajal (CIC) y el receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRα) que están acoplados eléctricamente y trabajan juntos como un sincitio funcional SIP . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Microanatomía

células musculares lisas

Una célula muscular lisa es un miocito fusiforme con una parte central ancha y extremos que se estrechan, y un solo núcleo. Al igual que el músculo estriado, el músculo liso puede tensarse y relajarse . En estado relajado, cada célula mide entre 30 y 200 micrómetros de longitud, miles de veces más corta que una célula muscular esquelética . ^{[ 1 ]} No hay miofibrillas presentes, pero gran parte del citoplasma está ocupado por las proteínas miosina y actina , que en conjunto tienen la capacidad de contraerse. ^{[ 7 ]}

miosina

La miosina es principalmente de clase II en el músculo liso. ^{[ 8 ]}

La miosina II contiene dos cadenas pesadas (MHC) que constituyen los dominios de cabeza y cola. Cada una de estas cadenas pesadas contiene el dominio de cabeza N-terminal , mientras que las colas C-terminales adoptan una morfología de hélice enrollada , manteniendo unidas las dos cadenas pesadas (imagínese dos serpientes enroscadas, como en un caduceo ). Por lo tanto, la miosina II tiene dos cabezas. En el músculo liso, existe un único gen ( MYH11 ^{[ 9 ]} ) que codifica las cadenas pesadas de la miosina II, pero existen variantes de empalme de este gen que dan lugar a cuatro isoformas distintas. ^{[ 8 ]} Además, el músculo liso puede contener MHC que no participa en la contracción y que puede provenir de múltiples genes. ^{[ 8 ]}
La miosina II también contiene 4 cadenas ligeras (MLC), lo que resulta en 2 por cabeza, con un peso de 20 (MLC ₂₀ ) y 17 (MLC ₁₇ ) kDa . ^{[ 8 ]} Estas se unen a las cadenas pesadas en la región del "cuello" entre la cabeza y la cola.
- La MLC ₂₀ también se conoce como cadena ligera reguladora y participa activamente en la contracción muscular . ^{[ 8 ]} En el músculo liso se encuentran dos isoformas de MLC ₂₀ , codificadas por genes diferentes, pero solo una isoforma participa en la contracción.
- La MLC ₁₇ también se conoce como cadena ligera esencial . ^{[ 8 ]} Su función exacta no está clara, pero se cree que contribuye a la estabilidad estructural de la cabeza de miosina junto con la MLC 20. _[^{8 ] Existen} dos variantes de MLC ₁₇ (MLC _17a/b ) como resultado del empalme alternativo en el gen MLC _17.^{[ 8 ]}

Diferentes combinaciones de cadenas pesadas y ligeras permiten hasta cientos de tipos diferentes de estructuras de miosina, pero es improbable que más de unas pocas de estas combinaciones se utilicen o permitan dentro de un lecho muscular liso específico. ^{[ 8 ]} En el útero, se ha planteado la hipótesis de que un cambio en la expresión de la miosina permite cambios en la dirección de las contracciones uterinas que se observan durante el ciclo menstrual. ^{[ 8 ]}

Actina

Los filamentos delgados que forman parte de la maquinaria contráctil están compuestos predominantemente de alfa-actina y gamma-actina . ^{[ 8 ]} La alfa-actina del músculo liso es la isoforma predominante dentro del músculo liso. También hay mucha actina (principalmente beta-actina ) que no participa en la contracción, pero que se polimeriza justo debajo de la membrana plasmática en presencia de un estimulante contráctil y, por lo tanto, puede contribuir a la tensión mecánica. ^{[ 8 ]} La alfa-actina también se expresa como isoformas genéticas distintas, como las isoformas específicas del músculo liso, el músculo cardíaco y el músculo esquelético. ^{[ 10 ]}

La proporción de actina a miosina se encuentra entre 2:1 ^{[ 8 ]} y 10:1 ^{[ 8 ]} en el músculo liso. Por el contrario, desde el punto de vista de la proporción de masa (a diferencia de la proporción molar), la miosina es la proteína dominante en el músculo esquelético estriado, con una proporción de actina a miosina que se sitúa entre 1:2 y 1:3. Un valor típico para adultos jóvenes sanos es 1:2,2. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Otras proteínas asociadas

El músculo liso no contiene la proteína troponina ; en su lugar , la calmodulina (que desempeña una función reguladora en el músculo liso), la caldesmona y la calponina son proteínas importantes que se expresan en el músculo liso.

