27.1. Características estructurales del músculo liso
El músculo liso está formado por células uninucleadas, delgadas y fusiformes. Sus dimensiones son muy variables según la localización: desde ~10 µm en el endotelio vascular hasta ~500 µm en el útero gestante, con diámetros entre 2 y 10 µm. Esta variabilidad refleja la diversidad funcional del tejido.
A diferencia del músculo esquelético, el músculo liso:
- No tiene sarcómeros.
- Carece de estriación transversal.
- No tienen túbulos T. El sarcolema forma invaginaciones en forma de saco denominadas cavéolas, que actúan como microdominios ricos en Ca²⁺ en la membrana.
- Las caveolas son el punto de entrada preferencial del Ca²⁺ extracelular y mantienen una concentración local de Ca²⁺ superficial que puede activar directamente el mecanismo contráctil.
- Funcionalmente sustituyen a los túbulos T del músculo esquelético.
- El retículo sarcoplásmico del músculo liso está poco desarrollado en comparación con el esquelético, lo que tiene consecuencias directas sobre las fuentes de Ca²⁺ durante la contracción.
- Los filamentos de actina y miosina existen, pero están organizados de forma irregular y oblicua respecto al eje longitudinal de la célula.
- Los filamentos finos se anclan a estructuras densas denominadas cuerpos densos, que contienen α-actinina y son el equivalente funcional de las líneas Z del músculo esquelético.
- No tienen una longitud de sarcómero fija ni una longitud óptima de solapamiento.
- Puede generar fuerza a lo largo de un rango de longitudes mucho mayor que el esquelético.
- La proporción actina:miosina es de aproximadamente 15:1, muy superior a la del músculo esquelético (~2:1), con predominio marcado de filamentos finos.
- Los filamentos de miosina presentan polaridad lateral, es decir, los filamentos de un hemilado se mueven en sentido opuesto a los del otro, lo que permite una contracción más potente y un rango de acortamiento mucho mayor.
La morfología detallada del músculo liso (ultraestructura, cuerpos densos, organización de filamentos) se estudia en Histología General, Tema 13 — Músculo liso.
El músculo liso está presente en la pared de prácticamente todas las vísceras (excepto el corazón), en los vasos sanguíneos y en el árbol respiratorio. Su alteración funcional está implicada en patologías de alta prevalencia como el asma (broncoespasmo por hiperreactividad del músculo liso bronquial), hipertensión arterial (vasoconstricción mantenida de arteriolas de resistencia) y aterosclerosis (migración y proliferación de células musculares lisas vasculares a la íntima).
27.2. Tipos de músculo liso: unitario y multiunitario
El músculo liso se clasifica funcionalmente en dos tipos según el grado de acoplamiento eléctrico entre células:
27.2.1. Músculo liso unitario (visceral o sincitial)
Las fibras están conectadas entre sí mediante uniones comunicantes (gap junctions) que permiten el paso directo de iones entre células. El potencial de acción se propaga eléctricamente de célula en célula, de modo que todo el tejido se comporta como una unidad funcional, un sincitio.
Es el tipo predominante en las paredes viscerales (uréter, intestino, trompas de Falopio o útero, por ejemplo). Puede disponerse en capas concéntricas (circular y longitudinal) que permiten movimientos peristálticos coordinados.
Una característica fundamental es su automatismo. El músculo liso puede contraerse de forma espontánea, sin necesidad de estimulación nerviosa, en respuesta a estímulos hormonales, cambios en el entorno químico (pH, O₂, CO₂) o fuerzas de estiramiento mecánico. La inervación autónoma modula este comportamiento intrínseco, pero no lo genera.
27.2.2. Músculo liso multiunitario
Las fibras son independientes entre sí. Cada célula recibe su propia inervación y está aislada de las vecinas por una membrana basal de colágeno y glucoproteínas. No existen uniones comunicantes, por lo que la contracción es independiente célula a célula y el control nervioso es directo.
Se encuentra en estructuras que requieren control fino e independiente: músculo ciliar del ojo, iris, esfínteres, músculo erector del pelo y grandes vasos sanguíneos.
