Fisiologia

GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE

La placca motrice è la sinapsi che il motoneurone-α forma con il muscolo scheletrico. È composta dal terminale assonico del neurone presinaptico, la fessura sinaptica e la membrana postsinaptica.

In prossimità della giunzione neuromuscolare, la fibra motrice perde il suo rivestimento di mielina e si divide in molte ramificazioni terminali che si adagiano sulla superficie del sarcolemma. Il sarcolemma è la membrana plasmatica delle cellule muscolari (fibre muscolari); la zona di membrana della cellula muscolare di fronte all'assone forma la placca motrice, cioè una serie di ripiegamenti.

Il neurotrasmettitore rilasciato è l'acetilcolina e la membrana postsinaptica della fibra è ricca di recettori nicotinici che la legano. La fessura sinaptica invece è occupata da una membrana fibrosa che contiene acetilcolinesterasi in grado di disattivare l'acetilcolina, scindendola e permettendo una corretta.

trasmissione. Come in tutti i neuroni, i pda che arrivano al terminale assonico aprono i canali voltaggio dipendenti per il calcio: entrano nella cellula diffondendo secondo il suo gradiente elettrochimico innescando la fusione di vescicole. L'acetilcolina rilasciata dai terminali presinaptici si va a legare ai recettori nicotinici presenti sulla membrana della fibra muscolare, sul terminale postsinaptico. I recettori nicotinici sono ionotropici/recettori canale che sono anche dei recettori cationici non selettivi, permeabili sia al K che al Na. La loro apertura si riflette in una maggior fuoriuscita di Na rispetto all'entrata di K perché il gradiente del Na è maggiore. L'aumento di cariche nette positive depolarizza la membrana dando origine a un potenziale di placca. L'acetilcolina che agisce sulla placca motrice è sempre eccitatoria. I potenziali di placca sono sempre sopra-soglia e danno origine a un pda muscolare che si propaga in tutta la trasmissione.

membranaplasmatica e nei tubuli a T che consentono alla membrana di entrare in profondità nella fibra muscolare

Il pda è in grado di determinare il rilascio di Ca2+ dal reticolo sarcoplasmatico che causa la contrazione muscolare

La membrana dei tubuli a T contiene dei canali voltaggio per il Ca di tipo L -> detti recettori per le diidropiridine che sono canali collegati meccanicamente a dei canali per il rilascio di Ca e sono detti recettori per la rianodina localizzati sulla membrana del reticolo sarcoplasmatico

Quindi quando il pda raggiunge i recettori per le diidropiridine, questi cambiano conformazione e determinano l'apertura dei recettori per la rianodina a cui sono collegati; ne consegue un massiccio rilascio di calcio da parte del reticolo sarcoplasmatico a favore del citosol, che ha una concentrazione molto bassa normalmente

Alla fine della contrazione il calcio viene ripompato nel reticolo grazie alle pompe SERCA

