Riassunto Fisiologia - preparazione esame

MUSCOLI E CONTRATTILITÀ

Ci sono tre tipi di tessuto muscolare:

• Tessuto muscolare scheletrico detto anche tessuto striato (perché al microscopio vediamo l'alternanza di bande chiare e bande scure). Sono più abbondanti di quelli lisci e sono detti volontari. Il sarcomero è di 2/2.2 micron.
• Il muscolo cardiaco (non è un muscolo volontario) è un tessuto che ha delle caratteristiche intermedie tra il muscolo striato (dal punto di vista strutturale) e il muscolo liscio (dal punto di vista della funzione).
• Tessuto muscolare liscio non presenta le striature e la loro attività è modulata da fattori chimici. Quindi oltre che essere regolato da fattori nervosi è regolato anche da ormoni. Quindi non è sotto il controllo della nostra volontà.

Le miofibrille sono costituite da sarcomeri che sono l'unità morfo-funzionale. È costituito da filamenti spessi che sono dati dalla miosina e da filamenti...

sottili dati dall'actina. La miosina viene definita motore molecolare perché presenta un'attività tipiasica e presenta un sito di legame con un'altra proteina che funge da binario che in questo caso sarà l'actina (un altro esempio sono le chinesine e le dineine le quali scorrono su binari fatti da microtubuli). La miosina può essere distinta in tre porzioni:

• Testa
• Collo è costituito da sequenze aminoacidiche per legare il Ca. Ha una lunghezza che dipende dal numero di questi siti di legame per il Ca, si chiamano domini IQ. La miosina ha 2 domini IQ
• Coda

I motori molecolari sono spesso degli omodimeri cioè sono composti da due molecole identiche che si associano tra loro attraverso le code e questo fa si che il filamento spesso presenti una zona centrale priva di teste che viene chiamata zona nuda. L'actina che va a formare il filamento sottile deriva dalla polimerizzazione dell'actina globulare, che va

Creare questo filamento a doppia elica. Ogni passo dell'elica è formato da 7 actine globulari. E sul filamento troviamo altre proteine che sono:

• Il complesso toponimico che è fatto da 3 proteine (Troponina C che lega il Ca+, Troponina I che ha un ruolo inibitorio, Troponina T ferma la tropomiosina) e serve per tenere ferma la tropomiosina.
• La tropomiosina è una molecola filamentosa che copre 7 molecole globulari di actina. Tiene occupati sull'actina il sito di legame affine per la miosina che è tenuto nascosto dal filamento di tropomiosina.

La membrana della cellula muscolare è caratterizzata da delle invaginazioni della membrana sarcoplasmatica o sarcolemma che prendono il nome di tubulo T (trasverso) che permette che il segnale elettrico raggiunga tutti i punti della cellula.

Il reticolo sarcoplasmico è il contenitore degli ioni Ca+ (in cisterne) che è posizionato vicino ai tuboli T.

Come in tutte le

cellule anche nella cellula muscolare il Ca a livello citosolico è mantenuto ad una concentrazione bassa, e a questa concentrazione non è possibile che avvenga il fenomeno della contrazione muscolare quindi quando invece la contrazione muscolare deve avvenire viene rilasciato lo ione Ca+ dalle cisterne e la concentrazione citosolica si alza fino a livelli millimolari. Questo passaggio avviene attraverso l'accoppiamento eccitazione-contrazione che trasduce il segnale elettrico in segnale meccanico. Quindi i canali di Na+ raggiungono la soglia e parte il potenziale d'azione che viaggia lungo la membrana e deve raggiungere tutta la cellula muscolare. Il segnale elettrico viaggia lungo la membrana ed entra nel tubulo T dove qui trova i canali di Ca+ a voltaggio dipendente e li attiva siccome il segnale è depolarizzante. La cosa importante è che i canali una volta attivati vadano ad attivare a loro volta una proteina che sta sul reticolo endoplasmatico sulla cisterna.

Questa proteina quando è attivata si apre e fa uscire tutto il Ca+. Questa proteina si chiama recettore rianodinico (RIR) che è un canale di Ca+ pazzesco. Questo Ca+ che esce è quello che poi favorisce la contrazione. Nel cuore è fondamentale che entri Ca+ dell'esterno perché la struttura non è così ben ordinata come nel muscolo che ogni canale di Ca+ trova proprio di fronte il RIR. Quindi il meccanismo dell'eccitazione-contrazione nel cuore prevede che ci sia un rilascio di Ca+ indotto da Ca+ (CICR quindi il Ca+ che arriva da fuori induce il Ca+ a uscire dalle cisterne). Il Ca+ in cellula a questo punto si lega alla sub unità C del complesso troponimico che a sua volta fa spostare sia la sub unità I che la sub unità T. Spostandosi il complesso troponimico, la tropomiosina non è più tenuta in posizione e anziché coprire i siti di legame per la miosina sull'actina finisce nello spazio tra le due.

eliche liberando i siti di legame sull'actina per la miosina. A questo punto inizia il ciclo dei pontitrasversi. A livello della miosina c'è una tasca dove entra l'ATP, che una volta entrata si idrolizza e diventa fosfato e ADP. Il legame esce dalla tasca che aveva dentro l'ATP idrolizzata, esce il gruppo fosfato che produce calore e permette alla testa della miosina di piegarsi (/scorrere) sulle molecole di actina, a questo punto esce anche l'ADP e abbiamo la tasca vuota. Quando entra una nuova ATP si sgancia la miosina dall'actina e il ciclo può ricominciare. Se non avessimo l'ingresso di una nuova molecola di ATP noi rimarremmo costantemente contratti (rigor). O abbiamo il legame actina-miosina o abbiamo il legame miosina-ATP. Quando ho una contrazione non ho un accorciamento delle proteine ma ho un accorciamento del sarcomero perché i filamenti scorrono gli uni sugli altri (filamenti sottili su filamenti spessi).

