Sistema motorio

Sistema motorio

I muscoli sono collegati alle ossa mediante i tendini, strutture simili a corde formate da tessuto connettivo elastico, capaci di trasmettere all'osso la forza sviluppata dal muscolo. Il corpo del muscolo contiene diversi fasci chiamati fascicoli, ciascun fascicolo è suddiviso in tantissime cellule muscolari, chiamate fibre muscolari. Queste cellule, a differenza delle altre, hanno parecchi nuclei, posti immediatamente al di sotto della membrana plasmatica della fibra, che viene chiamata sarcolemma.

All'interno della fibra si trova un citoplasma chiamato sarcoplasma, insieme a mitocondri e centinaia di miofibrille, che contengono l'apparato contrattile della fibra muscolare. Ciascuna miofibrilla è costituita da:

• Un fascio di filamenti spessi formati da miosina
• Un fascio di filamenti sottili formati da actina

Actina e miosina sono chiamate proteine contrattili. Inoltre, ciascuna miofibrilla è circondata da una rete di membrane che formano delle cisterne, chiamata reticolo sarcoplasmatico, in stretta relazione con delle strutture chiamate tubuli trasversi (tubuli T), i quali a loro volta sono connessi con l'interno della cellula. Le cellule muscolari scheletriche presentano delle striature, perciò il muscolo è chiamato muscolo striato. Tali striature sono causate dalla disposizione ordinata dei filamenti spessi e sottili. Le miofibrille sono formate da unità base chiamate sarcomeri.

Come sono formati i sarcomeri?

• Linee Z: filamenti sottili posti a ciascuna estremità del sarcomero
• Linee M: filamenti spessi posti all'interno del sarcomero
• Banda A: stria che appare scura al microscopio, area che contiene i filamenti spessi (comprende la linea M e la banda H e zona di sovrapposizione sia sottili che spessi)
• Banda H: contiene solo filamenti spessi
• Banda I: contiene solo filamenti sottili

Filamenti sottili

Sono composti da monomeri di actina, chiamata actina G (proteina globulare), ciascuno dei quali possiede un sito di attacco per la miosina. I monomeri di actina sono legati l'uno all'altro fino a formare strutture chiamate actina F (proteina fibrosa). A loro volta, due actina F si intrecciano tra loro a doppia elica sino a formare quello che chiamiamo filamento sottile. I filamenti sottili sono inoltre formati da proteine regolatrici (consentono alle fibre muscolari di iniziare e terminare la contrazione):

• Tropomiosina: è una proteina filamentosa che consente di bloccare i siti di legame con la miosina quando il muscolo è in stato di riposo.
• Troponina: comprende un complesso di tre proteine: una si attacca al filamento di actina, una si fissa alla tropomiosina e l'altra consente di legare il calcio.

Filamenti spessi

Ogni filamento spesso è costituito da tantissime molecole di miosina. Ciascuna molecola di miosina è un dimero costituito da due subunità attorcigliate tra loro e ognuna avente una testa e una coda. Le teste sono chiamate ponti trasversali, poiché in determinate condizioni formano dei ponti nello spazio tra filamenti sottili e spessi. Poiché nella parte centrale del filamento spesso non sono presenti ponti trasversali, chiamiamo quest'area zona nuda. Anche i filamenti spessi possiedono delle proteine regolatrici:

• Titina: i filamenti di titina si estendono lungo i filamenti spessi mantenendo questi nella posizione corretta rispetto a quelli sottili.

Nel corso della contrazione muscolare, mentre la banda A non modifica la sua lunghezza, la banda I e le zone H diventano più corte. L'accorciamento delle bande I avviene perché i filamenti sottili scivolano lungo i filamenti spessi in direzione della zona H, riducendo la lunghezza. Quando ciò avviene, le bande A si avvicinano riducendo la lunghezza delle bande I. Il risultato finale è che il sarcomero si accorcia. Questo modello di scivolamento viene chiamato modello dello scorrimento dei filamenti.

Ciclo dei ponti trasversali

È il meccanismo che nel corso della contrazione muscolare porta allo scorrimento dei filamenti spessi e sottili gli uni sugli altri. Il movimento avanti-indietro dei ponti trasversali è dovuto a una modificazione conformazionale della miosina. La miosina può assumere due forme:

• Forma ad alta energia: le teste di miosina assumono questa forma quando idrolizzano ATP, le molecole di miosina così immagazzinano energia che è stata rilasciata nel processo di idrolisi.
• Forma a bassa energia: le teste di miosina assumono questa forma quando l'energia è stata rilasciata per dar luogo al movimento dei filamenti.

Il ciclo dei ponti trasversali si suddivide in 5 fasi...

1. Aggancio della miosina all'actina