La tropomiosina está presente en el músculo liso, abarcando siete monómeros de actina y dispuesta de extremo a extremo a lo largo de toda la longitud de los filamentos delgados. En el músculo estriado , la tropomiosina sirve para bloquear las interacciones actina-miosina hasta que haya calcio presente, pero en el músculo liso, su función es desconocida. ^{[ 8 ]}
Las moléculas de calponina pueden existir en igual número que la actina, y se ha propuesto que sea una proteína de soporte de carga. ^{[ 8 ]}
Se ha sugerido que la caldesmona participa en la unión de la actina, la miosina y la tropomiosina, y por lo tanto mejora la capacidad del músculo liso para mantener la tensión. ^{[ 8 ]}

Además, estas tres proteínas podrían tener un papel en la inhibición de la actividad ATPasa del complejo de miosina, que de otro modo proporciona energía para impulsar la contracción muscular. ^{[ 8 ]}

Cuerpos densos

Los filamentos de actina se unen a cuerpos densos, análogos a los discos Z de los sarcómeros del músculo estriado. Los cuerpos densos son ricos en alfa-actinina (α-actinina) ^{[ 8 ]} y también unen filamentos intermedios (compuestos principalmente de vimentina y desmina ), actuando así como anclas desde las que los filamentos delgados pueden ejercer fuerza ^{[ 8 ]} . Los cuerpos densos también se asocian con beta-actina , el tipo presente en el citoesqueleto, lo que sugiere que podrían coordinar las tensiones tanto de la maquinaria contráctil como del citoesqueleto ^{[ 8 ]} . Los cuerpos densos se ven más oscuros bajo el microscopio electrónico, por lo que a veces se les describe como electrodensos ^{[ 15 ] .}

Los filamentos intermedios se conectan a otros filamentos intermedios mediante cuerpos densos, que finalmente se unen a las uniones adherentes (también llamadas adhesiones focales) en la membrana celular de la célula muscular lisa, denominada sarcolema . Las uniones adherentes constan de un gran número de proteínas, entre las que se incluyen la alfa-actinina (α-actinina), la vinculina y la actina del citoesqueleto. ^{[ 8 ]} Las uniones adherentes se encuentran dispersas alrededor de bandas densas que rodean la célula muscular lisa en un patrón similar a una costilla. ^{[ 7 ]} Las áreas de bandas densas (o placas densas) se alternan con regiones de membrana que contienen numerosas caveolas . Cuando los complejos de actina y miosina se contraen, la fuerza se transmite al sarcolema a través de los filamentos intermedios que se unen a dichas bandas densas.

Contracción

Durante la contracción, se produce una reorganización espacial de la maquinaria contráctil para optimizar el desarrollo de la fuerza. ^{[ 8 ]} Parte de esta reorganización consiste en la fosforilación de la vimentina en Ser ⁵⁶ por una quinasa activada por p21 , lo que resulta en cierto desensamblaje de los polímeros de vimentina. ^{[ 8 ]}

Además, el número de filamentos de miosina es dinámico entre el estado relajado y el contraído en algunos tejidos, ya que cambia la proporción de actina a miosina, y también cambian la longitud y el número de filamentos de miosina.

Se ha observado que células musculares lisas aisladas se contraen en forma de espiral, y las células musculares lisas aisladas y permeabilizadas, adheridas al vidrio (de modo que las proteínas contráctiles pueden contraerse internamente), demuestran zonas de interacciones de proteínas contráctiles a lo largo del eje longitudinal a medida que la célula se contrae.

