Fisiologia del sistema motorio il muscolo scheletrico Guido

Fisiologia del sistema motorio il muscolo scheletrico Guido Barchiesi

Fisiologia = Studio della funzione Anatomia = Studio della forma Sistema motorio = parte del sistema nervoso coinvolto nella produzione del movimento

Muscolo (definizione) • Strutture che convertono energia chimica in energia meccanica (forza). • Generalmente i muscoli agiscono sulle giunzioni per ruotare segmenti corporei e dunque produrre movimento

Tipi di muscolo • Liscio • Striato Scheletrico • Striato Cardiaco

Struttura del muscolo • Il muscolo è composto da strutture chiamate fasci o fascioli muscolari organizzati in parallelo all’interno del muscolo.

Struttura del muscolo • I fasci muscolari sono composti da gruppi di cellule chiamate fibre muscolari tenute assieme grazie al tessuto connettivo chiamato perimisio.

Struttura della fibra muscolare • La fibra muscolare è costituita da più miofibrille organizzate in parallelo e tenute assieme dal tessuto connettivo chiamato endomisio • Una miofibrilla è costituita da una serie di sarcomeri organizzati in serie.

Sarcomero • Sarcomero: unità contrattile del muscolo (1. 5 -3. 5 micrometri in lunghezza) • Organizzati in serie all’interno della miofibrilla, sono costituiti da 2 gruppi di miofilamenti, fini e spessi. • Ogni sarcomero è diviso da quello successivo da un disco Z

Miofilamenti • Actina filamenti fini Miosina filamenti spessi

filamenti fini filamenti spessi

Filamenti fini di actina Due filamenti elicoidali di actina Fra i due filamenti di actina risiedono dei filamenti di tropomiosina Ad una estremità di ogni molecola di tropomiosina è presente una complesso di troponine

Filamenti spessi di miosina • Sei catene peptidiche • Due ad elica formano la “coda” della molecola • Entrambe finiscono in una parte libera chiamata “testa” • Ogni testa possiede due catene leggere che concorrono nel controllo della testa durante la contrazione.

Filamenti spessi di miosina corpo del filamento: l’insieme delle code di miosina nel filamento braccio: parte del corpo che estendendosi proietta le teste lontano dal corpo • Bracci e teste: formano il cosiddetto ponte trasversale. • Corpo e ponti trasversali si diramano dal centro del filamento verso la periferia

sarcolemma, tubuli T, reticolo sarcoplasmatico • il sarcolemma è la membrana della fibra muscolare. • reticolo sarcoplasmatico: reticolo che si trova attorno alle miofibrille, contente grosse quantità di ioni Ca 2+. • tubuli transversi: estensioni intracellulari del sarcolemma (tubuli T) • Il ca 2+ è situato nelle cisterne terminali, situate in prossimità dei tubuli transversi

sistema di attivazione della contrazione muscolare Il sarcolemma con i suoi tubuli T e il reticolo sarcoplasmatico con le sue cisterne formano il sistema di attivazione della contrazione muscolare. I filamenti di actina e miosina sono i responsabili della produzione di forza dei muscoli

inizio del processo di contrazione: la placca muscolare • la placca muscolare è quella zona delle firbe muscolari in cui l’assone del motoneurone inferiore rilascia il suo neurotrasmettitore • questo neurotrasmettitore è l’acetilcolina (ACh). • l’Ach rilasciata nello spazio sinaptico (giunzione neuromuscolare) si lega ai recettori nicotinici del sarcolemma. • Questi recettori diventano permeabili al Na+ • si crea una fortissima depolarizzazione della membrana generando un potenziale d’azione di membrana che si propaga in tutto il sarcolemma.

Attivazione dello scorrimento • il potenziale d’azione fa rilasciare gli ioni calcio (Ca 2+) dalle cisterne terminali. • Una volta nel sarcoplasma gli ioni diffondono tra i filamenti.

Teoria dello scorrimento • La teoria dello scorrimento spiega la contrazione muscolare imputandola allo scorrimento dei filamenti fini su quelli spessi. • Questo processo viene iniziato nel momento in cui viene rilasciato Ca 2+ all’interno del liquido intracellulare (sarcoplasma)

Teoria dello scorrimento • Complesso tropomiosina-troponina inibisce il legame fra i filamenti fini di actina e quelli spessi di miosina. • In presenza di Ca 2+ il complesso troponinico si lega allo stesso e subisce una modificazione conformazionale che fa spostare la tropomiosina dai siti attivi dell’actina

Teoria dello scorrimento • I siti liberi dell’actina attirano le teste del filamento di miosina. • La miosina si lega all’actina provocando modificazioni conformazionali fra testa e braccio del ponte transverso chiamata power-stroke, o colpo di forza. • Il power-stroke fa scorrere il filamento di actina, spostandolo verso il centro del filamento di miosina. • Una volta piegata la testa si stacca ritornando alla sua posizione estesa e si rilega ad un altro sito.

Ciclo di scorrimento dei filamenti 1) ATP si lega a teste miosina 2) Le teste di miosina si staccano e si raddrizzano 3) ATP idrolizzato da ATPasi in ADP + P (entrambi rimangono legati alla testa). 4)Le teste si estendono verso il filamento di actina. 5) La testa si lega ai siti esposti del filamento di actina in presenza di Ca 2+. 6) Il legame fra ponte e sito attivo determina una modificazione della conformazione della testa verso il braccio (power stroke) e rilascio di P. 7) produzione di forza data dallo scorrimento dei filamenti 8) La rotazione della testa permette il rilascio di ADP.