Muscolo e Contrazione Muscolare

Muscolo e contrazione muscolare

I sono che:

muscoli strutture

Permettono di mantenere la postura, correre, alzare i pesi, ecc…

 Sono responsabili dei movimenti peristaltici (che consentono ad ex. alle

 sostanze di propagarsi nell’intestino

Permettono la contrazione muscolare sia volontaria che involontaria (battito

 cardiaco, respirazione, espressioni facciali)

, il tessuto muscolare può essere distinto in:

Sulla base delle loro proprietà istologiche

a. Striato, così definito perché mostra un regolare alternarsi di bande chiare e

(ex. muscoli

scure dovute alla disposizione delle proteine contrattili

scheletrici)

b. Liscio, non presenta alcuna striatura ed è responsabile della contrazione di

come l’intestino e i vasi sanguigni

organi cavi

Il tessuto muscolare cardiaco è striato ma condivide anche alcune proprietà

tipiche dei muscoli lisci.

IL SACROMERO – unità funzionale del muscolo scheletrico

Il tessuto muscolare striato scheletrico è il più abbondante del corpo umano e

rappresenta il tessuto prevalente all’interno dei muscoli scheletrici, organi che

prendono attacco con i loro tendini sulle ossa dello scheletro, con cui formano il

sistema locomotore. Il sacromero è l’unità funzionale del tessuto muscolare striato

scheletrico.

Nel sacromero si distinguono , costituiti dall’aggregazione di

i miofilamenti spessi

molecole di miosina, e i , che sono polimeri della molecola G-

miofilamenti sottili

actina. , che si trovano quindi tra

Ogni sacromero è delimitato da due linee Z consecutive

un sacromero e l’altro. Dalle linee Z si dipartono i miofilamenti sottili di actina.

. Essa divide a metà anche i filamenti spessi

Al centro del sacromero c’è la linea M

di miosina. dove si ha la sovrapposizione dei miofilamenti spessi e

Nelle zone della banda A

sottili, la porzione globulare della miosina, detta testa della miosina, interagisce

ponte trasversale o cross

con il filamento di actina per formare il cosiddetto

bridge.

Al centro della banda A, la zona in cui i miofilamenti spessi non sono sovrapposti

ai miofilamenti sottili appare meno densa delle porzioni limitrofe e prende il nome

di banda H.

La porzione del sacromero costituita dai soli miofilamenti sottili a cavallo della

linea Z, viene definita banda I.

PROTEINE DEL SACROMERO

Le che costituiscono il sacromero possono essere suddivise in

proteine contrattili,

regolatorie e strutturali.

MECCANISMO DELLA CONTRAZIONE

Le mostrano un

fibre dei muscoli scheletrici regolare alternarsi di bande chiare

dovute all’ordinata disposizione delle proteine contrattili actina e miosina.

scure

Quando il muscolo si accorcia, la lunghezza del sacromero diminuisce e si

, cioè di quelle porzioni

evidenzia una riduzione sia delle bande I sia della banda H

di fibra dove non si ha sovrapposizione tra miofilamenti spessi e sottili; al

contrario, la dimensione della banda A rimane invariata.

Sulla base di queste osservazioni è stata formulata la teoria dello scorrimento dei

secondo la quale durante la contrazione muscolare i filamenti proteici

filamenti

non modificano la loro lunghezza e la riduzione della distanza tra le linee Z è

associata all’aumento del grado di sovrapposizione dei miofilamenti sottili di

actina con quelli spessi di miosina dovuto allo scorrimento dei filamenti actina

verso il centro del sacromero.

che permette al miofilamento sottile di scorrere verso il

Il processo molecolare

centro del sacromero tra i miofilamenti spessi è rappresentato dall’interazione fra

actina e miosina descritta dal cosiddetto ciclo chemomeccanico o dei ponti

trasversali.

I protagonisti del ciclo chemomeccanico sono:

- il miofilamento spesso, costituito dalle molecole di miosina;

- il miofilamento sottile, costituito da monomeri di actina;

- le proteine regolatorie del sacromero tropomiosina, situata nel solco formato dai

filamenti di actina, e troponina;

- lo ione calcio e l’ATP, molecole essenziali per la contrazione.

Nella si osservano

testa della miosina un sito di legame per l’ATP e un sito di

, mentre è presente

legame per l’actina su ciascun monomero di actina un sito di

legame per la miosina.

I passi del ciclo chemomeccanico actomiosinico consentono al muscolo di

convertire l’energia liberata dall’idrolisi dell’ATP in energia meccanica necessaria

per il processo di contrazione.

ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRAZIONE

I protagonisti del processo di accoppiamento eccitazione-contrazione sono:

- motoneurone

- giunzione neuromuscolare (o placca motrice)

- la fibra muscolare

In condizioni fisiologiche la contrazione muscolare si verifica quando il

, il cui corpo cellulare si trova nelle corna anteriori del midollo

motoneurone

spinale, attiva le fibre muscolari.

L’insieme costituito da un singolo motoneurone e dalle fibre muscolare che innerva

. , partendo

prende il nome di unità motoria La sequenza degli eventi che

dall’attivazione della fibra muscolare, portano alla contrazione muscolare

rappresenta il conosciuto come ;

processo accoppiamento eccitazione-contrazione

questo ha come elemento centrale la rimozione, attraverso un aumento della

concentrazione di calcio nella fibra muscolare, del blocco del legame tra miosina e

actina operato dalla tropomiosina.

Fasi della contrazione muscolare

1. PA che dal corpo

L’attivazione del motoneurone genera potenziali d’azione

cellulare si propagano verso la giunzione neuromuscolare

2. L’arrivo del PA causa una depolarizzazione della terminazione sinaptica con

conseguente apertura dei canali per il calcio voltaggio-dipendenti, ingresso di

calcio e aumento della sua concentrazione presinaptica che dà origine a una

il cui è la

cascata di eventi effetto finale liberazione di neurotrasmettitore

(acetilcolina) nella fessura sinaptica.

3. (ACh) presenti sulla

L’acetilcolina si lega ai recettori canale nicotinici

membrana postsinaptica della giunzione neuromuscolare permettendo

l’ingresso di ioni sodio il cui effetto è quello di generare un potenziale

potenziale di placca.

–

localizzato

Il

4. potenziale di placca depolarizza la fibra muscolare e dà quindi origine a un

. Il PA si propaga in entrambe le direzioni, depolarizza la

PA muscolare

membrana della fibra muscolare e, attraverso i tubuli T, raggiunge le

porzioni più in