Los vasos sanguíneos de resistencia (arteriolas) tienen características predominantemente multiunitarias, aunque en algunos territorios existe un grado variable de acoplamiento eléctrico entre células. La distinción entre unitario y multiunitario debe entenderse como un continuo funcional, no como una clasificación rígida.
| Característica | Unitario (visceral) | Multiunitario |
|---|---|---|
| Uniones comunicantes | Sí (sincitio) | No |
| Automatismo | Sí | No |
| Control nervioso | Modulador | Directo |
| Tipo de contracción | Fásica y tónica | Predominantemente tónica |
| Localización | Vísceras huecas, útero, uréter | Iris, ciliar, esfínteres, grandes vasos |
27.3. Unión neuromuscular en el músculo liso
La inervación del músculo liso difiere radicalmente de la del músculo esquelético. No existen placas motoras ni terminaciones nerviosas especializadas: el axón se ramifica ampliamente y presenta a lo largo de su trayecto unas dilataciones denominadas varicosidades, que contienen vesículas de neurotransmisor.
Las varicosidades liberan el neurotransmisor de forma difusa en la vecindad del músculo, sin establecer un contacto sináptico puntual. La distancia entre la varicosidad y el sarcolema es variable: puede ser de 80-100 nm en músculo liso unitario próximo al nervio, o superar 1 µm en territorios con inervación difusa. A mayor distancia, mayor latencia de respuesta. El neurotransmisor difunde y es captado por receptores distribuidos a lo largo de todo el sarcolema. Una sola fibra nerviosa puede influir sobre un área extensa de músculo liso.
Los dos neurotransmisores autónomos principales son la acetilcolina (parasimpático) y la noradrenalina (simpático). El efecto (contracción o relajación) no depende del neurotransmisor en sí, sino del tipo de receptor presente en la célula muscular diana.
Muchas fibras autónomas liberan más de un neurotransmisor (cotransmisión). Las fibras simpáticas, por ejemplo, pueden co-liberar noradrenalina y ATP: la noradrenalina actúa sobre receptores adrenérgicos α o β, mientras que el ATP activa receptores purinérgicos P2X (contráctiles) o P2Y (moduladores). Este fenómeno amplía la versatilidad de la regulación autonómica del músculo liso.
En el músculo liso, el mismo neurotransmisor puede producir contracción en un tejido y relajación en otro. La noradrenalina contrae los vasos sanguíneos (receptores α₁) pero relaja el músculo bronquial (receptores β₂). El efecto lo determina el receptor, no el mensajero.
27.4. Actividad eléctrica: potenciales de acción y ondas lentas
El potencial de membrana en reposo del músculo liso es de −50 a −60 mV, unos 20-30 mV más positivo que el del músculo esquelético. Esta diferencia se explica por la menor densidad de canales de K⁺ rectificadores de entrada.
A diferencia del músculo esquelético, el potencial de reposo del músculo liso es lábil y varía continuamente en función del tono del SNA, las hormonas circulantes y los factores locales del entorno tisular. Esta labilidad explica su excitabilidad variable y su capacidad de responder a múltiples estímulos.
El músculo liso contiene abundantes canales de calcio voltaje-dependientes (VOCC) y pocos canales de Na⁺, a diferencia del músculo esquelético y las neuronas. Esto condiciona que los potenciales de acción sean más lentos y prolongados.
En el músculo liso unitario se distinguen dos tipos de potenciales de acción:
- Potencial de acción en punta: el más frecuente en músculo liso visceral. Duración de 10-50 ms. Puede ser desencadenado por estimulación hormonal, química, eléctrica o mecánica (distensión).
- Potencial de acción con meseta: comienza como el anterior pero la repolarización se retrasa hasta 1 segundo, produciendo una entrada sostenida de Ca²⁺. Es el responsable de contracciones prolongadas, como las del útero durante el parto o las del uréter.
27.4.1. Ondas lentas
En el músculo liso intestinal aparece un tipo especial de actividad eléctrica denominadas ondas lentas. No son potenciales de acción, sino oscilaciones rítmicas subumbrales del potencial de membrana generadas por las células intersticiales de Cajal (CIC), que actúan como marcapasos del músculo liso intestinal. Las CIC generan corrientes rítmicas a través de canales de Cl⁻ activados por Ca²⁺ (principalmente el canal ANO1/TMEM16A), que se propagan al músculo liso adyacente a través de uniones gap.
