background image

Physiology 

  

Smooth muscles

 

  

 

Lecture 7

 


background image

Objectives:

 

1-Describe the morphology of smooth muscles.

 

2-Recognize the types of smooth muscles and 

 

their properties.

 

3-List the steps in smooth muscle contraction.

 

4-Outline the factors affecting smooth muscle 

 

contraction.

 

5-Describe the relation between changing 

length and tension.

 


background image

Morphology

: 

-Lack visible cross striations. 
-Actin and myosin are present. 
-There are dense bodies instead of Z lines. 
-Contain tropomyosin but toponin absent. 
-Poorly developed sarcoplasmic reticulum 
-Few  mitochondria  so  depend  on  glycolysis  in 

their metabolism. 

  

 


background image

 

 

Types of smooth muscles

 

2 Types: 

-Visceral smooth muscle (unitary or single unit).  

 -Multi-unit smooth muscle. 

 

  

 

  


background image

-

Unitary  or  visceral  smooth  muscles 

(

or 

syncytial 

smooth 

muscles):

 

  It  occurs  in  large  sheets,  has  low-resistance 
bridges  between  individual  muscle  cells,  and 
functions  in  a  syncytial  fashion,  they  contract 
together  as  a  single  unit.  It  is  found  primarily  in 
the 

walls 

of 

hollow 

viscera.

 

   gap  junctions  through  whom  ions  can  flow 

freely

 

 

  


background image

Multi-unit smooth muscle:  

 

 It is made up of individual units without 

interconnecting bridges. It is found in 

structures such as the iris of the eye, in which 

fine, graded contractions occur. It is not under 

voluntary control.

 

 


background image

Electrical & Mechanical Activity

Visceral smooth muscle

   It is characterized by the instability of its membrane potential 

and by the fact that it shows continuous, irregular contractions 

that are independent of its nerve supply. 

  

 This maintained state of partial contraction is called tonus or 

tone. 

 There is no true "resting" value for the membrane potential, 

but it averages about -50 mV, when the muscle active it becomes 

low and high during inhibition. 
 


background image

Superimposed on the membrane potential are waves of various 

types: 

-Slow sine wave-like. 

-Sharp spikes.   

-Pacemaker potentials. 

  Thus, the excitation-contraction coupling in visceral smooth 

muscle is a very slow process compared with that in skeletal and 

cardiac muscle, in which the time from initial depolarization to 

initiation of contraction is less than 10 ms. 

 

  

 

 


background image

Molecular Basis of Contraction

1-Binding of Ach to Muscarinic reseptors. 
2-Ca

2+

 influx from the ECF(extracellular fluid) via 

Ca

2+

 channels. 

3-Ca

2+

  binds  to  calmodulin,  and  the  resulting 

complex  activates  calmodulin-dependent 

myosin  light  chain  kinase.  This  enzyme 

catalyzes  the  phosphorylation  of  the  myosin 

light chain. 

 


background image

:

Smooth muscle contraction (cont.)

 

4-The  phosphorylation  allows  the  myosin 

ATPase  to  be  activated,  and  actin  slides  on 

myosin, producing contraction. 

5-Myosin  is  dephosphorylated  by  myosin  light 

chain phosphatase in the cell. 

6-Relaxation of the smooth muscle. 
  


background image

Latch bridge mechanism

 

Dephosphorylation of myosin light chain kinase 

does not necessarily lead to relaxation of the 

smooth muscle.  a latch bridge mechanism by 

which  myosin  cross-bridges  remain  attached 

to  actin  for  some  time  after  the  cytoplasmic 

Ca

2+

  concentration  falls.    sustained 

contraction  with  little  expenditure  of  energy, 

which  is  especially  important  in  vascular 

smooth muscle.  

 

 


background image

of the smooth muscles:

Stimulation 

 

 

A- Stretch: 
It contracts when stretched in the absence of 

any extrinsic innervations. Stretch is followed 

by a decline in membrane potential, an 

increase in the frequency of spikes and a 

general increase in tone. 

 


background image

B-Chemical mediators: 

1-Epinephrine 

or 

norepinephrine 

The membrane potential usually 

becomes  larger,  the  spikes 
decrease  in  frequency,  and 
the muscle relaxes

  
 

  
 

 

2- Acetylcholin:

 

Has an effect opposite to that of norepinephrine on 
the  membrane  potential  acetylcholine  causes  the 
membrane  potential  to  decrease  and  the  spikes 
become more frequent  , with an increase in tonic 
tension and the number of rhythmic contractions. 


background image

3-Other  chemicals

like  progesterone  which 

decreases  the  activity  and  estrogen  which 
increase it (in uterine smooth muscles). 

 

 

4-Thermal  stimuli 

like cold which causes 

spasm. 

 

 


background image

Function  of  the  Nerve  Supply  to  Smooth 

Muscle: 

 

 

It has two important properties:  

(1)  its  spontaneous  activity  in  the  absence  of 

nervous stimulation, and  

(2)  Its  sensitivity  to  chemical  agents  released 

from  nerves  locally  or  brought  to  it  in  the 

circulation. 

  

  

 

  

 


background image

The  function  of  the  nerve  supply  is  not  to  initiate 

activity  in  the  muscle  but  rather  to  modify  it 

(control).  

It  has  dual  nerve  supply  from  2  divisions  of  the 

autonomic  nervous  system.  Stimulation  of  one 

division usually increases smooth muscle activity, 

whereas stimulation of the other decreases it. 

(i.e  if  noradrenergic  increase  ,the  Acetylcholine 

decrease and visa versa). 

  


background image

Relation of Length to Tension; Plasticity

 

 It  is  the  variability  of  the  tension  it  exerts  at  any 

given length. If a piece of visceral smooth muscle 

is stretched, it first exerts increased tension, if the 

muscle  is  held  at  the  greater  length  after 

stretching,  the  tension  gradually  decreases.  It  is 

consequently  impossible  to  correlate  length  and 

developed tension accurately. 

Stress relaxation and reverse stress-relaxation

Its 

importance is that its ability to return to nearly its 

original  force  of  contraction  seconds  or  minutes 

after it has been elongated or shortened 

  

 


background image

Summary:

 

 -

Smooth muscles are not striated .Actin and 

myosin are present with tropomyocin but 
troponin is absent

 

-There are 2 types of smooth muscles :unitary 
and multiunit.

 

-There is no fixed resting membrane potential , 
there are overlapping spikes

 

-Several chemical and mechanical factors affect 
the frequency of the spikes

.

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abbas Ahmed
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 111 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل