Il processo di contrazione muscolare nello scheletro

5. Il potenziale di azione produce un cambiamento di questi recettori (subunità S4), cambiando la conformazione, si permette quindi l'accoppiamento con recettori specifici, recettori rianodinici, che sono canali del calcio, e questi sì che permettendo l'entrata di calcio in grandi quantità.

6. Si libera calcio nel citoplasma, avviene la contrazione.

7. Il calcio viene sequestrato, il muscolo si rilassa.

Rimuovendo il calcio esterno, tramite segnali elettrici, il muscolo scheletrico si contrae normalmente; quindi questi canali del calcio voltaggio dipendenti non hanno capacità conduttive di rilievo, bensì hanno lenta attivazione, e bassa conduttività, poca corrente; molto maggiore è il ruolo dell'interazione con complessi ionici per il calcio. Flussi di calcio esterno sono praticamente irrilevanti nel fenomeno di contrazione.

Il calcio diffonde con difficoltà nel citoplasma, infatti l'uscita di calcio non

permette una contrazione lungo tutto il muscolo; vicino a recettori ianodicinici che ricevono lo stimolo di potenziali d'azione, sono presenti altri recettori rianodinici che si aprono a seguito della presenza di calcio, generando una rapida ondata di calcio. Il calcio arriva a concentrazioni soddisfacenti su tutto il sarcomero, quindi si lega a troponina C, permettendo la contrazione. La pompa di calcio riporta quindi le concentrazioni fisiologiche. Un fenomeno tonico si protrae nel tempo, mentre un processo fisico ha una cinetica veloce (come il potenziale di azione). Ne deriva che nelle fibre fasiche la contrazione è attiva dal potenziale di azione, mentre nelle fibre toniche si ha un processo graduale, rilascio di differenti concentrazioni di neurotrasmettitore, che causa differenti depolarizzazioni, con contrazioni variabili (molto rare nei mammiferi). Le fibre toniche si trovano solo in poche regioni, la velocità massima della contrazione è bassa, mentre laresistenza alla fatica è alta, in quanto si spende meno ATP (perché la contrazione è bassa). La resistenza della fibra muscolare si affida alla fosforilazione ossidativa. Dividiamo le fibre in 3 grandi categorie (esistono fibre con caratteristiche intermedie, e nello stesso muscolo ci possono essere fibre diverse): - muscoli (fibre) rossi, ricche di mioglobina, mantengono uno stadio di contrazione tonico, ma non sono fibre toniche, lenta contrazione ed alta resistenza alla fatica. Ricca vascolarizzazione, ricchi di mitocondri; - fibre rapide di tipo ossidativo, comportanti nella locomozione immediata, resistenza intermedia, e contrazione intermedia; si affidano alla fosforilazione ossidativa; - fibre rapide, si affaticano rapidamente, si trovano negli arti, contrazione veloce, quindi veloce ciclo del calcio, di rilascio e riassorbimento; si affida molto alla glicolisi anaerobica. La mioglobina ha una bassa pressione di saturazione. Si tratta di una riserva di ossigeno nel.muscolo è costituito da diverse fibre muscolari, ognuna delle quali è innervata da un'unità motoria. Il reclutamento di più unità motorie avviene quando il sistema nervoso invia segnali a un numero crescente di unità motorie, aumentando così la forza di contrazione complessiva del muscolo. Questo meccanismo consente di regolare la forza di contrazione in base alle esigenze del corpo. Per controllare la forza di contrazione, è fondamentale anche il ruolo del calcio. Durante la contrazione muscolare, il calcio viene rilasciato dalle riserve intracellulari e si lega alle proteine contrattili, consentendo loro di interagire e generare la forza di contrazione. Quando il calcio viene riassorbito, il muscolo si rilassa. Inoltre, la presenza di neuroglobina e mioglobina nel muscolo può agire come un tampone per l'ossigeno. Queste proteine sono in grado di legare l'ossigeno e rilasciarlo quando necessario, garantendo un adeguato apporto di ossigeno alle fibre muscolari durante l'attività fisica. In conclusione, il controllo della forza di contrazione muscolare avviene attraverso il controllo delle singole fibre muscolari e il reclutamento di più unità motorie, mentre la presenza di neuroglobina e mioglobina agisce come un tampone per l'ossigeno.muscolo è caratterizzato da diverse unità motorie: una unità motoria è l'insieme del motoneurone con tutte le fibre che innerva; ciascun motoneurone forma sinapsi con più fibre muscolari; il numero di unità motorie dipende dalle dimensioni del muscolo e dalla sua tipologia. Muscoli delicati, come quelli delle mani, hanno un controllo fine, abbiamo molti motoneuroni, quasi fibra per fibra. Attivando tutte le fibre del muscolo abbiamo una maggiore forza di contrazione. Questo vale per le fibre fasiche, che appunto controlliamo con il potenziale di azione. ¹⁸ Lezione di Fisiologia Generale, di Lorenzo Di Palmaa Fisiologia del muscolo cardiaco (o miocardio) La pompa cardiaca è responsabile di spingere il sangue nei diversi distretti, dal ventricolo sinistro all'aorta fino ai tessuti, sangue ossigeno; qui il sangue acquista CO₂, torna tramite le vene al ventricolo destro; quindi viene spinto nei polmoni dove assorbe ossigeno, e torna alventricolosinistro. Sistole fase di contrazione, e diastole di rilassamento. A metà di diastole il sangue riempie le cavità, quindi una contrazione della sistole fa passare il sangue nei ventricoli. Il colore chiaro indica il muscolo rilassato, mentre nero contratto. I muscoli cominciano a contrarsi isometricamente, che aumenta la pressione interna, finché non si aprono le valvole che portano il sangue a riversarsi nel circolo sistemico grazie all'aorta, e nel circolo polmonare. La pressione di ritorno porta le valvole a chiudersi. Nella fisiologia cardiaca deve esserci un ciclo preciso e ordinato, rilassamento e decontrazione, Il controllo sulla circolazione avviene tramite effetti: - cronotropo, sulla frequenza cardiaca; - inotropo, sulla forza; - dromotropo, sulla conduzione; - batmotropo, sull'eccitabilità. Dobbiamo sapere: - dove si genera il ritmo? il pacemaker produce potenziale di azione continuativamente in modo spontaneo, generando un ritmo, dalla

