Fisiologia umana - fisiologia del muscolo

Fisiologia del muscolo

Il meccanismo dello scorrimento dei filamenti

Durante la contrazione delle cellule muscolari, le bande A non modificano la loro lunghezza, mentre le bande I e le zone H diventano più corte. Dato che la banda A rappresenta la lunghezza dei filamenti spessi, ciò significa che i filamenti spessi non cambiano lunghezza quando il muscolo si contrae. L'accorciamento delle bande I che contengono filamenti sottili non avviene perché i filamenti sottili si contraggono, ma perché scivolano sui filamenti spessi muovendosi verso l'intera zona H. Dopo di ciò, le bande A adiacenti, spostandosi insieme, diminuiscono l'ampiezza delle bande I, accorciando di conseguenza il sarcomero. In altre parole, il muscolo si contrae perché scorrono tra loro i filamenti sottili e spessi e questo meccanismo viene chiamato meccanismo dello scorrimento dei filamenti.

Il ciclo dei ponti trasversali nella generazione della forza

Il meccanismo che porta allo scorrimento e che alimenta la contrazione è detto ciclo dei ponti trasversali e si fonda sull'oscillazione dei ponti trasversali tra miosina e actina indotta dall'idrolisi dell'ATP. Il movimento avanti e indietro dei ponti è dovuto a modificazioni della conformazione delle molecole di miosina. La miosina può esistere in due stati energetici: miosina ad alta energia e miosina a bassa energia.

In ogni ciclo dei ponti trasversali si possono individuare 5 fasi:

• Miosina ed actina non fissate
• Sollevamento della testa di miosina
• Fissazione della miosina all'actina
• Colpo di forza
• Irrigidimento (rigor)

In teoria, il ciclo dei ponti trasversali potrebbe continuare all'infinito, basta che venga fornito di continuo ATP e che i siti di actina siano disponibili per la fissazione con la miosina.

Accoppiamento eccitazione-contrazione: come si attivano e disattivano i muscoli

La contrazione dei muscoli scheletrici è controllata dal sistema nervoso per mezzo dei motoneuroni che inviano ai muscoli il comando di come e quando contrarsi. Il segnale del motoneurone è sempre di natura eccitatoria ed ha lo scopo di iniziare la contrazione. Al pari dei neuroni, anche le cellule muscolari sono eccitabili se le loro membrane vengono sufficientemente depolarizzate. Quando una cellula muscolare riceve uno stimolo da un motoneurone, la cellula si depolarizza generando un potenziale d'azione che scatena la contrazione. Questa sequenza di eventi viene detta accoppiamento eccitazione-contrazione.

Il ruolo della giunzione neuromuscolare nell'accoppiamento eccitazione-contrazione

La connessione tra un motoneurone e una cellula muscolare è detta giunzione neuromuscolare.