El tejido muscular liso necesita estirarse con frecuencia, por lo que la elasticidad es una característica importante de este músculo. Las células musculares lisas pueden secretar una matriz extracelular compleja que contiene colágeno (principalmente de tipo I y III), elastina , glucoproteínas y proteoglicanos . El músculo liso también posee receptores específicos de elastina y colágeno para interactuar con estas proteínas de la matriz extracelular. Estas fibras, junto con sus matrices extracelulares, contribuyen a la viscoelasticidad de estos tejidos. Por ejemplo, las grandes arterias son vasos viscoelásticos que actúan como un Windkessel , propagando la contracción ventricular y suavizando el flujo pulsátil, y el músculo liso de la túnica media contribuye a esta propiedad.

Caveolas

El sarcolema también contiene caveolas , que son microdominios de balsas lipídicas especializadas en eventos de señalización celular y canales iónicos . Estas invaginaciones en el sarcoplasma contienen una gran cantidad de receptores ( prostaciclina , endotelina , serotonina , receptores muscarínicos , receptores adrenérgicos ), generadores de segundos mensajeros ( adenilación ciclasa , fosfolipasa C ), proteínas G (RhoA, G alfa), quinasas ( rho quinasa -ROCK, proteína quinasa C , proteína quinasa A ) y canales iónicos ( canales de calcio tipo L, canales de potasio sensibles al ATP, canales de potasio sensibles al calcio ) en estrecha proximidad. Las caveolas suelen estar cerca del retículo sarcoplásmico o las mitocondrias, y se ha propuesto que organizan moléculas de señalización en la membrana.

Acoplamiento excitación-contracción

Un músculo liso se excita mediante estímulos externos, lo que provoca su contracción. Cada paso se detalla a continuación.

Estímulos y factores inductores

El músculo liso puede contraerse espontáneamente (a través de la dinámica de los canales iónicos ) o, como en el intestino, las células marcapasos intersticiales de Cajal producen contracciones rítmicas. Además, la contracción, así como la relajación, pueden ser inducidas por diversos agentes fisicoquímicos (por ejemplo, hormonas, fármacos, neurotransmisores, especialmente del sistema nervioso autónomo ).

El músculo liso en diversas regiones del árbol vascular, las vías respiratorias y los pulmones, los riñones y la vagina difiere en la expresión de canales iónicos, receptores hormonales, vías de señalización celular y otras proteínas que determinan su función.

Sustancias externas

Por ejemplo, los vasos sanguíneos de la piel, el sistema gastrointestinal, los riñones y el cerebro responden a la norepinefrina y la epinefrina (provenientes de la estimulación simpática o de la médula suprarrenal) produciendo vasoconstricción (esta respuesta está mediada por receptores adrenérgicos alfa-1 ). Sin embargo, los vasos sanguíneos del músculo esquelético y cardíaco responden a estas catecolaminas produciendo vasodilatación, ya que poseen receptores adrenérgicos beta . Por lo tanto, existe una diferencia en la distribución de los distintos receptores adrenérgicos que explica la diferencia en la respuesta de los vasos sanguíneos de diferentes áreas al mismo agente, la norepinefrina/epinefrina, así como las diferencias debidas a las distintas cantidades de estas catecolaminas liberadas y a la sensibilidad de los diversos receptores a las concentraciones.

En general, el músculo liso arterial responde al dióxido de carbono produciendo vasodilatación y al oxígeno produciendo vasoconstricción. Los vasos sanguíneos pulmonares son únicos, ya que se vasodilatan ante una alta tensión de oxígeno y se vasoconstriñen cuando esta disminuye. Los bronquiolos, músculos lisos que recubren las vías respiratorias pulmonares, responden a altas concentraciones de dióxido de carbono produciendo vasodilatación y se vasoconstriñen cuando estas son bajas. Estas respuestas al dióxido de carbono y al oxígeno por parte de los vasos sanguíneos pulmonares y el músculo liso de los bronquiolos contribuyen a equilibrar la perfusión y la ventilación en los pulmones. Además, los distintos tejidos musculares lisos presentan niveles extremos de retículo sarcoplásmico, por lo que el acoplamiento excitación-contracción varía según su dependencia del calcio intracelular o extracelular.

