Il ruolo del calcio nella contrazione muscolare e la struttura del sarcomero

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).

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.