Fisiologia e biofisica - fibra striata scheletrica

Lezione di fisiologia

Potenziale d'azione di una fibra striata scheletrica

Mettiamo in confronto alcuni aspetti della contrazione della fibra muscolare striata scheletrica con quelli della fibra cardiaca. Il grafico sopra si riferisce alla contrazione della fibra striata scheletrica. Nelle ascisse vediamo il tempo, in questo caso va da 0 a 25 ms (millisecondi), ed il potenziale d'azione dura 2 – 4 ms. La scossa, cioè la fase di contrazione e rilasciamento della fibra muscolare scheletrica, inizia dopo un paio di ms e poi dura per un certo intervallo di tempo che va da 7.5 – 100 ms nei muscoli larghi e nei muscoli retti.

È possibile ristimolare la fibra muscolare in modo tale che la seconda scossa, ottenuta con il secondo potenziale d'azione, possa sommarsi alla prima (con il primo potenziale d'azione). Così, se uno utilizza frequenze di stimolazione molto elevate, non dà tempo al muscolo di rilasciarsi e si avrà un tetano: questo stato di contrazione duratura, massima, fin quando non si permette al muscolo di rilasciarsi.

Potenziale d'azione fibra muscolare cardiaca

La prima cosa di cui bisogna tener conto è che le ascisse riportano il tempo, però abbiamo una durata maggiore, di 300 ms rispetto a quelli che erano 25 ms (la rappresentazione non deve ingannare in quanto avremmo dovuto avere una ascisse molto più lunga in rapporto al maggior tempo). Dunque, la durata del potenziale d'azione della fibra cardiaca è molto elevata. Il potenziale d'azione presenta queste 4 fasi:

• Fase 0: Depolarizzazione dovuta all'apertura dei canali del Na.
• Fase 1: Ripolarizzazione perché si aprono i canali del K (quindi K esce).
• Fase 2: Si mantengono aperti i canali del K ma si aprono anche quelli del Ca (quindi Ca entra e abbiamo il Plateau).
• Fase 3: Ripolarizzazione (si chiudono i canali del Ca e rimangono aperti quelli del K).
• Fase 4: Ritorno alle condizioni di riposo.

La durata di questo Plateau tiene la fibra cardiaca in un periodo refrattario assoluto e impedisce quello che si osserva nella fibra muscolare striata, cioè che eccessive stimolazioni ad alta frequenza determinino la condizione di tetano. Dunque, il tipo di potenziale d'azione (e la durata) della fibra muscolare cardiaca è tale da impedire il tetano. Si può stimolare solo quando la fibra cardiaca si sta già rilasciando, per cui non si può avere la somma dei potenziali d'azione che portano alla condizione di tetano.

Recettori di senso

Nelle sinapsi parliamo di recettore a cui si lega il neurotrasmettitore, in questo caso parliamo di una struttura specializzata che trasduce una informazione (meccanica, termica, elettromagnetica) in un fenomeno bioelettrico, che è una variazione di potenziale di membrana, detto potenziale generatore o potenziale di recettore. I due termini di solito vengono utilizzati come sinonimi però è possibile fare una piccola distinzione a seconda del tipo di recettore. Abbiamo varie forme di energia:

• Energia meccanica: È lo stimolo che determina la deformazione della cute, dei meccanocettori tattili oppure dei recettori situati a livello del muscolo come fusi neuromuscolari, gli organi tendinei del Golgi, meccanocettori situati a livello dell'orecchio interno (sia nella parte vestibolare che uditiva).
• Energia termica: Comprende variazioni di temperatura e quindi si parla di termocettori, ad esempio a livello della cute abbiamo termocettori per il caldo e per il freddo.
• Energia elettromagnetica: Si riferisce alla luce quindi i recettori si trovano a livello della retina dell'occhio e sono i fotorecettori.
• Energia chimica: Comprende i chemiorecettori come ad esempio i recettori olfattivi, gustativi, probabilmente anche quelli dolorifici viscerali che sono sensibili a variazioni di ossigeno e pH.

Poi abbiamo la classificazione della sensibilità:

• Speciale: Si riferisce alla sensibilità percepita da particolari recettori concentrati in determinate regioni, in determinati organi come nell'occhio per la vista (fotorecettori), a livello dell'udito nell'organo del Corti, a livello vestibolare nell'utriculo, nel sacculo e nelle crete ampollari, nella mucosa olfattiva.
• Somatica generale: Si riferisce a recettori localizzati in strutture somatiche quindi della cute, dei muscoli, nelle ossa e nelle articolazioni.
• Viscerale: Si riferisce appunto a recettori localizzati nei visceri.

Poi abbiamo un'altra classificazione della sensibilità:

• Telecettiva: Sono stimoli che provengono da lontano quindi la luce, le onde sonore, gli odori.
• Esterocettiva: Si riferiscono alla superficie del corpo quindi il tatto e la sensibilità termodolorifica.
• Proprioceptiva: Si riferisce alle parti profonde del corpo quali muscoli, ossa ed articolazioni.
• Interocettiva (o enterocettiva): Molto brevemente, quella dei visceri.

Esistono 3 tipi di recettore:

1. Nel primo caso il recettore corrisponde alla parte distale del ramo periferico di un neurone sensitivo gangliare cioè il corpo cellulare è contenuto nei gangli delle radici dorsali dei nervi spinali, nei gangli radicolari per quanto riguarda i nervi cranici. Un particolare tipo di recettore è rappresentato dal corpuscolo del Pacini in questo caso la terminazione ossia la parte distale del ramo periferico è contenuta in una struttura connettivale, è incapsulata però possiamo avere delle terminazioni libere come, ad esempio, in alcuni recettori tattili, quelli termici, quelli dolorifici. La struttura che incapsula modifica il tipo di risposta, però la capacità di rispondere è della terminazione nervosa, della parte terminale dell'assone.
2. Recettore di II tipo: È una cellula indipendente rispetto al neurone sensitivo (detto primario o I neurone perché è il primo di una serie di neuroni in cui si articolano le varie vie della sensibilità, questo è il neurone periferico gli altri sono chiamati "c...").