Apparato respiratorio

IL MUSCOLO CARDIACO:

Il muscolo cardiaco è dotato delle stesse strutture a sarcomero e possiede lo stesso sistema

troponina/tropomiosina che regola la contrazione tessuto muscolare striato. Ma le cellule sono

tra loro collegate da giunzioni comunicanti ed il potenziale d'azione una volta generato, si

propaga a tutta la rete cellulare come accade nel tessuto muscolare liscio.

Il carattere distintivo più evidente è che il miocardio non è un sincizio polinucleato, ma è

costituito da cellule allungate e ramificate che contengono 1 o 2 nuclei, di aspetto cilindrico, di

circa 80 um di lunghezza e 15 um di diametro, con nucleo disposto centralmente, denominate

cardiomiociti. I cardiomiociti si ramificano alle estremità e si connettono tra loro,

elettricamente e meccanicamente, per mezzo di particolari strutture detti i dischi intercalari.

I dischi intercalari contengono desmosomi e giunzioni GAP. A tali giunzioni si attribuisce il

compito di trasportare l’impulso da una cellula all’altra.

Il sarcoplasma è molto abbondante ed i mitocondri sono molto più numerosi rispetto alle

fibre scheletriche. I voluminosi mitocondri si allineano per formare file longitudinali che

interrompono la continuità dei filamenti. Inoltre il sarcoplasma è particolarmente ricco di

particelle di glicogeno e di gocce lipidiche. Nei miocardiociti sono presenti, oltre ai

miofilamenti contrattili spessi e sottili, anche i filamenti intermedi di desmina. Tali

filamenti sono associati ai desmosomi nei dischi intercalari.

Dal punto di vista funzionale un’importante differenza rispetto al tessuto muscolare scheletrico

è che il miocardio è innervato dal sistema nervoso autonomo.

Il miocardio però ha una contrazione spontanea e pertanto l’innervazione autonoma è

necessaria non per iniziare il battito cardiaco ma per modularne la frequenza.

Il battito inizia spontaneamente in maniera ritmica in un gruppo di cellule muscolari

specializzate, chiamate cellule pace-maker, costituenti il nodo seno-atriale. Da questo nodo

l’impulso si propaga attraverso la restante parte del sistema di conduzione a tutte le cellule. I

dischi intercalari sono strutture di connessione tra i cardiomiociti. Sono zone di contatto e

di adesione tra le estremità di cardiomiociti contigui. Può decorrere rettilineo per tutto lo

spessore della cellula, ma più spesso appare suddiviso in segmenti trasversali disposti a

diversi livelli, a questa particolare disposizione si deve il nome di strie scalariformi. I dischi

intercalari presentano una complessa organizzazione. A livello del disco le membrane

affrontate appaiono come due dense linee parallele che seguono un decorso ondulato, i

modo che le estremità delle cellule adiacenti appaiono incastrate l’una nell’altra. Ad intervalli

regolari, lungo il disco, sono presenti le giunzioni gap. Il segmento longitudinale della stria

scalariforme è continuo con la porzione trasversale e lungo questi tratti longitudinali esistono

aree di contatto tra le membrane plasmatiche delle due cellule affiancate, ove sono

localizzate estese giunzioni gap. Le giunzioni gap consentono il passaggio dell’impulso tra

cardiomiociti limitrofi. Questa giunzione è interpretata come una zona di bassa resistenza

elettrica che può mediare l’accoppiamento elettrico tra cellule adiacenti e permettono la

rapida diffusione dell’impulso da un elemento cellulare all’altro. Da questo punto di vista il

miocardio si comporta elettricamente come un sincizio funzionale.

IL SARCOMERO:

Le striature sono dovute ad un’ordinata sistemazione delle fibre proteiche miofibrillari:

filamenti spessi e filamenti sottili, che viaggiano parallelamente all’asse longitudinale delle

cellule muscolari. Le miofibrille sono comprese all’interno di un modulo detto SARCOMERO

che si ripete più volte. Ogni sarcomero è delimitato ai suoi estremi da due strie Z, disposte

perpendicolarmente all’asse maggiore della miofibrilla, alla cui estremità sono ancorati i

filamenti sottili di actina. Al contrario, i filamenti spessi di miosina sono uniti tra loro in

corrispondenza della linea M.

Prima che i filamenti venissero identificati nel sarcomero si riconosceva:

BANDA A, corrisponde all’insieme dei filamenti spessi; nella BANDA A i filamenti spessi si

sovrappongono a quelli sottili ad eccezione che nella zona H

ZONA H, si trova al centro della BANDA A, appare più chiara proprio per la mancanza dei

filamenti sottili.

BANDA I, è la parte più chiara di tutta la fibra, corrisponde alla regione compresa tra le BANDE

A di due sarcomeri adiacenti. E’ formata da soli filamenti sottili.

I filamenti sottili sono costituiti da monomeri di actina, concatenati l’un l’altro a formare un

polimero.

Ogni monomero di actina possiede un sito di legame per la miosina.

Nei filamenti sottili si ritrovano anche delle proteine regolatrici: tropomiosina e

troponina, consentono l’inizio e la fine della contrazione.

La tropomiosina si trova sopra numerose molecole di actina e blocca i siti di legame con la

miosina.

La troponina è costituita da tra proteine: una si attacca al filamento di actina, una si fissa alla

tropomiosina e la terza contiene un sito di legame reversibile per gli ioni calcio.