Las ondas lentas no producen contracción por sí solas. Si su amplitud es suficiente para elevar el potencial de membrana por encima de −35 mV, disparan potenciales de acción superpuestos que sí generan contracción. A mayor frecuencia de ondas lentas, mayor probabilidad de contracción sostenida y mayor actividad peristáltica.
La disfunción o pérdida de las células intersticiales de Cajal se asocia a trastornos graves de la motilidad gastrointestinal: gastroparesia diabética, pseudoobstrucción intestinal crónica y algunas formas de estreñimiento grave. Los tumores del estroma gastrointestinal (GIST) se originan precisamente en las CIC o sus precursores y expresan el receptor c-KIT, diana del imatinib.
27.5. Mecanismo de contracción: calcio y calmodulina
El músculo liso carece de troponina. El mecanismo de activación por Ca²⁺ es completamente distinto al del músculo esquelético: el Ca²⁺ actúa sobre la miosina, no sobre la actina.
La fuente principal de Ca²⁺ es el líquido extracelular, no el retículo sarcoplásmico (que está poco desarrollado y no contiene Ca²⁺ suficiente para mantener la contracción). El Ca²⁺ entra por canales voltaje-dependientes o por canales activados por receptores hormonales.
27.5.1. Fuentes de Ca²⁺
El aumento de Ca²⁺ intracelular que desencadena la contracción procede de tres fuentes:
- Entrada por canales voltaje-dependientes (VOCC): se abren cuando el potencial de membrana se despolariza. Son la vía principal en respuesta a potenciales de acción.
- Entrada por canales activados por receptor (ROC): se abren directamente por unión de un agonista (independientemente del voltaje). Relevantes en respuesta a agonistas vasoactivos.
- Liberación desde el RS vía IP₃: los receptores acoplados a proteínas Gq (angiotensina II, vasopresina, histamina, acetilcolina muscarinica en algunos tejidos) activan la fosfolipasa C (PLC), que genera inositol trifosfato (IP₃). El IP₃ se une a sus receptores (IP₃R) en la membrana del RS y libera Ca²⁺ almacenado. Esta vía permite la contracción incluso sin despolarización de la membrana.
Las cavéolas del sarcolema actúan como reservorio local de Ca²⁺ superficial y punto de acoplamiento entre la entrada de Ca²⁺ y la liberación desde el RS, amplificando la señal de manera análoga al CICR cardiaco, aunque de forma menos sincronizada.
27.5.2. Ciclo de activación calmodulina-MLCK
Una vez elevado el Ca²⁺ intracelular, la secuencia contráctil sigue estos pasos:
- El Ca²⁺ se une a la calmodulina (proteína citosólica con 4 sitios de unión de alta afinidad).
- El complejo Ca²⁺-calmodulina activa la miosina kinasa de cadenas ligeras (MLCK).
- La MLCK fosforila la cadena ligera reguladora de la cabeza de miosina.
- La miosina fosforilada adquiere afinidad por la actina y se inicia el ciclo de puentes cruzados.
- La miosina fosfatasa defosforila la miosina cuando el Ca²⁺ cae, desacoplando la miosina de la actina y produciendo la relajación.
- Aumento de Ca²⁺ intracelular (desde exterior o desde el RS)
- El Ca²⁺ se une a la calmodulina (4 sitios de unión)
- El complejo Ca²⁺-calmodulina activa la miosina kinasa (MLCK)
- La MLCK fosforila la cadena reguladora de la cabeza de miosina
- La miosina fosforilada adquiere afinidad por la actina
- Se inicia el ciclo de puentes cruzados (igual que en músculo esquelético)
Relajación: la miosina fosfatasa defosforila la cabeza de miosina → cesa la unión a actina → relajación.
La diferencia más importante entre músculo esquelético y liso es que en el esquelético el Ca²⁺ actúa sobre la actina (desplaza tropomiosina vía troponina), pero en el liso, el Ca²⁺ actúa sobre la miosina (la fosforila vía calmodulina-MLCK). El resultado final ( la formación de puentes cruzados) es el mismo.
La vía IP₃ permite la contracción del músculo liso sin despolarización eléctrica. Agonistas como la angiotensina II o la vasopresina pueden contraer el músculo vascular sin generar un potencial de acción, simplemente activando la liberación de Ca²⁺ desde el RS vía Gq-PLC-IP₃. Este mecanismo es invisible para el electromiograma pero produce vasoconstricción.
