Che cos'è la muscolatura liscia vascolare?

Diversi tipi di muscoli

Quando pensiamo alla parola «muscolo», ci vengono subito in mente immagini di bicipiti gonfi o addominali scolpiti. Si tratta certamente di esempi evidenti di muscoli, ma sono costituiti prevalentemente da un solo tipo di tessuto muscolare: il muscolo scheletrico. In realtà, tutti noi possediamo altri due tipi di tessuto muscolare meno visibili: il muscolo cardiaco e il muscolo liscio.

Torniamo innanzitutto al muscolo scheletrico. Come suggerisce il nome, questo tipo di muscolo sostiene il nostro scheletro e ci aiuta a muoverci. È grazie a lui che possiamo camminare, prendere in mano una tazza di caffè o tenere la schiena dritta. Ora, prova a contrarre il bicipite come Arnold Schwarzenegger o il compianto Bruce Forsyth. Scoprirai che sei in grado di contrarre questo muscolo scheletrico ogni volta che vuoi. In questo senso, diciamo che (la maggior parte dei) muscoli scheletrici sono sotto controllo"volontario".

Ora prova a contrarre intenzionalmente il cuore o a far brontolare lo stomaco. Ci riesci? Dovrebbe essere impossibile, perché i tessuti muscolari responsabili di questi movimenti, a differenza dei muscoli scheletrici, non sono sotto il controllo volontario.

Esistono due tipi di tessuto muscolare "involontario". Il muscolo cardiaco costituisce le pareti del nostro cuore. Quando il tessuto muscolare cardiaco si contrae, il sangue viene pompato in tutto il corpo.

Al contrario, la muscolatura liscia* è tipicamente presente nelle pareti degli organi cavi, come lo stomaco, l'intestino e la vescica. La sua funzione è quella di facilitare il transito del cibo, dell'urina e di altre sostanze. Ad esempio, quando la muscolatura liscia intestinale si contrae, il cibo presente nell'intestino viene spinto in avanti lungo il sistema digestivo.

Anche i nostri vasi sanguigni sono circondati da muscolatura liscia: in particolare le arterie e, in misura minore, le vene. Questo tipo di muscolatura liscia viene chiamata«muscolatura liscia vascolare». Quando questo tipo di muscolatura si contrae e si rilassa, il diametro del lume (il canale al centro di un vaso sanguigno) varia, consentendo il passaggio di una maggiore o minore quantità di sangue attraverso il vaso.

PUNTI CHIAVE

• Esistono tre tipi di muscoli: scheletrico, cardiaco e liscio.
• La muscolatura liscia è involontaria: non possiamo farla contrarre volontariamente.
• La muscolatura liscia vascolare è presente nelle pareti dei vasi sanguigni.

* Il muscolo liscio è così chiamato perché al microscopio appare liscio. Ciò lo distingue dal muscolo scheletrico e da quello cardiaco, che presentano delle bande (chiamate «striature») che li attraversano.

Perché abbiamo bisogno della muscolatura liscia vascolare?

Tutti i nostri organi e tessuti hanno bisogno di ossigeno e sostanze nutritive per sopravvivere e funzionare correttamente. Queste molecole fondamentali vengono trasportate agli organi attraverso il flusso sanguigno. Il sangue viene pompato dal cuore attraverso le arterie e le arteriole (arterie più piccole) per rifornire i tessuti di ossigeno, glucosio, minerali, proteine e varie altre sostanze nutritive. Il flusso sanguigno è importante anche per eliminare i prodotti di scarto (ad esempio l'anidride carbonica) e le tossine che possono essere state prodotte da un organo.

Il problema che il nostro corpo deve affrontare è che la quantità di sangue necessaria a un organo varia a seconda delle esigenze della vita quotidiana. Ad esempio, in questo momento sono seduto. I muscoli delle mie gambe hanno comunque bisogno di un adeguato apporto di sangue per funzionare, ma, dato che sono rilassati, il loro fabbisogno energetico è relativamente basso. Allo stesso modo, i muscoli non producono scorie a un ritmo elevato.

