Le basi strutturali della contrazione muscolare Prof LUIGI

Le basi strutturali della contrazione muscolare Prof. LUIGI SABINO

muscolo • costituito da: – cellule muscolari, responsabili della contrazione – involucri connettivali che nutrono il muscolo e lo ancorano al sistema scheletrico • ne esistono 3 tipi: – scheletrico – cardiaco – liscio

muscolo scheletrico: funzioni • movimenti volontari delle diverse parti dello scheletro • mantenimento della postura • contenzione e protezione degli organi interni • controllo degli orifizi • mantenimento della temperatura corporea

osservazione del muscolo scheletrico • dall’aspetto morfologico macroscopico… • …alla struttura microscopica… • …all’ultrastruttura

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale ) l’immagine non è molto suggestiva (per il momento); proviamo invece ad osservare una sezione trasversale no he g n TO no o s le qu te es c lu el s po re e s es M OL lu i (f ad al c i n u cm

sezione trasversale di muscolo scheletrico

muscolo scheletrico in sezione trasversale fascetto muscolare supporto connettivale (perimisio)

muscolo scheletrico in sezione cellula trasversale muscolare scheletrica ogni cellula presenta molti nuclei, disposti eccentricamente, in prossimità della membrana plasmatica (detta sarcolemma)

fibra muscolare scheletrica • è un sincizio polinucleato (massa citoplasmatica dotata di numerosi nuclei che deriva dalla fusione, durante lo sviluppo, di cellule progenitrici mononucleate) • è una cellula di dimensioni notevolissime – diametro 50 -60 µm – lunghezza anche fino a 10 cm

sezione trasversale di fibre muscolari scheletriche perimisio fibra nuclei il citoplasma della cellula è apparentemente omogeneo, privo di caratteristiche “interessanti”… la microscopia ottica non è sufficiente a svelare il “segreto” del muscolo

organizzazione generale del muscolo Fascetto muscolare muscolo Fibra (cellula) muscolare riassumendo…

Muscolo, fasci e fibre muscolari e rispettivi involucri connettivali epimisio perimisio endomisio fibra fascio muscolo

involucri connettivali • dall’esterno all’interno: – l’epimisio avvolge l’intero muscolo – il perimisio avvolge un fascio di fibre all’interno del muscolo – l’endomisio avvolge una singola fibra muscolare • le fibre collagene dei diversi involucri si fondono le une nelle altre e all’estremità del muscolo formano il tendine

perché il muscolo scheletrico è anche detto “striato”?

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale Sono visibili diversi nuclei ed è appena percepibile la caratteristica striatura trasversale del muscolo scheletrico

a r fib la e l e d al e s s a s r e l ve a n as i d tr u t ra i g tu n lo ria st La striatura trasversale delle fibre scheletriche

cos’è la striatura trasversale? • per comprenderlo, è necessario studiare l’ultrastruttura della fibra muscolare…

striato TEM nucleo A I Z al microscopio elettronico la striatura si rivela piuttosto articolata

miofibrille …miofibrilla…

riassumendo… fibre muscolari e miofibrille ciascuna fibra muscolare scheletrica… …contiene numerosissime miofibrille

fibra muscolare e miofibrille nucleo ciascuna miofibrilla presenta il pattern di striatura trasversale miofibrille

ciascuna componente della bandeggiatura è definita convenzionalmente con una lettera fibre e miofibrille la porzione di miofibrilla compresa fra due linee Z si definisce sarcomero

miofibrille e miofilamenti o r e m o c sar 1 -2 µm le miofibrille sono a loro volta costituite da fasci di filamenti di natura proteica, detti miofilamenti

sarcomero banda I linea Z banda A banda H banda I linea M linea Z

sarcomero e miofilamenti esistono due tipi di miofilamenti: - spessi - sottili

schema strutturale del sarcomero banda I banda A banda I linea Z linea M linea Z

componenti strutturali del sarcomero banda I banda A filamenti spessi: miosina banda I filamenti sottili: actina

miosina M actina Z

actina e miosina coda della miosina: doppia elica proteica testa della miosina: proteina globulare

allineamento e sovrapposizione fra actina e miosina

interazione fra filamenti spessi e sottili

nel citoplasma, nello spazio fra una miofibrilla e l’altra… reticolo sarcoplasmatico tubuli T granuli di glicogeno mitocondri

tubulo T reticolo sarcoplasmatico

spaccato di fibra muscolare scheletrica

Placca neuromuscolare

Muscolo striato cardiaco • elementi cellulari più piccoli e mononucleati (non sincizi) • Le cellule sono unite le une alle altre attraverso i dischi intercalari • Le cellule spesso si biforcano, creando una rete tridimensionale • Le proteine contrattili sono allineate in modo regolare, creando sarcomeri simili a quelli del muscolo scheletrico • La contrazione del muscolo cardiaco NON è sotto il controllo della volontà

muscolo cardiaco in sezione trasversale

fibre muscolari cardiache in sezione trasversale

muscolo cardiaco in sezione longitudinale come nel muscolo scheletrico, è possibile osservare la striatura trasversale. asse longitudinale delle cellule adiacenti sono saldamente ancorate fra loro a livello del disco intercalare

cellula muscolare cardiaca (TEM) la striatura è dovuta alla presenza di sarcomeri regolarmente allineati mitocondri più numerosi che nel muscolo scheletrico disco intercalare…

ultrastruttura del disco intercalare gap junction giunzioni aderenti desmosomi

schema di tessuto muscolare cardiaco

Muscolo liscio • cellule fusiformi, mononucleate • prive di striatura trasversale (le proteine contrattili non sono allineate come nella fibra muscolare scheletrica e cardiaca) • il controllo della contrazione è indipendente dalla volontà

schema di cellula muscolare liscia

Sezione di muscolo liscio

Sezione di muscolo liscio

ultrastruttura di cellule muscolari lisce