Concetti Chiave
- Il muscolo è composto da fasci muscolari, ciascuno avvolto da tessuto connettivo, e ogni fascio è formato da fibre muscolari organizzate in tre livelli: endomisio, perimisio ed epimisio.
- I sarcomeri, unità base della contrazione, sono costituiti da miofilamenti di actina e miosina e sono delimitati da due Dischi Z, con bande specifiche che riflettono la loro composizione.
- Le proteine della contrazione includono actina e miosina, dove la miosina ha un'attività ATPasica e le teste si legano all'actina, mentre l'actina forma filamenti sottili essenziali per la contrazione muscolare.
- Le proteine regolatrici come la tropomiosina impediscono il legame tra actina e miosina, mentre la troponina regola questa interazione legando il calcio, fondamentale per attivare la contrazione.
- La polimerizzazione dell'actina avviene attraverso il legame della G-actina con ATP, seguito dall'idrolisi a ADP, processo favorito da ioni come Mg²⁺ e Ca²⁺, che porta alla formazione di filamenti di F-actina.
Struttura del muscolo
Il muscolo è formato da vari fasci muscolari, tenuti insieme da tessuto connettivo.
● Endomisio → connettivo (intorno a ogni fibra)
● Perimisio → connettivo (intorno ai fasci)
● Epimisio → connettivo (intorno al muscolo intero)
Ogni fascio muscolare è a sua volta formato da tante fibrocellule muscolari, cioè le fibre muscolari (cellule muscolari). Quindi: muscolo → fasci → fibre muscolari
Dentro la fibra/cellula muscolare trovi:
- Miofibrille: cilindri paralleli che riempiono quasi tutta la cellula.
- Reticolo Sarcoplasmatico: sarebbe il RE, e immagazzina Ca²⁺, fondamentale per la contrazione.
- Tubuli T: invaginazioni del sarcolemma (cioè la membrana) che portano il segnale elettrico all’interno della cellula.
- Triade: fatta da un tubulo T con due cisterne di reticolo sarcoplasmatico ai lati
Come abbiamo visto, il muscolo è fatto da cellule muscolari, dette anche fibre muscolari.
Dettagli sui sarcomeri
All’interno di queste cellule, troviamo le miofibrille fatte da tanti sarcomeri. A loro volta, i sarcomeri sono costituiti da miofilamenti: actina (sottili) e miosina (spessi).
Il sarcomero è l’unità base della contrazione. Ogni sarcomero e delimitato da due Disco Z.
All’interno di ogni sarcomero troviamo;
● Banda I → solo actina (chiara)
● Banda A → actina + miosina (scura)
● Banda H → solo miosina
● Linea M → centro del sarcomero
Proteine della contrazione
Tra le proteine utili alla contrazione troviamo:
- Proteine contrattili (actina e miosina)
- Proteine regolatrici (Troponina e Tropomiosina)
- Proteine strutturali (Titina, Nebulina, Desmina)
1) Le due principali proteine della contrazione sono Actina e Miosina:
● Miosina è formata da:
- 2 catene pesanti che formano la coda e ciascuna catena pesante ha una testa.
- 4 catene leggere: ogni testa ha 2 catene leggere, per cui abbiamo 4 catene leggere.
- Testa è la parte che si lega sull’actina e ha attività ATPasica. Le teste sono bipolari, cioè le due estremità del filamento hanno teste con orientamento opposto.
- Collo: è il punto di snodo, cioè è una parte più flessibile che consente il cambio conformazionale della miosina.
- Coda: è fatta dalle due catene pesanti attorcigliate, formando il filamento spesso
● Actina: in particolare è l’α-actina (β e γ-actina sono del citoscheletro) che forma i filamenti sottili. I filamenti di actina sono formati da monomeri di G-actina (globulare), formando la F-actina (fibrosa). La polimerizzazione dell’actina (favorita da Mg²⁺ Ca²⁺) avviene quando la G-actina lega ATP, dopodiché l’ATP viene idrolizzata ad ADP e resta la G-actina con ADP nel filamento. In particolare, la G-actina ha 4 domini: dominio 1 lega la miosina, tra il dominio 2-4 si lega ATP, dominio 3-4 interagiscono con gli altri monomeri. ll filamento di actina è polarizzato: ha un l’estremità + che polimerizza più velocemente dell’estremità -.
Proteine regolatrici
2) Le Proteine Regolatrici sono tropomiosina e troponina.
- Tropomiosina: è una proteina fibrosa che si dispone lungo il solco tra le due catene di actina per impedire il legame tra actina e miosina, in modo da impedire la contrazione.
- Troponina: la troponina è una proteina che si posiziona sulla tropomiosina. È formata da 3 subunità:
● T → lega la tropomiosina
● I → inibisce l’interazione actina-miosina e impedisce l’attività ATPasica della miosina.
● C → lega il calcio (Ca²⁺). Ha 4 siti di legame per il calcio: 2 ad alta affinità sempre occupati e 2 a bassa affinità che si occupano solo quando aumenta il Ca²⁺, favorendo la contrazione. Ora passiamo alle proteine che mantengono l’ordine e la stabilità del sarcomero.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura fondamentale del muscolo?
- Cosa sono i sarcomeri e qual è il loro ruolo?
- Quali sono le principali proteine coinvolte nella contrazione muscolare?
- Come funziona l'actina nella contrazione muscolare?
- Qual è la funzione delle proteine regolatrici come la troponina e la tropomiosina?
Il muscolo è composto da fasci muscolari, ciascuno avvolto da tessuto connettivo, e ogni fascio è formato da fibre muscolari. La struttura è organizzata in tre livelli: endomisio, perimisio ed epimisio.
I sarcomeri sono l'unità base della contrazione muscolare, costituiti da miofilamenti di actina e miosina, delimitati da due dischi Z. Essi sono fondamentali per il processo di contrazione.
Le principali proteine della contrazione sono l'actina e la miosina, insieme a proteine regolatrici come la troponina e la tropomiosina, che svolgono ruoli cruciali nel meccanismo di contrazione.
L'actina forma filamenti sottili e la sua polimerizzazione è favorita da ioni come Mg²⁺ e Ca²⁺. La G-actina, legando ATP, si trasforma in F-actina, creando una struttura polarizzata che è essenziale per l'interazione con la miosina.
La tropomiosina impedisce il legame tra actina e miosina, mentre la troponina regola questa interazione legando il calcio, favorendo così la contrazione muscolare quando i livelli di Ca²⁺ aumentano.
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