Se però iniziassi improvvisamente a correre, i muscoli delle gambe avrebbero subito bisogno di più ossigeno e glucosio per produrre energia. Anche i prodotti di scarto della contrazione muscolare (tra cui anidride carbonica, ADP, acido lattico, ioni cloruro e magnesio) si accumulerebbero rapidamente. Di conseguenza, i muscoli delle gambe richiedono ora un maggiore afflusso di sangue. Come dovrebbe quindi reagire il mio corpo a questa richiesta?

Ci sono due modi ovvi per aumentare il flusso sanguigno verso qualsiasi organo o tessuto (in questo caso, i muscoli delle gambe).

• 1) Un modo consiste semplicemente nel far pompare il sangue più velocemente. Infatti, ogni volta che ci si allena, è proprio questo che accade. L'adrenalina, l'ormone della «reazione di lotta o fuga», viene rilasciata dalle ghiandole surrenali e si lega ai recettori presenti nel cuore, accelerandone la frequenza cardiaca.
• 2) Il secondo modo consiste nell'allargare o dilatare i vasi sanguigni che irrorano i muscoli. Ciò consentirà un maggiore afflusso di sangue ai muscoli sollecitati dall'esercizio fisico, in modo da soddisfare il loro fabbisogno energetico.

Vasodilatazione e vasocostrizione

La muscolatura liscia vascolare contribuisce a questa seconda strategia. Quando la muscolatura liscia vascolare si rilassa, il lume dei vasi sanguigni si allarga, consentendo un maggiore flusso sanguigno. Questo processo è noto come«vasodilatazione»(o «vasodilatazione»).

Ancora una volta, questo processo di vasodilatazione è esattamente ciò che avviene durante l'esercizio fisico. L'adrenalina viene rilasciata e si lega a speciali recettori (chiamati recettori beta-2) presenti sulla muscolatura liscia vascolare. Ciò provoca il rilassamento della muscolatura liscia vascolare, allargando il vaso sanguigno e consentendo un afflusso di sangue fino a 20 volte superiore ai muscoli scheletrici coinvolti nell'esercizio fisico, fornendo loro ossigeno e sostanze nutritive ed eliminando i prodotti di scarto.

C'è un grave inconveniente nell'aumentare in questo modo il flusso sanguigno verso i muscoli coinvolti nell'esercizio fisico. Poiché il volume di sangue in circolazione è relativamente costante (circa 5 litri), fornire sangue "in più" ai muscoli comporta la necessità di sottrarlo ad altri organi. Durante l'esercizio fisico, in genere riduciamo il flusso sanguigno verso gli organi che non hanno un bisogno urgente di energia. Tra questi figurano l'intestino, la pelle e tutti i muscoli scheletrici inattivi.

Per ridurre l'afflusso di sangue a questi organi, il nostro corpo fa semplicemente l'opposto della «vasodilatazione». In altre parole: la muscolatura liscia vascolare si contrae, i vasi sanguigni si restringono e il flusso sanguigno che li attraversa diminuisce. Questo processo è chiamato«vasocostrizione».

Il nostro organismo regola costantemente questo equilibrio tra vasodilatazione e vasocostrizione per soddisfare il fabbisogno energetico dei diversi organi e tessuti. Abbiamo già visto cosa succede durante l'attività fisica. Dopo un pasto abbondante, avviene il contrario: i vasi sanguigni che irrorano l'intestino e l'apparato digerente si dilatano, mentre gli altri vasi si restringono, limitando l'afflusso di sangue ai muscoli scheletrici a riposo.

Regolazione della pressione sanguigna

Oltre a regolare il flusso sanguigno verso i vari organi, esiste un altro motivo correlato per cui abbiamo bisogno della muscolatura liscia vascolare.

Il nostro sistema circolatorio è un po' come un sistema idraulico chiuso (pensate ai freni della vostra auto). Abbiamo una pompa idraulica (il cuore), un sistema di tubi collegati (i nostri vasi sanguigni) e un fluido idraulico (il nostro sangue). I sistemi idraulici funzionano perché il fluido è mantenuto sotto una certa pressione e la larghezza ridotta dei tubi offre un certo grado di resistenza al flusso del fluido. Se la pressione dovesse calare (ad esempio a causa di una perdita di fluido), il sistema idraulico smetterebbe di funzionare.