Grazie alla diminuzione di calcio libero abbiamo

comunicazione elettrica tra le cellule muscolari cardiache. - Il muscolo liscio è invece non striato e le sue cellule sono mononucleate. Questo tipo di muscolo si trova nelle pareti degli organi interni, come ad esempio l'intestino o i vasi sanguigni. Il rilassamento del muscolo avviene grazie a un processo chiamato rilascio di calcio. Durante la contrazione muscolare, il calcio viene rilasciato dal reticolo sarcoplasmatico, una struttura all'interno delle cellule muscolari. Quando il muscolo si rilassa, il calcio viene riassorbito nel reticolo sarcoplasmatico, permettendo al muscolo di tornare al suo stato di riposo. Questo processo di rilascio e riassorbimento del calcio è fondamentale per il corretto funzionamento del muscolo. Senza il rilascio di calcio, il muscolo non potrebbe contrarsi e senza il riassorbimento del calcio, il muscolo non potrebbe rilassarsi. In conclusione, il rilassamento del muscolo è un processo complesso che coinvolge il rilascio e il riassorbimento del calcio. Questo meccanismo è presente sia nel muscolo cardiaco che nel muscolo scheletrico e liscio, anche se ci sono alcune differenze nella sua regolazione.trasduzionedell'impulso elettrico ->conferisce il comportamento di sincizio funzionalee garantire l'attività contrattile sincrona-Il muscolo liscio con cell piccole, fusiforme, mononucleate e prive distriaturaScheletricoAssociato al movimento dello scheletro ma anche a livello addominale,oculare, in alcuni sfinteri (a livello dei visceri il cui grado di contrazione vaa regolare il passaggio di molecole tra due compartimenti), nei muscolirespiratori-> La contrazione del tessuto muscolare scheletrico non è mai spontaneama viene innescata da un segnale nervoso con un motoneuroneL'attacco alle ossa avviene mediante tendini e abbiamo sempre l'associazionedi un muscolo agonista che si contrae con uno antagonista che si rilasciaDal muscolo scheletrico si passa al fascicolo muscolare cioè un fascio di fibre e poi alla fibra muscolareNella singola fibra muscolare la membrana plasmatica o sarcolemma: presenta delle invaginazioni dette tubuli a tche hanno il compito di condurre il pda all'interno della fibra muscolare. Il reticolo sarcoplasmatico presenta delle cisterne longitudinali che decorrono parallelamente alle miofibrille e delle cisterne terminali che decorrono parallelamente ai tubuli a T-> il tutto va a costituire le triadi: tubulo a T affiancati ai due lati da una cisterna terminale. L'organizzazione delle miofibrille all'interno della fibra muscolare: sono disposte in fasci paralleli di filamenti spessi e sottili formanti l'unità funzionale detta sarcomero delimitati da due dischi-Z. I filamenti spessi sono costituiti dalla proteina miosina che è costituita da due catene pesanti e due leggere. Le catene pesanti sono a loro volta formate da una coda a doppia elica avvolta a spirale e due teste che sono proteine globulari con attività ATPasica (rappresentano il motore molecolare del sarcomero) + sito attacco per l'actina. Il filamento spesso è formato da circa 300 molecole.di conformazione della tropomiosina, scoprendo i siti di legame dell'actina. Questo permette all'actina di interagire con la miosina e avviare la contrazione muscolare. I filamenti spessi, composti da miosina, sono disposti con le teste tutte rivolte verso l'estremità del sarcomero, mentre nel centro di esso troviamo la parte filamentosa della miosina, priva delle teste. I filamenti sottili sono composti da più proteine: actina in forma filamentosa, ossia actina polimerica data dall'associazione di più actine globulari che rappresentano i monomeri, cioè actina-G, che formano due catene elicoidali. Inoltre, troviamo la tropomiosina che per ogni giro dell'elica degli actina (ogni 7 monomeri) ve ne si inserisce una, e il complesso delle troponine associate alla tropomiosina. Nel complesso delle troponine è presente la troponina-C, in grado di legare Ca2+, che regola l'interazione tra actina e miosina. In assenza di calcio, la tropomiosina è disposta in modo da mascherare i siti di legame dell'actina per la miosina. Quando abbiamo un aumento di calcio intracellulare, questo si lega alla troponina-C, inducendo un cambio di conformazione della tropomiosina e scoprendo i siti di legame dell'actina. Questo permette all'actina di interagire con la miosina e avviare la contrazione muscolare.conformazionale chesposta la tropomiosina dai siti di legame per actina-miosina permettendo la loro interazione quindi la formazione dei ponti trasversie lo scorrimento dei filamenti sottili su quelli spessi e la contrazione Banda A: comprende tutta la lunghezza del filamento spesso Banda H: comprende la regione del filamento spesso non sovrapposta ai sottili Banda I: comprende solo i sottili Con la contrazione la zona H e I si accorciano mentre la A rimane costante Altre proteine accessorie dette proteine giganti: Nebulina: associata all'actina, mantiene allineati i suoi filamenti Titina: conferisce stabilità e elasticità alle molecole di miosina Meccanismo contrazione • Lo dividiamo in due fasi: la fase di eccitazione che va fino alla stimolazione della fibra, e l'accoppiamento eccitazione-contrazione cioè come passiamo dall'evento elettrico a quello contrattile Nella fase 1 tutto ha inizio con il terminale presinaptico del motoneurone somatico in cuiarriva il pda, questa depolarizzazione causa l'apertura dei canali al calcio voltaggio dipendenti, ingresso di calcio nei canali e aumento del livello del calcio intracellulare, attivazione del meccanismo di rilascio delle vescicole sinaptiche che si fondono con la membrana del terminale presinaptico. Il neurotrasmettitore coinvolto è l'acetilcolina che viene rilasciata nello spazio sinaptico e che sulla membrana postsinaptica cioè della fibra muscolare scheletrica, andrà a legarsi ai recettori nicotinici, recettori canale cationici in cui avremo l'ingresso di Na e fuoriuscita di K. L'ingresso di Na prevarrà perché la driving-force è maggiore e porterà alla depolarizzazione a livello della fibra o potenziale di placca. Esso è sempre un potenziale soprasoglia quindi in grado di innescare un pda nella fibra muscolare scheletrica. Nella fase 2 coinvolge i tubuli a T adiacenti alle cisterne terminali in cui viene.

immagazzinato lo ione calcio. Il pda a livello del sarcolemma si trasmette nei tubuli e questa depolarizzazione viene trasmessa anche a particolari proteine dei tubuli dettirecettori per le diidropiridine, sensori del voltaggio. Quando arriva questa depolarizzazione cambiano di conformazione andando a interagire meccanicamente con proteine presenti sulla membrana delle cisterne terminali e l'interazione tra le due proteine apre le proteine presenti sulla membrana delle cisterne, i recettori rianodinici che sono dei canali per il calcio, che permettono il rilascio del Ca dal reticolo. Il calcio aumenta di concentrazione nella fibra muscolare e andrà a legarsi poi nella troponina-C ... Ciclo dei ponti trasversi • Evento che vede l'interazione tra le teste della miosina e l'actina globulare, colpo di forza e scorrimento dei filamenti sottili su quelli spessi e la contrazione. Si suddivide questo processo in 4 fasi: 1. Le teste della miosina sono debolmente legate

all'actina e all'ADP+P (già avvenuta l'idrolisi)

In questa condizione le teste della miosina sono orientate di 90° rispetto ai filamenti sottili

Arriva il calcio che è stato rilasciato dal reticolo, si lega alla troponina che induce lo spostamento della tropomiosina e il legame tra actina e miosina diventa un legame forte

2. Colpo di forza o power-stroke: le teste della miosina energizzate dall'idrolisi di ATP, si piegano a 45° rispetto ai filamenti sottili che di conseguenza scorrono in avanti verso il centro del sarcomero che si accorcia. In questa fase abbiamo prima il rilascio del fosfato e poi dell'ADP

3. Distacco della testa della miosina e per avvenire c'è bisogno del legame dell'ATP nella testa: se non abbiamo ATP sufficiente la miosina rimane legata all'actina che capita nel rigor-mortis;

Invece, in presenza di ATP avviene il distacco e successivamente:

1. L'idrolisi dell'ATP nelle teste della miosina che hanno attività ATPasica
2. Ritorno al punto 1

Questo ciclo continua fino a che non abbiamo la fase di recupero del calcio nel reticolo sarcoplasmatico.