I filamenti spessi sono costituiti da centinaia di molecole di miosina, accoppiate a due a

due e avvolte l’un l’altra, terminano con una estroflessione che ricorda le mazze da golf. La

testa della molecola rappresenta la forza lavoratrice, è la parte che genera la forza meccanica.

Ogni testa possiede due siti critici: un sito di fissazione per l’actina ed un sito ATPasico che

idrolizza l’ATP. Gli ioni Ca legandosi al loro sito nella troponina, fanno in modo che

quest’ultima proteina sposti lateralmente la tropomiosina e vengano così esposti i siti di

legame per la miosina posti sull’actina.

Quando la cellula è a riposo la concentrazione di Ca nel citoplasma è molto basso, infatti la

membrana possiede pompe che trasportano il Ca dal citoplasma nel reticolo sarcoplasmatico.

Quando arriva un potenziale d’azione i i tubuli a T si aprono consentendo al Ca di liberarsi nel

citoplasma.

Il Ca si lega alla troponina che cambiando conformazione, sposta la tropomiosina ed espone i

siti di legame per la miosina sull’actina. Le teste di miosina si fissano all’actina ed avviene la

contrazione.

L’aumento del Ca intracellulare provoca la chiusura dei canali del Ca voltaggio dipendenti che

si erano aperti in risposta al potenziale d’azione. Termina il rilascio del Ca e questo consente la

ripresa del trasporto attivo del Ca dal citoplasma al reticolo sarcoplasmatico. La riduzione della

concentrazione di Ca provoca il distacco del Ca dalla troponina con conseguente ritorno allo

stato di riposo di troponina e tropomiosina. A questo punto il muscolo cessa di contrarsi. La

forza contrattile nel muscolo è proprio dovuta alla capacità dell’actina e della miosina di legarsi

tra loro.

Sebbene l’attività elettrica del cuore si attui indipendentemente dal sistema nervoso, il cuore è

innervato dal sistema nervoso autonomo parasimpatico (nervo vago) e simpatico. Il

sistema nervoso autonomo regola l’attività del miocardio modificando il ritmo intrinseco del

battito cardiaco. SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO:

Requisito essenziale per la vita è la capacità delle cellule di scambiare sostanze con l'ambiente

circostante. Ogni cellula sfruttando il meccanismo della diffusione trattiene le sostanze di cui

ha bisogno, O2 e nutrienti, ed allontana i propri prodotti di scarto come la CO2. Poiché le

sostanze di cui necessita l'organismo provengono dall'ambiente esterno la diffusione da sola

non è in grado di fornire a tutte le sostanze di cui ha bisogno con sufficiente rapidità.

Poiché le sostanze di cui necessita l'organismo provengono dall'esterno la diffusione da sola

non è in grado di fornire a tutte le cellule le sostanze di cui necessitano.

Il sistema cardiovascolare ha proprio lo scopo di fornire all'organismo, in maniera rapida, le

sostanze di cui l'organismo necessita. Il sistema cardiovascolare è costituito da tre elementi:

Cuore → pompa muscolare

 Vasi sanguigni → condotti attraverso cui il sangue circola

 Sangue → fluido che circola e porta nutrienti alle cellule allontanando sostanze di

 scarto

Al centro del sistema vascolare vi è il muscolo cardiaco.

Il cuore è un organo muscolare cavo che distribuisce

ciclo polmonare,

sangue povero di ossigeno ai polmoni, nel

circolo sistematico.

e sangue ricco di ossigeno al corpo, nel

Il cuore ha la grandezza di un pugno e pesa circa 300 gr, in

un minuto pompa circa 5/6 litri di sangue.

Il cuore si trova alloggiato nel mediastino, spazio

all’interno della cavità toracica, prevalentemente a sinistra

della linea mediana del corpo, posteriormente allo sterno

tra i due polmoni. La faccia

posterosuperiore è denominata BASE,

mentre l’estremità inferiore è detta

APICE. ll mediastino è un compartimento

anatomico a forma di clessidra che occupa lo spazio centrale del

torace compreso tra i polmoni (lateralmente), il centro frenico del diaframma

(inferiormente) ed un piano passante per il margine superiore della prima

costa e la prima vertebra (superiormente).

La gabbia toracica è l'impalcatura ossea che delimita il torace. È costituita

da 12 vertebre toraciche posteriormente, dalle coste lateralmente (dalla 1 alla

7 coste vere, dall'8 alla 12 coste falese, la 11 e 12 sono coste fluttuanti) e

dallo sterno anteriormente.

Posizione del cuore nel torace: il cuore è avvolto e isolato dagli altri organi per mezzo del

pericardio, un sacco fibrosieroso a doppio strato. Una parte più esterna di tessuto connettivo

denso, definito pericardio fibroso (limita i movimenti del cuore all'interno della cavità

toracica) e una parte più interna, una sottile membrana sierosa a doppio strato chiamata

pericardio sieroso.

Il pericardio sieroso è costituito da un foglietto

parietale e un foglietto viscerale che riveste la

parte esterna del cuore (epicardio). Lo spazio

virtuale tra lo strato parietale e quello viscerale è la

cavità pericardica, in cui si trova il liquido pericardico che permette al cuore di

lavorare senza attrito.

La parete di ogni camera cardiaca è costituita da 3 strati:

1. Epicardio → strato più esterno del cuore. Non è altro che il pericardio viscerale e riveste

la superficie esterna del cuore.

2. Miocardio →è lo strato centrale della parete cardiaca. E’ costituito da tessuto muscolare

cardiaco ed è il più spesso dei tre