Anatomia e fisiologia - Tessuto muscolare

Tessuto muscolare

Il tessuto muscolare è composto da cellule muscolari altamente specializzate per la contrazione. Esistono tre tipi di tessuto muscolare: scheletrico, cardiaco e liscio. I muscoli scheletrici sono composti da tessuto muscolare scheletrico e ogni cellula è una singola fibra muscolare.

Funzioni del muscolo scheletrico

• Movimenti dello scheletro: Le contrazioni muscolari muovono i tendini che sono attaccati alle ossa.
• Postura e posizione del corpo: La tensione muscolare mantiene la postura.
• Sostegno dei tessuti molli: Sostengono il peso degli organi interni e li proteggono dalle lesioni.
• Controllo degli orifizi: Circondano gli orifizi interni ed esterni fornendo il controllo per la deglutizione, minzione e defecazione.
• Temperatura corporea: Il rilascio di calore dovuto alla contrazione muscolare mantiene la temperatura corporea.
• Riserve nutritive: Le proteine contrattili possono essere degradate e trasformate in amminoacidi.

Struttura del muscolo scheletrico

Il muscolo scheletrico contiene tessuto muscolare, tessuto connettivo, vasi sanguigni e nervi.

Organizzazione del tessuto connettivo

• Epimisio: Circonda il muscolo ed è formato da uno strato di collagene. È connesso alla fascia profonda.
• Perimisio: Composto da fibre connettivali che dividono il muscolo in compartimenti. Un fascio di fibre, chiamato fascicolo, contiene vasi sanguigni e nervi.
• Endomisio: Situato all'interno di ogni fascicolo, circonda individualmente le fibre muscolari e le connette con quelle adiacenti. Contiene capillari, cellule miosatelliti e fibre nervose.

Le fibre di collagene di epimisio, perimisio e endomisio sono connesse e mescolate tra di loro formando tendini o ampie lamine (aponeurosi). Ogni contrazione muscolare esercita una trazione sull'osso.

Vasi sanguigni e nervi

Un'estesa rete vascolare fornisce ossigeno e sostanze nutritive per l'attività muscolare, oltre a raccogliere le sostanze di rifiuto prodotte. Gli assoni (fibre nervose) penetrano attraverso l'epimisio e arrivano nell'endomisio per innervare le fibre muscolari, consentendo la contrazione volontaria.

Caratteristiche delle fibre muscolari scheletriche

• Dimensione: Le fibre muscolari scheletriche sono più grandi delle cellule normali e mononucleate (centinaia di nuclei).
• Mioblasti: Cellule embrionali che si fondono per formare le fibre muscolari; alcuni rimangono nel tessuto muscolare come cellule miosatelliti.

Sarcolemma e tuboli trasversi

Il sarcoplasma è il citoplasma di una fibra muscolare, circondato dal sarcolemma, che è la membrana plasmatica di una fibra muscolare. Un cambiamento del potenziale di transmembrana provoca la contrazione. I tuboli trasversi, in continuità con il sarcolemma, percorrono tutta la fibra muscolare per diffondere l'impulso elettrico.

Miofibrille

Le miofibrille sono strutture cilindriche presenti a centinaia nella fibra muscolare, responsabili della contrazione. Le miofibrille si contraggono e la cellula si accorcia tirando il tendine. Sono formate da due tipi di filamenti proteici (miofilamenti):

• Filamenti sottili: Formati da actina.
• Filamenti spessi: Formati da miosina.

Titina è un miofilamento elastico associato ai filamenti spessi.

Reticolo sarcoplasmatico (RS)

Il RS è formato da un complesso di membrane simile al reticolo endoplasmatico liscio, che forma dei tuboli attorno a ciascuna miofibrilla. Ad entrambi i lati del tubolo T, si espande formando cisterne terminali. Una triade è composta da due cisterne terminali e un tubolo T.

Il sarcoplasma di una fibra muscolare scheletrica a riposo contiene una concentrazione di calcio di 10 mmol/L, mentre nelle cisterne la concentrazione di calcio è 40.000 volte superiore. La calsequestrina lega irreversibilmente il calcio. La contrazione inizia quando gli ioni immagazzinati vengono rilasciati nel sarcoplasma.

Sarcomeri

I sarcomeri sono le unità funzionali dei miofilamenti. Una miofibrilla contiene 10.000 sarcomeri, costituiti da filamenti spessi, sottili, proteine che stabilizzano i filamenti e proteine che regolano le interazioni tra i filamenti. I sarcomeri presentano bande scure (bande A) e bande chiare (bande I).

• Banda A: Contiene filamenti spessi posti al centro del sarcomero. È suddivisa in:
  • Linea M: Stabilizza la posizione dei filamenti spessi interconnessi tra loro.
  • Banda H: Regione più chiara ai lati della linea M (no filamenti sottili).
  • Zona di sovrapposizione: Filamenti sottili situati tra i filamenti spessi.
• Banda I: Contiene solo filamenti sottili e si estende dalla banda A di un sarcomero alla banda A del sarcomero successivo.

La linea Z è il confine tra i sarcomeri adiacenti, circondata da un feltro di filamenti intermedi che interconnettono le miofibrille adiacenti. Le actine uniscono i filamenti sottili di sarcomeri adiacenti, mentre i filamenti di titina si estendono dalle estremità dei filamenti spessi ai siti di attacco della linea Z.

Filamenti sottili

Sono composti da quattro proteine:

• F-Actina (actina filamentosa): Un filamento spiralizzato di due catene formate da G-actina. Ogni molecola di G-Actina contiene un sito attivo che può legarsi alla miosina. A riposo, questo legame è impedito dal complesso tropomiosina-troponina.
• Nebulina: Un lungo filamento che si spiralizza attorno al filamento di F-Actina.
• Tropomiosina: Forma filamenti che nascondono i siti attivi (una proteina copre sette siti).
• Troponina: Ha tre subunità globulari:
  • Si lega alla tropomiosina.
  • Si lega con una G-Actina.
  • Presenta un recettore che lega gli ioni calcio.

I filamenti sottili sono attaccati alla linea Z.

Filamenti spessi

Un filamento spesso è composto da 300 molecole di miosina. La coda della miosina è legata alle molecole nel filamento spesso.