27.6. Contracción tónica: teoría del cerrojo
El mecanismo calmodulina-MLCK explicado anteriormente no justifica por sí solo la capacidad del músculo liso de mantener contracciones tónicas prolongadas con bajo consumo de energía. Para ello se ha propuesto la teoría del cerrojo (latch theory):
- Cuando la concentración de Ca²⁺ intracelular es alta, la MLCK está muy activa y la contracción progresa normalmente con ciclos de puentes cruzados y consumo de ATP. Si la concentración de Ca²⁺ desciende a niveles bajos o moderados, el equilibrio entre MLCK y miosina fosfatasa se desplaza hacia la fosfatasa y la miosina se defosforila progresivamente.
- Sin embargo, si la miosina defosforilada sigue unida a la actina en el momento de la defosforilación, permanece en ese estado porque la cabeza de miosina defosforilada tiene muy baja afinidad por el ATP y no completa el ciclo. El puente cruzado queda encerrojado en posición unida, manteniendo la tensión sin consumir ATP.
- El tono del cerrojo está regulado por el cociente MLCK/miosina fosfatasa. El sistema simpático (vía AMPc/PKA) y el NO (vía GMPc/PKG) activan la miosina fosfatasa y/o inhiben la MLCK, desplazando el equilibrio hacia la defosforilación y la relajación. Este mecanismo conecta directamente con la regulación farmacológica descrita en el punto 27.8.
El cerrojo explica por qué los vasos sanguíneos y los esfínteres pueden mantener tono durante horas con un coste metabólico mínimo. Es la base fisiológica del tono vascular en reposo y de la continencia urinaria.
Una pregunta frecuente es ¿por qué el músculo liso no se fatiga como el esquelético? Respuesta: porque en contracción tónica los puentes cruzados están encerrojados y no consumen ATP.
27.7. Tipos de contracción: fásica y tónica
El músculo liso puede expresar dos patrones contráctiles distintos según su función:
- La contracción fásica es rápida, breve y cíclica, similar en dinámica a la del músculo esquelético. Se da en el músculo liso unitario del aparato digestivo y genitourinario, donde sirve para propulsar el contenido de la víscera: peristaltismo intestinal, vaciamiento vesical, parto, transporte ureteral.
- La contracción tónica es sostenida durante largos periodos, generalmente de forma isométrica. Se da en vasos sanguíneos, vías respiratorias y esfínteres, donde mantiene el calibre o el cierre del órgano. Se sustenta en el mecanismo del cerrojo descrito en el apartado anterior.
Una propiedad exclusiva del músculo liso tónico es la plasticidad de longitud:
- El músculo liso puede generar tensión sostenida a lo largo de un rango de longitudes muy amplio sin pérdida proporcional de fuerza.
- Esto se debe a la reorganización dinámica de los filamentos de actina y miosina y a la ausencia de longitud óptima fija.
- Esto permite, por ejemplo, que la vejiga urinaria mantenga baja presión intravesical mientras se llena progresivamente y al útero generar fuerza eficaz a lo largo de todo el proceso de dilatación.
La plasticidad de longitud del músculo liso es la base fisiológica de la acomodación vesical: la vejiga puede pasar de prácticamente vacía a 400-500 ml sin aumentar significativamente su presión interna, gracias a que el músculo detrusor reajusta su longitud de trabajo sin perder capacidad de generar tensión cuando se le pide contraer para el vaciamiento.
27.8. Regulación: SNA, hormonas y factores locales
El músculo liso recibe señales reguladoras de tres fuentes: el sistema nervioso autónomo, las hormonas circulantes y los factores locales del entorno tisular.
El SNA actúa a través de acetilcolina (parasimpático) y noradrenalina (simpático). La respuesta depende del tipo de receptor en la célula diana, no del neurotransmisor.
Las hormonas actúan mediante tres mecanismos principales:
- Apertura de canales de Ca²⁺ o Na⁺: potencian la despolarización y la contracción.
- Apertura de canales de K⁺: hiperpolarización e inhibición.