Investigaciones recientes indican que la señalización de esfingosina-1-fosfato (S1P) es un regulador importante de la contracción del músculo liso vascular . Cuando aumenta la presión transmural , la esfingosina quinasa 1 fosforila la esfingosina a S1P, que se une al receptor S1P2 en la membrana plasmática de las células. Esto produce un aumento transitorio del calcio intracelular y activa las vías de señalización de Rac y Rhoa. En conjunto, estas vías aumentan la actividad de MLCK y disminuyen la de MLCP, promoviendo la contracción muscular. Esto permite que las arteriolas aumenten su resistencia en respuesta al aumento de la presión arterial y, por lo tanto, mantengan un flujo sanguíneo constante. La porción de Rhoa y Rac de la vía de señalización proporciona una forma independiente del calcio para regular el tono de las arterias de resistencia . ^{[ 16 ]}

Propagación del impulso

Para mantener las dimensiones de los órganos frente a las fuerzas que actúan sobre ellos, las células se unen entre sí mediante uniones adherentes . Como consecuencia, las células están acopladas mecánicamente entre sí, de modo que la contracción de una célula provoca cierto grado de contracción en una célula adyacente. Las uniones comunicantes acoplan las células adyacentes química y eléctricamente, facilitando la propagación de sustancias químicas (por ejemplo, calcio) o potenciales de acción entre las células del músculo liso. El músculo liso de una sola unidad presenta numerosas uniones comunicantes, y estos tejidos suelen organizarse en láminas o haces que se contraen en conjunto.

Contracción

La contracción del músculo liso se produce por el deslizamiento de los filamentos de miosina y actina ( mecanismo de deslizamiento de filamentos ). La energía necesaria para este proceso proviene de la hidrólisis del ATP . La miosina actúa como una ATPasa, utilizando ATP para producir un cambio conformacional molecular en parte de la misma, generando así el movimiento. El desplazamiento de los filamentos se produce cuando las cabezas globulares que sobresalen de los filamentos de miosina se unen e interactúan con los filamentos de actina para formar puentes cruzados. Las cabezas de miosina se inclinan y arrastran el filamento de actina una pequeña distancia (10-12 nm). A continuación, las cabezas se liberan del filamento de actina y cambian de ángulo para desplazarse a otro punto del filamento, a una distancia mayor (10-12 nm). Allí, pueden volver a unirse a la molécula de actina y arrastrarla aún más. Este proceso se denomina ciclo de puentes cruzados y es el mismo para todos los músculos (véase contracción muscular ). A diferencia del músculo cardíaco y esquelético, el músculo liso no contiene la proteína troponina, que se une al calcio. La contracción se inicia mediante una fosforilación de la miosina regulada por calcio, en lugar de un sistema de troponina activado por calcio.

El ciclo de los puentes cruzados provoca la contracción de los complejos de miosina y actina, lo que a su vez causa un aumento de la tensión a lo largo de todas las cadenas de estructuras tensoras, lo que finalmente resulta en la contracción de todo el tejido muscular liso.

Fásico o tónico

El músculo liso puede contraerse fásicamente, con una contracción y relajación rápidas, o tónicamente, con una contracción lenta y sostenida. ^{[ 17 ]} Los tractos reproductivo, digestivo, respiratorio y urinario, la piel, los ojos y el sistema vascular contienen este tipo de músculo tónico. Este tipo de músculo liso puede mantener la fuerza durante un tiempo prolongado con un consumo mínimo de energía. Existen diferencias en las cadenas pesadas y ligeras de miosina que también se correlacionan con estas diferencias en los patrones de contracción y la cinética de contracción entre el músculo liso tónico y el fásico.

