Concetti Chiave
- I filamenti spessi del sarcomero sono disposti in orientamento coda a coda verso il disco M, con una zona centrale chiamata zona H e bande A e I a densità elettronica varia.
- Il filamento sottile è composto principalmente da actina, tropomiosina e troponina, che svolgono ruoli cruciali nella regolazione della contrazione muscolare.
- La tropomiosina stabilizza il filamento di F actina, mentre la troponina regola l'interazione tra actina e miosina attraverso le sue subunità.
- Il calcio gioca un ruolo fondamentale nella contrazione muscolare legandosi alla troponina C, attivando i siti di legame e permettendo l'interazione tra actina e miosina.
- La concentrazione di calcio nel citoplasma aumenta significativamente durante la depolarizzazione della placca motrice, attivando il processo di contrazione muscolare.
Struttura del sarcomero
I filamenti spessi sono disposti con orientamento coda coda vero il disco M (formato da paramiosina, proteina C e proteina M). Osservando il sarcomero al microscopio elettronico si nota una zona centrale detta zona H, inserita in una banda interna, la banda A, o banda nisotropa, ad alta densità elettronica, affiancata da due bande I, o bande isotrope, a densità minore, a cavallo dei dischi Z: la maggiore densità della banda A è data dalla sovrapposizione di filamenti sottili e spessi, in contrapposizione alle bande I che invece presentano solo filamenti sottili.
Composizione del filamento sottile
Nel filamento sottile ci sono molecole associate all’actina, in particolare:
• tropomiosina: ha forma di bastoncino ed è costituita da 2 subunità, α e β, che si avvolgono in una struttura ad α elica. Sono disposte ai due lati del filamento di F actina e vengono
a contatto con 7 monomeri di actina;
• troponina: è costituita da 3 subunità: C, I (inibitoria, inibisce interazioni actina-miosine e attività ATPasica della miosina) e T (responsabile del legame e della formazione del complesso).
Qual è il ruolo del calcio nella contrazione muscolare?
La troponina C è una proteina cellulare che lega il calcio, simile alla calmodulina, che si trova nel sarcoplasma, il citoplasma delle cellule muscolari. Se osserviamo il modello della sua struttura, si osservano 4 siti di legame per lo ione calcio, 2 ad alta affinità (parte C terminale) e 2 a bassa affinità (parte N terminale). L'avvio del processo di contrazione muscolare dipende dalla variazione della concentrazione di calcio all'interno nel citoplasma, che normalmente è di 10-7 M; il calcio è in genere concentrato vicino alle strutture del reticolo endoplasmatico: quando si ha la depolarizzazione della placca motrice che si trasferisce a livello di sarcolemma si ha una variazione della struttura dei canali del calcio presenti nel reticolo endoplasmico che fanno si che il calcio esca e si riversi nel citoplasma. La concentrazione del calcio passa quindi da 10-7 a 10-5 M: se a 10-7 gli unici siti legati sono quelli ad alta affinità del C-terminus, mentre quelli a bassa affinità all'N- terminus non lo sono, quando si ha l'impulso nervoso, e quindi la conseguente uscita del calcio dal RE al citoplasma, la concentrazione di calcio salendo di 100 volte fa si che anche questi siti possano essere saturati.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura fondamentale del sarcomero e come sono disposti i filamenti?
- Quali sono le principali componenti del filamento sottile e le loro funzioni?
- Come influisce il calcio sulla contrazione muscolare?
- Qual è il meccanismo che porta all'aumento della concentrazione di calcio nel citoplasma durante la contrazione?
Il sarcomero presenta filamenti spessi disposti coda a coda verso il disco M, con una zona centrale chiamata zona H, circondata dalla banda A (ad alta densità elettronica) e dalle bande I (a densità minore), che contengono solo filamenti sottili.
Il filamento sottile è composto da actina, tropomiosina e troponina. La tropomiosina stabilizza il filamento di F actina, mentre la troponina, con le sue subunità, regola le interazioni tra actina e miosina e l'attività ATPasica della miosina.
Il calcio, legato alla troponina C, è fondamentale per l'inizio della contrazione muscolare. La variazione della sua concentrazione nel citoplasma, che passa da 10-7 M a 10-5 M, permette la saturazione dei siti di legame della troponina, attivando così il processo contrattile.
Durante la depolarizzazione della placca motrice, i canali del calcio nel reticolo endoplasmatico si aprono, permettendo al calcio di fuoriuscire e aumentare la sua concentrazione nel citoplasma, attivando così la contrazione muscolare.
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