- Activación de receptores metabotrópicos que modifican la concentración de AMPc o GMPc. Este es el mecanismo de los broncodilatadores β₂-agonistas (↑AMPc) y de los nitratos en la angina (↑GMPc).
- El AMPc elevado activa la PKA, que fosforila e inhibe la MLCK y activa la miosina fosfatasa. Como resultado, el músculo se relaja.
- El GMPc elevado activa la PKG con el mismo resultado.
| Tipo de señal | Efecto | Ejemplos |
|---|---|---|
| Factores locales | Relajación | Hipoxia, ↑CO₂, ↓pH, ↑NO, adenosina, ↑K⁺, ↑ácido láctico, ↓temperatura, ↓Ca²⁺ |
| Hormonas contráctiles | Contracción | Vasopresina, oxitocina, histamina, angiotensina II |
| Hormonas relajantes | Relajación | Adrenalina (β₂), NO (↑GMPc → inhibe MLCK) |
El endotelio vascular merece mención especial. Las células endoteliales producen NO de forma continua mediante la sintetasa de NO endotelial (eNOS). El NO difunde al músculo liso adyacente, activa la guanilato ciclasa soluble, que convierte GTP en GMPc. El GMPc activa la proteína kinasa G (PKG), que fosforila e inhibe la MLCK y activa la miosina fosfatasa, produciendo vasodilatación basal tónica continua. La disfunción endotelial con reducción de la producción de NO es un mecanismo central en la hipertensión y la aterosclerosis.
Los nitratos (nitroglicerina, mononitrato de isosorbide) actúan como donadores de NO exógeno. Al elevar el GMPc en el músculo liso vascular, producen vasodilatación venosa y arterial, reduciendo la precarga y la postcarga cardíaca. Son el tratamiento de referencia de la angina de pecho.
Los inhibidores de la fosfodiesterasa tipo 5 (PDE5) como el sildenafilo potencian el efecto del NO al impedir la degradación del GMPc. Inicialmente desarrollados para la hipertensión pulmonar y la angina, su efecto vasodilatador en el músculo liso vascular peneano determinó su aplicación en la disfunción eréctil. En ambos casos el mecanismo es el mismo: más GMPc → más PKG → más relajación del músculo liso vascular.
| Característica | Esquelético | Cardiaco | Liso |
|---|---|---|---|
| Núcleos por célula | Multinucleada (periféricos) | 1 (central) | 1 (central) |
| Estriación | Sí | Sí | No |
| Sarcómeros | Sí (líneas Z) | Sí (líneas Z) | No (cuerpos densos) |
| Túbulos T | Sí → tríadas | Sí → díadas | No (cavéolas) |
| Uniones intercelulares | No | Discos intercalares (gap junctions) | Gap junctions (unitario) / no (multiunitario) |
| Sincitio funcional | No | Sí (siempre) | Sí (unitario) / No (multiunitario) |
| Automatismo | No | Sí (NSA) | Sí (unitario) / No (multiunitario) |
| Control | Voluntario (motoneurona α) | Involuntario (SNA + automatismo) | Involuntario (SNA + hormonas + local) |
| Ca²⁺ contráctil | RS exclusivamente (RyR1) | RS (RyR2) + Ca²⁺ extracelular (CICR) | Extracelular (VOCC/ROC) + RS (IP₃R) |
| Ca²⁺ extracelular necesario | No | Sí (CICR) | Sí (fuente principal) |
| Interruptor molecular | Troponina C (actina) | Troponina C (actina) | Calmodulina → MLCK (miosina) |
| Tétanos posible | Sí | No (período refractario = sístole) | No aplicable (contracción tónica) |
| Velocidad de contracción | Rápida (ms) | Intermedia (200-300 ms) | Lenta (segundos) |
| Fatiga | Sí (reversible) | No (salvo isquemia) | No (mecanismo del cerrojo) |
| Plasticidad de longitud | Limitada (curva L-T fija) | Limitada (Frank-Starling) | Alta (rango de acortamiento amplio) |
| Metabolismo energético | Aerobio + anaerobio | Aerobio obligado (60-70% AG) | Aerobio; bajo consumo en cerrojo |
La regulación neurohumoral del tono vascular y su papel en el control de la presión arterial se desarrollan en Fisiología Cardiovascular — Regulación de la presión arterial.