Activación de las cabezas de miosina

El ciclo de puentes cruzados no puede ocurrir hasta que las cabezas de miosina se hayan activado para permitir la formación de puentes cruzados. Cuando las cadenas ligeras se fosforilan, se activan y permiten que ocurra la contracción. La enzima que fosforila las cadenas ligeras se llama cinasa de cadena ligera de miosina (MLCK), también llamada cinasa MLC _20.^{[ 8 ]} Para controlar la contracción, la MLCK solo actúa cuando el músculo es estimulado para contraerse. La estimulación aumenta la concentración intracelular de iones de calcio. Estos se unen a una molécula llamada calmodulina y forman un complejo calcio-calmodulina. Es este complejo el que se une a la MLCK para activarla, permitiendo que ocurra la cadena de reacciones para la contracción. ^{[ 1 ]}

La activación consiste en la fosforilación de una serina en la posición 19 (Ser19) de la cadena ligera MLC20, lo que provoca un cambio conformacional que aumenta el ángulo en el dominio del cuello de la cadena pesada de miosina, _[^{8 ] que} corresponde a la parte del ciclo del puente cruzado donde la cabeza de miosina se desliga del filamento de actina y se reubica en otro sitio del mismo. Tras la unión de la cabeza de miosina al filamento de actina, esta fosforilación de serina también activa la actividad ATPasa de la región de la cabeza de miosina para proporcionar la energía necesaria para la contracción subsiguiente. ^{[ 8 ]} La fosforilación de una treonina en la posición 18 (Thr18) de MLC20 también es posible y puede aumentar aún más la actividad ATPasa del complejo de miosina. ^{[ 8 ]}

Mantenimiento sostenido

La fosforilación de las cadenas ligeras de miosina MLC ₂₀ se correlaciona bien con la velocidad de acortamiento del músculo liso. Durante este período, se produce un rápido aumento en la utilización de energía, medida mediante el consumo de oxígeno. A los pocos minutos de su inicio, el nivel de calcio disminuye notablemente, la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina MLC ₂₀ disminuye, la utilización de energía disminuye y el músculo puede relajarse. Aun así, el músculo liso tiene la capacidad de mantener la fuerza de forma sostenida en esta situación. Esta fase sostenida se ha atribuido a ciertos puentes cruzados de miosina, denominados puentes de cierre, que se mueven muy lentamente, ralentizando notablemente la progresión a la etapa del ciclo en la que la miosina desfosforilada se separa de la actina, manteniendo así la fuerza con bajos costos energéticos. ^{[ 8 ]} Este fenómeno es de gran valor, especialmente para el músculo liso tónicamente activo. ^{[ 8 ]}

Las preparaciones aisladas de músculo liso vascular y visceral se contraen con una solución salina equilibrada con alto contenido de potasio, generando una cierta cantidad de fuerza contráctil. La misma preparación, estimulada en una solución salina equilibrada normal con un agonista como la endotelina o la serotonina, generará una mayor fuerza contráctil. Este aumento de fuerza se denomina sensibilización al calcio. La fosfatasa de la cadena ligera de miosina se inhibe para aumentar la ganancia o sensibilidad de la cinasa de la cadena ligera de miosina al calcio. Se cree que varias vías de señalización celular regulan esta disminución de la fosfatasa de la cadena ligera de miosina: una vía de la cinasa RhoA-Rock, una vía de la proteína cinasa C-proteína inhibidora de la potenciación de la proteína cinasa C 17 (CPI-17), la teloquina y una vía de la cinasa Zip. Además, se ha implicado a la cinasa Rock y a la cinasa Zip en la fosforilación directa de las cadenas ligeras de miosina de 20 kDa.

