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1.3.1. Regulación de las proteínas contráctiles

La contracción de la musculatura lisa está regulada por variaciones en los niveles citosólicos de Ca2+_{, lo que afecta a las interacciones entre las cabezas de miosina y los}

filamentos de actina a través de las dos proteínas asociadas a la actina en el filamento fino: tropomiosina y troponina. También forman parte de los filamentos finos otras dos proteínas: caldesmón y calponina. El caldesmón es una proteína conjugada a calmodulina y actina que se ha encontrado en la maquinaria contráctil del músculo liso (Furst et al., 1986). El caldesmón podría ser de importancia para la regulación cooperativa de la formación de puentes cruzados entre la actina y miosina, pero su papel en la contracción de la vejiga urinaria está aún por determinar. La calponina es una proteína asociada a los filamentos de actina y está localizada en el citoesqueleto y en los dominios contráctiles de las células musculares lisas (North et al., 1994). La eliminación del gen de calponina h1 está asociada con un desarrollo más rápido de la tensión de la musculatura lisa de la vejiga urinaria (Fujishige et al., 2002).

En reposo, la [Ca2+_{]i es de 0.1 μM. La formación de enlaces cruzados entre la}

actina y la miosina, necesaria para la contracción muscular, requiere un incremento del Ca2+ _{citosólico a niveles superiores a 10-100 μM. Dicha elevación se produce como}

consecuencia de la entrada de Ca2+ _{extracelular a través canales de Ca}2+ _dependientes

(tipo L) e independientes de voltaje y por su liberación desde el depósito intracelular representado por el retículo sarcoplásmico (RS) (Arner & Pfitzer, 1999).

El Ca2+ _{activa proteínas contráctiles a través de la unión de este a la proteína}

calmodulina. La calmodulina es una pequeña proteína citosólica constituida por una sola cadena polipeptídica y fija Ca2+ _{con una alta afinidad (pudiendo unir de forma}

cooperativa hasta cuatro moléculas de Ca2+_{, para formar el complejo}

Ca2+_{/calmodulina. Dicha unión induce un cambio corformacional en la calmodulina}

que facilita la interacción con proteínas diana, una de las cuales es la cinasa de la cadena ligera de miosina (MLCK). Esta unión provoca la activación de MLCK, la cual, fosforila la cadena ligera reguladora de miosina (MLC) en el residuo serina-19 (Ser-19). Esta fosforilación desencadena la formación de puentes cruzados actina-miosina provocando la contracción muscular (Ding et al., 2009).

El cese de la contracción es debido, en parte, al descenso en la [Ca2+_{]i con el}

consecuente descenso de la actividad de la MLCK, y en parte a la desfosforilación de la MLC por la fosfatasa de la cadena ligera de miosina (MLCP). La disminución de la [Ca2+_{]i a niveles basales es producida por la recaptación de Ca}2+ _{por el RS, como}

consecuencia de la actividad de la bomba SERCA localizada en la membrana del RS (introduce dos iones de Ca2+ _{al RS por molécula de ATP hidrolizada) y por la actuación}

del intercambiador Na+_/Ca2+ _{de la membrana celular que transporta Ca}2+ _{al exterior en}

contra de su gradiente de concentración (Ding et al., 2009). Así, la fosforilación reversible de la MLC tiene un papel importante en la contracción del músculo liso. El ciclo de puentes cruzados se producirá mientras la miosina es fosforilada. Por tanto, la cinasa activadora (MLCK) y la fosfatasa inactivadora (MLCP) son las dos vías reguladoras principales de la contracción y la relajación muscular, respectivamente (Somlyo & Somlyo, 2003).

Cuando la contracción se produce sin una elevación proporcional de la [Ca2+_{]i se}

denomina proceso de ”sensibilización al Ca2+_{” o “incremento de la sensibilidad al Ca}2+ _{de la} maquinaria contráctil”, en el que la regulación de MLCP tiene un papel fundamental

(Somlyo & Somlyo, 2003). Así, diferentes agonistas fisiológicos no sólo modificarían la [Ca2+_{]i sino que también cambiarían la sensibilidad de la maquinaria contráctil al Ca}2+_.

De hecho, la MLCK puede ser fosforilada, lo cual disminuye su afinidad por el complejo Ca2+_{/calmodulina reduciendo la sensibilidad al Ca}2+ _{(Ding et al., 2009).}

La MLCP también se inhibe por fosforilación. Una de las principales vías de inhibición involucra a una cinasa específica (Rho-cinasa asociada), la cual presenta tres isoformas: RhoA, RhoB y RhoC (Somlyo & Somlyo, 2003). Estas proteínas son activadas por el paso de GDP a GTP, este paso es controlado por otras proteínas como GDI, GAP y GEF. En el músculo liso relajado, la Rho se encuentra en el citosol en forma de complejo Rho-GDP-GDI, y su activación, en presencia de GTP, está catalizada por Rho-GEF, lo cual produce la translocación de Rho a la membrana celular (Gong et al., 1997). La Rho activa la Rho-cinasa asociada (RhoK), cuya activación da lugar a una fosforilación de la miosina conjugada de la MLCP, inhibiéndola, sugiriendo así, el papel determinante que desempeña la Rho en la sensibilización al Ca2+ _{en la}

contracción del músculo liso (Kimura et al., 1996). En la vejiga urinaria están presentes las dos isoformas de la RhoK (RhoK I y RhoK II) y los bloqueantes de estas dos isoformas inhiben la contracción de la ACh en la vejiga urinaria de conejo, indicando

así, la implicación de la vía de la Rho cinasa en el acoplamiento excitación-contracción de los receptores colinérgicos muscarínicos en la vejiga urinaria (Jezior et al., 2001).

La vía de la Rho cinasa puede estar alterada en desórdenes urológicos, tales como, la obstrucción del flujo de salida, en la que la RhoK I está sobreexpresada, lo cual, favorece una relajación lenta y un tono muscular alterado (Aydin et al., 2010).

El GMPc, la proteína cinasa dependiente del GMPC (PKG), el AMPc y la proteína

cinasa dependiente del AMPc (PKA), pueden inhibir la contracción inducida por Ca2+ _y

la sensibilización al Ca2+ _{produciendo, en última instancia, relajación muscular (Pfitzer}

et al., 1984). Además, la PKA y la PKG fosforilan la Rho inhibiendo su acción sensibilizante al Ca2+ _{(Sauzeau et al., 2000).}

1.4. EXCITACIÓN DE LA MEMBRANA DE LA CÉLULA