periodo in cui la forza muscolare raggiunge il suo picco massimo 3. Successivamente, c'è una fase di rilascio della forza muscolare, in cui la forza diminuisce gradualmente 4. Infine, c'è una fase di recupero, in cui la forza muscolare torna al suo stato di riposo Questi eventi possono essere rappresentati su un grafico meccanomiogramma, che mostra l'andamento della forza muscolare nel tempo. Sull'asse delle x viene rappresentato il tempo, mentre sull'asse delle y viene rappresentata l'entità della forza. Per comprendere meglio il processo, è importante considerare anche l'evento elettrico che si verifica prima della contrazione muscolare. Questo evento è chiamato potenziale d'azione elettrico. Inoltre, durante il processo di contrazione muscolare, viene rilasciato il calcio dalle cisterne, che è necessario per l'inizio del ciclo dei ponti traversi e lo sviluppo della forza muscolare. È importante notare che il tetano è una condizione in cui il muscolo si trova in uno stato di contrazione persistente a causa di stimoli continui. Questo può essere causato da una continua stimolazione di tutte le fibre muscolari contemporaneamente. D'altra parte, il tono muscolare si riferisce a una stimolazione asincrona delle fibre muscolari, in cui solo una parte viene stimolata alla volta. Ad esempio, questo si verifica nella muscolatura liscia dei vasi sanguigni. In conclusione, il grafico meccanomiogramma è uno strumento utile per studiare gli eventi legati alla contrazione muscolare e alla forza sviluppata nel tempo.tempo richiesto al muscolo affinché lui sviluppi la massima forza che può sviluppare. Infine, c'è la fase di rilasciamento che è la fase più lunga ed è dovuta dalla velocità con cui il Ca+ viene riportato negli store intracellulari. In base a questo si possono definire alcuni muscoli veloci (costituito da fibre veloci es. muscolo extracellulare) e alcuni muscoli lenti (costituite da fibre lente es. muscolo soleo). Differenza tra: - Muscolatura liscia: riveste tutti gli organi cavi. Le cellule presentano giunzioni che fanno si che la muscolatura si comporti come un unico sincizio funzionale. Può essere stimolata per eventi meccanici e eventi chimici (gli ormoni possono avere un ruolo nello scatenare l'attività muscolare). Quando si contrae, assume una forma con dei rigonfiamenti. L'actina può scorrere completamente lungo la miosina non essendo presenti zone nude sul filamento spesso, e questo comporta una variazione.notevole delle dimensioni della cellula. All'aumentare del Ca+ citosolico il Ca++ si lega con una proteina solubile del citosol che è la calmodulina e questo processo va ad attivare una proteina chinasi. Il complesso Ca+ calmodulina chinasi fosforila le catene leggere della miosina (senza di questo il legame tra actina e miosina non ci sarebbe). Il Ca+ ha un ruolo fondamentale sui filamenti spessi (no per m. scheletrico). Cosa fa il Ca+ sui: - Filamenti sottili: l'aumento di Ca+ citosolico permette una rimodulazione delle proteine che coprono i siti di legame per la miosina sull'actina, infatti, nel filamento sottile il complesso troponimico è sostituito da due proteine che sono il caldesmone e la calponina - Filamento spesso: il Ca+ attiva (in realtà si lega) una chinasi che viene definita Ca+ calmodulina dipendente. Questo legame attiva una chinasi (MLCK) che quando è attiva, va a fosforilare la catena leggera della miosina. Così la miosinapuò prendere contatto e legarsi con l'actina. La fosforilazione delle catene leggere della miosina è un evento fondamentale affinché avvenga la contrazione, ma ci sarà anche un'attività fosfatasica che spegne la contrazione. Quindi la contrazione del muscolo liscio deriva da un bilancio delle attività tra una chinasi e una fosfatasi. Come avviene la contrazione: 1. Aumento del Ca++ citosolico 2. Il Ca++ si lega alla calmodulina 3. Il complesso di Ca++-calmodulina attiva la miosinchinasi 4. La miosinchinasi attivata fosforila le teste di miosina 5. Che si fissano all'actina 6. Inizia il ciclo dei ponti trasversi Muscolatura scheletrica: le fibre contrattili, cioè filamenti spessi e filamenti sottili, sono costituiti da miosina e actina, ma l'organizzazione è diversa. Non abbiamo delle zone nude della miosina, infatti, questo permette alla cellula quando si contrae di variare la sua dimensione. Il Ca+ legato ai filamenti. ha un ruolo fondamentale perché si lega alla (che sta sui ). Come avviene la contrazione:

1. Aumento del Ca++ citosolico
2. Il Ca++ si fissa alla troponina
3. Ne cambia la composizione
4. La tropomiosina si allontana dai siti di fissazione sui filamenti di actina
5. Le teste di miosina si fissano all'actina
6. Inizio il ciclo dei ponti trasversi

Muscolatura cardiaca: due tipologie di cellule cardiache:

• Miocardio di lavoro: tessuto muscolare con caratteristiche simili al tessuto striato. È responsabile dell'attività contrattile. I cardiomiociti di lavoro sono più abbondanti. Presenta giunzioni che garantiscono la continuazione elettrica. Il potenziale d'azione di una cellula di lavoro ha una forma diversa da quello della cellula nodo seno atriale. Queste cellule sono dotate di un potenziale di riposo e sta a circa -90mV:

▪ Questo va a formare un uncino dove possiamo notare una picco