Otros mecanismos contráctiles

También se han implicado otras vías de señalización celular y quinasas de proteínas ( quinasa C , quinasa Rho , quinasa Zip, quinasas de adhesión focal), y la dinámica de polimerización de actina desempeña un papel en el mantenimiento de la fuerza. Si bien la fosforilación de la cadena ligera de miosina se correlaciona bien con la velocidad de acortamiento, otras vías de señalización celular se han implicado en el desarrollo y mantenimiento de la fuerza. En particular, se ha demostrado que la fosforilación de residuos de tirosina específicos en la proteína adaptadora de adhesión focal paxilina por quinasas de tirosina específicas es esencial para el desarrollo y mantenimiento de la fuerza. Por ejemplo, los nucleótidos cíclicos pueden relajar el músculo liso arterial sin reducciones en la fosforilación de los puentes cruzados, un proceso denominado supresión de la fuerza. Este proceso está mediado por la fosforilación de la pequeña proteína de choque térmico hsp20 y puede impedir que las cabezas de miosina fosforiladas interactúen con la actina.

Relajación

La fosforilación de las cadenas ligeras por MLCK es contrarrestada por una fosfatasa de cadena ligera de miosina , que desfosforila las cadenas ligeras de miosina MLC _{20 y por lo tanto inhibe la contracción.}^{[ 8 ]} Otras vías de señalización también han sido implicadas en la regulación de la dinámica de actina y miosina. En general, la relajación del músculo liso es por vías de señalización celular que aumentan la actividad de la fosfatasa de miosina, disminuyen los niveles de calcio intracelular, hiperpolarizan el músculo liso y/o regulan la actina y la miosina muscular puede ser mediada por el factor relajante derivado del endotelio-óxido nítrico, factor hiperpolarizante derivado del endotelio (ya sea un cannabinoide endógeno, metabolito del citocromo P450 o peróxido de hidrógeno), o prostaciclina (PGI2). El óxido nítrico y la PGI2 estimulan la guanilato ciclasa soluble y la adenilato ciclasa unida a la membrana, respectivamente. Los nucleótidos cíclicos (cGMP y cAMP) producidos por estas ciclasas activan la proteína quinasa G y la proteína quinasa A, y fosforilan varias proteínas. Estos eventos de fosforilación provocan una disminución del calcio intracelular (inhiben los canales de calcio de tipo L, inhiben los canales del receptor de IP3 , estimulan la ATPasa de la bomba de calcio del retículo sarcoplásmico ), una disminución de la fosforilación de la cadena ligera de miosina de 20 kDa al alterar la sensibilización al calcio y aumentar la actividad de la fosfatasa de la cadena ligera de miosina, una estimulación de los canales de potasio sensibles al calcio que hiperpolarizan la célula, y la fosforilación del residuo de aminoácido serina 16 en la proteína de choque térmico pequeña (hsp20) por las proteínas quinasas A y G. La fosforilación de hsp20 parece alterar la dinámica de la actina y las adhesiones focales, así como la interacción actina-miosina, y evidencia reciente indica que la unión de hsp20 a la proteína 14-3-3 está implicada en este proceso. Una hipótesis alternativa plantea que la Hsp20 fosforilada también podría alterar la afinidad de la miosina fosforilada con la actina e inhibir la contractilidad al interferir con la formación de puentes cruzados. El factor hiperpolarizante derivado del endotelio estimula los canales de potasio sensibles al calcio y/o los canales de potasio sensibles al ATP, estimulando así la salida de potasio, lo que hiperpolariza la célula y produce relajación.

Músculo liso de invertebrados

En el músculo liso de los invertebrados, la contracción se inicia con la unión directa del calcio a la miosina y, posteriormente, con el rápido ciclo de los puentes cruzados, generando fuerza. De forma similar al mecanismo del músculo liso de los vertebrados, existe una fase de retención con bajo nivel de calcio y bajo consumo de energía. Esta fase sostenida, o fase de retención, se ha atribuido a una proteína de retención con similitudes a la cinasa de la cadena ligera de miosina y a la proteína elástica titina, denominada twitchin. Las almejas y otros moluscos bivalvos utilizan esta fase de retención del músculo liso para mantener su concha cerrada durante periodos prolongados con un bajo consumo de energía.