Allo stesso modo, affinché il sangue possa fluire negli organi e nei tessuti, è necessaria una certa pressione nelle arterie. La chiamiamo pressione arteriosa o semplicemente«pressione sanguigna». Quando si dilatano i vasi sanguigni (vasodilatazione), il sangue scorre più facilmente al loro interno. Si dice che vi sia meno resistenza nel sistema circolatorio e che la pressione sanguigna diminuisca. Se la pressione scende troppo, il sangue smetterà di affluire agli organi, che gradualmente subiranno una carenza di ossigeno e sostanze nutritive. Per contrastare questo fenomeno, è possibile aumentare la resistenza al flusso sanguigno in altre parti del sistema circolatorio restringendo le arterie (vasocostrizione). Ciò contribuirà a stabilizzare la pressione sanguigna.

Al contrario, se la pressione all'interno delle arterie diventa troppo alta, aumenta lo sforzo a cui è sottoposto il cuore e si corre il rischio che i vasi sanguigni possano rompersi. Dilatando i vasi sanguigni, la resistenza al flusso sanguigno nel sistema circolatorio diminuisce, contribuendo ad abbassare la pressione sanguigna.

Provocando vasodilatazione e vasocostrizione e regolando in questo modo la resistenza al flusso sanguigno, la muscolatura liscia vascolare ci aiuta a regolare la pressione sanguigna.

PUNTI CHIAVE

• La muscolatura liscia vascolare provoca la dilatazione (vasodilatazione) o il restringimento (vasocostrizione) dei vasi sanguigni.
• La vasodilatazione deriva dal rilassamento della muscolatura liscia vascolare e aumenta l'afflusso di sangue ai tessuti.
• La vasocostrizione è il risultato della contrazione della muscolatura liscia vascolare e comporta una riduzione dell'afflusso di sangue ai tessuti.
• Durante l'esercizio fisico, si verifica una vasodilatazione dei vasi sanguigni che irrorano i muscoli scheletrici coinvolti nell'attività fisica e una vasocostrizione dei vasi sanguigni che irrorano l'intestino, la pelle e i muscoli inattivi.

In che modo la muscolatura liscia si contrae e si rilassa?

Se osservaste il tessuto muscolare liscio vascolare al microscopio, notereste che è composto da numerose fibre singole di forma fusiforme. Se ingrandiste ulteriormente l'immagine, vedreste che queste fibre contengono piccole strutture filiformi chiamate«filamenti».

Esistono due tipi di filamenti: i filamenti spessi (costituiti prevalentemente da una proteina chiamata miosina) e i filamenti sottili (costituiti da una proteina chiamata actina). I filamenti sono disposti in modo tale da poter scorrere l'uno sull'altro.

Quando i filamenti spessi scorrono sui filamenti sottili, si genera una tensione. Questo è essenzialmente il meccanismo alla base della contrazione della muscolatura liscia vascolare.

Il calcio è necessario per innescare il processo di scorrimento dei filamenti l'uno sull'altro. Per questo motivo, i livelli di calcio, sia nel sangue che nei tessuti, possono influenzare la contrazione e il rilassamento della muscolatura liscia vascolare. A sua volta, ciò può influire sulla capacità di dilatare o restringere i vasi sanguigni, il che, come abbiamo visto in precedenza, altera il flusso sanguigno verso i muscoli e altri tessuti.  

Inoltre, i fattori che influenzano i livelli di calcio, come l'assunzione di vitamina D o i livelli di alcuni ormoni (in particolare l'ormone paratiroideo [PTH]), avranno un effetto indiretto sulla funzione della muscolatura liscia vascolare.

A causa del ruolo chiave del calcio sulla muscolatura liscia vascolare, il tratto "Contrazione della muscolatura liscia vascolare" è fortemente influenzato dal caratteristica Livello di calcio sierico.