frequenza controllabile; controlla la contrazione delmiocardio;- questo impulso viene condotto, sia verso la muscolatura di atri e ventricoli, per attivare ilmiocardio;- capire come lo stimolo si traduce nella contrazione muscolare;- come il sistema viene regolato autonomamente.

La zona che genera il ritmo è una massa di cellule, che costituisce il nodo del seno atriale, cellulenon contrattili che mantengono il potenziale di azione indefinitamente. Queste cellule sono di originemuscolare, che hanno perso la capacità di contrarsi, peacemaker miogeno (esistono anchepeacemaker neurogenici).

I potenziali di azione vengono trasferiti da fibre muscolari, che permettono la propagazione fino alnodo atrio-ventricolare, e quindi al miocardio e ventricolo. La zona atrio-ventricolare garantisce unlag, affinché prima si contragga l'atrio (per riempire il ventricolo), e successivamente il ventricolo.

Qui infatti vediamo la comparsa del potenziale d'azione nelle diverse zone.

Nelle fibre di transizione che trasferiscono il potenziale dagli atri ai ventricoli, ci sono fibre dalla bassa conduzione. Bassa velocità di conduzione tra atrio e ventricolo, perché sono fibre più piccole (quindi resistenza maggiore) e depolarizzate, poche giunzioni, questo sistema di conduzione è caratterizzato da fibre legate con giunzioni elettriche. Le fibre muscolari trasferiscono il potenziale perché sono in comunicazione con giunzioni elettriche, anche dette sinapsi elettriche. Qui la struttura di una sinapsi elettrica, le due membrane sono molto vicine, unite da gap junction, che con un poro centrale permeabile a ioni e acqua, diminuisce la resistenza tra le cellule, permettendo il passaggio di stimolo. La gap junction non è selettiva. Queste gap junction sono costruite da un esamero accoppiato ad un altro esamero (dell'altra cellula), ogni monomero è detto connessina; lo spazio fra membrane è molto piccolo, le connessine.sono le gap junction. Queste connessioni cellulari permettono il passaggio di segnali elettrici e chimici tra le cellule, consentendo una comunicazione diretta e rapida. Le gap junction sono costituite da proteine chiamate connexin, che formano canali attraverso i quali avviene lo scambio di molecole e ioni. Nelle cellule muscolari lisce e cardiache, le gap junction sono fondamentali per la propagazione del segnale elettrico che porta alla contrazione del tessuto muscolare. In altri tessuti, come nella blastocisti o nei neuroni, le gap junction hanno il ruolo di coordinare l'attività cellulare, permettendo una sincronizzazione delle scariche elettriche. Le gap junction possono essere regolate da diversi fattori, tra cui il calcio. In alcuni tessuti, il calcio può chiudere i canali delle gap junction, influenzando l'apertura dei canali ionici. In altri casi, le gap junction possono essere permeabili al calcio, svolgendo funzioni diverse a seconda del tessuto in cui si trovano. Un esempio interessante è rappresentato dalle diverse cellule del miocardio. Queste cellule tendono spontaneamente a produrre ritmi oscillatori in coltura, grazie alla presenza delle gap junction che permettono una comunicazione elettrica tra di loro. Quindi, la capacità di generare ritmi oscillatori non è unica del peacemaker, ma è determinata dalla presenza delle gap junction che permettono l'accoppiamento degli oscillatori. In conclusione, le gap junction sono importanti connessioni cellulari che svolgono diverse funzioni a seconda del tessuto in cui si trovano. Sono fondamentali per la comunicazione elettrica e chimica tra le cellule, permettendo una coordinazione dell'attività cellulare e la propagazione dei segnali.

l'oscillatore più veloce Il.nodo del seno genera più velocemente il potenziale di azione, le altre cellule non fanno in tempo a produrne uno proprio, perché vengono stimolate prima dalla cellula del seno, che quindi ne comanda l'oscillazione. Vediamo come la forma dei potenziali di azione è diversa, sviluppo più lento. Notiamo una fase ascendente, dovuta a correnti voltaggio dipendenti, poi si apre il potassio e si ritorna a prima. Si devono tuttavia aprire correnti di calcio, più lente, mentre il potassio è differente, ciò giustifica una fase ascendente più lenta. A potenziali negativi osserviamo correnti che fanno entrare sodio, quindi la cellula depolarizza, si aprono i canali del calcio, e la cellula torna come prima; questo è definito potenziale del pacemaker. Il ritmo del nodo del seno viene condotto alle cellule muscolari cardiache, che si contraggono; la contrazione del ventricolo è diverso: simile

nella prima parte a quello dell'assone: depolarizzazione,si attivano i canali del sodio, entra sodio, nel momento del picco questi canali si interrompono;successivamente, il potenziale del muscolo cardiaco ha un lungo plateau intorno a 0, che garantisceuna lunghezza di circa 100 millisecondi del potenziale d'azione: la depolarizzazione iniziale attivasia i canali del sodio che canali del calcio particolari voltaggio dipendenti; questi canali, dettiL, non possono inattivare, rimanendo chiusi mantengono la cellula depolarizzata.Successivamente si attivano correnti di potassio, ripolarizzano la cellula, si chiudono i canali delcalcio.Anche nel muscolo cardiaco abbiamo tubuli T e sarcomeri, notiamo molteplici mitocondri, manotiamo alcune distinzione:- il lume delle cisterne del reticolo sarcoplasmatico è minore, questo perché parte del segnaleche crea la conduzione è esterno, favorita dalla lunga apertura dei canali L del calcio;le cellule sono unite da gap.: definisce un paragrafo di testo. - : rende il testo in grassetto. - : rende il testo in corsivo. - : crea un link ipertestuale. - : inserisce un'immagine nella pagina. -

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