Efectos específicos

Aunque la estructura y la función de las células del músculo liso son básicamente las mismas en diferentes órganos, sus efectos específicos o funciones finales difieren.

La función contráctil del músculo liso vascular regula el diámetro luminal de las pequeñas arterias (arteriolas), denominadas arterias de resistencia , contribuyendo así significativamente a la regulación de la presión arterial y el flujo sanguíneo en los lechos vasculares. El músculo liso se contrae lentamente y puede mantener la contracción (tónica) durante periodos prolongados en vasos sanguíneos, bronquiolos y algunos esfínteres. La activación del músculo liso arteriolar puede reducir el diámetro luminal en un tercio con respecto al estado de reposo, alterando drásticamente el flujo sanguíneo y la resistencia. La activación del músculo liso aórtico no altera significativamente el diámetro luminal, pero sí aumenta la viscoelasticidad de la pared vascular.

En el tracto digestivo, el músculo liso se contrae de forma rítmica y peristáltica , impulsando rítmicamente los alimentos a través del tracto digestivo como resultado de la contracción fásica.

En el músculo liso especializado de la arteriola aferente del aparato yuxtaglomerular se observa una función no contráctil, la cual secreta renina en respuesta a cambios osmóticos y de presión. También se cree que secreta ATP para la regulación tubuloglomerular de la tasa de filtración glomerular. A su vez, la renina activa el sistema renina-angiotensina para regular la presión arterial.

Crecimiento y reorganización

El mecanismo por el cual los factores externos estimulan el crecimiento y la reorganización aún no se comprende completamente. Diversos factores de crecimiento y agentes neurohumorales influyen en el crecimiento y la diferenciación del músculo liso. Se ha demostrado que el receptor Notch y la vía de señalización celular son esenciales para la vasculogénesis y la formación de arterias y venas. La proliferación está implicada en la patogénesis de la aterosclerosis y es inhibida por el óxido nítrico.

El origen embriológico del músculo liso suele ser mesodérmico, tras la formación de células musculares en un proceso conocido como miogénesis . Sin embargo, el músculo liso de la aorta y las arterias pulmonares (las grandes arterias del corazón) deriva del ectomesénquima de la cresta neural , mientras que el músculo liso de las arterias coronarias es de origen mesodérmico.

Enfermedades relacionadas

El síndrome de disfunción muscular lisa multisistémica es una afección genética en la que el cuerpo de un embrión en desarrollo no produce suficiente músculo liso para el sistema gastrointestinal . Esta afección es mortal.

Los anticuerpos antimúsculo liso (ASMA) pueden ser un síntoma de un trastorno autoinmune , como la hepatitis , la cirrosis o el lupus .

Los tumores de músculo liso suelen ser benignos y se denominan leiomiomas . Pueden aparecer en cualquier órgano, pero generalmente se presentan en el útero , el intestino delgado y el esófago . Los tumores malignos de músculo liso se denominan leiomiosarcomas . Los leiomiosarcomas son uno de los tipos más comunes de sarcomas de tejidos blandos . Los tumores vasculares de músculo liso son muy raros. Pueden ser malignos o benignos , y la morbilidad puede ser significativa en ambos casos. La leiomiomatosis intravascular es una neoplasia benigna que se extiende a través de las venas ; el angioleiomioma es una neoplasia benigna de las extremidades; el leiomiosarcoma vascular es una neoplasia maligna que puede encontrarse en la vena cava inferior , las arterias y venas pulmonares y otros vasos periféricos . Véase Aterosclerosis .

Véase también

Se ha demostrado que la atromentina es un estimulante del músculo liso . ^{[ 18 ]}
Mecanismo miogénico
Lista de los distintos tipos de células en el cuerpo humano adulto.

Referencias

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Enlaces externos

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Sujeto de histología de la UIUC 265
Histología en KUMC muscular-muscle08 "Músculo liso"
Imagen histológica: 21701ooa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston.
Microfotografías histológicas del músculo liso
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