PUNTI CHIAVE

• La contrazione della muscolatura liscia vascolare dipende dal calcio.
• Le variazioni dei livelli di calcio nell'organismo possono influire sulla capacità di contrazione e rilassamento della muscolatura liscia.

Quali fattori provocano la dilatazione o la costrizione della muscolatura liscia vascolare?

Fattori locali

Una delle caratteristiche più straordinarie del corpo umano è che si è evoluto in modo da adeguare automaticamente il flusso sanguigno al fabbisogno energetico dei tessuti. Ad esempio, quando esercitiamo un muscolo scheletrico, questo produce anidride carbonica, lattato, ioni di potassio, adenosina e altri prodotti di scarto che si accumulano nel flusso sanguigno. Queste molecole agiscono sulla muscolatura liscia vascolare circostante, provocandone il rilassamento e favorendo così la vasodilatazione e un maggiore afflusso di sangue al muscolo sollecitato. Questo processo, piuttosto ingegnoso, di adeguamento del flusso sanguigno al fabbisogno energetico è chiamato autoregolazione.

Le molecole prodotte a seguito dell'infiammazione possono inoltre provocare alterazioni locali del flusso sanguigno, determinando il rilassamento o la contrazione della muscolatura liscia vascolare.  

Nervi

Anche la muscolatura liscia vascolare riceve impulsi dai nervi. Nello specifico, è controllata dal sistema nervoso autonomo, ovvero la rete di nervi che regola i processi involontari come la digestione, la respirazione e, esatto, la circolazione sanguigna!

Una delle due branche del sistema nervoso autonomo è denominata«sistema nervoso simpatico». Il sistema nervoso simpatico è responsabile della nostra «risposta di lotta o fuga», una reazione fisiologica evoluta che ci aiuta ad affrontare o a sfuggire a una minaccia (ad esempio, un predatore o tua suocera). La muscolatura liscia vascolare delle arterie e delle arteriole riceve tipicamente input dai nervi simpatici. Quando questi nervi vengono stimolati, producono una sostanza chimica chiamata noradrenalina ( o norepinefrina). Questa si lega a recettori speciali (chiamati recettori alfa) presenti sulla muscolatura liscia vascolare, provocandone la contrazione e dando così origine alla vasocostrizione. È questa stimolazione simpatica, ad esempio, che limita il flusso sanguigno al sistema digestivo durante l'esercizio fisico.

Ormoni

Un altro elemento della nostra «risposta di lotta o fuga» è il rilascio nel flusso sanguigno di un ormone chiamato adrenalina. Essa viene secreta dalle ghiandole surrenali, situate appena sopra ciascun rene. Oltre ai recettori dei nervi simpatici, la muscolatura liscia vascolare contiene anche recettori per l'adrenalina circolante nel sangue. Quando l'adrenalina si lega a un tipo di recettore (i recettori beta-2), provoca il rilassamento della muscolatura liscia vascolare, causando così la vasodilatazione. Questo è il processo attraverso il quale il flusso sanguigno verso i muscoli scheletrici aumenta ogni volta che facciamo esercizio fisico.

Nella regolazione della pressione sanguigna sono coinvolti anche diversi ormoni che provocano la vasocostrizione. Tra questi figurano l'angiotensina II, prodotta dai reni, e la vasopressina ( ormone antidiuretico/ADH), prodotta dalla ghiandola pituitaria nel cervello. Entrambi questi ormoni provocano la contrazione della muscolatura liscia vascolare, la vasocostrizione e il conseguente aumento della pressione sanguigna.

Punti chiave

• La stimolazione dei nervi simpatici provoca la contrazione della muscolatura liscia vascolare e una riduzione dell'afflusso di sangue all'intestino e alla pelle durante l'esercizio fisico.
• L'adrenalina provoca il rilassamento della muscolatura liscia dei vasi sanguigni che irrorano i muscoli coinvolti nell'attività fisica.
• Le molecole infiammatorie, gli ormoni prodotti dai reni e i prodotti di scarto del metabolismo influenzano tutti il flusso sanguigno.

‍