I Tessuti muscolari. scheletrico. -tessuto muscolare striato: cardiaco. -tessuto muscolare liscio

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1 -tessuto muscolare striato: scheletrico cardiaco -tessuto muscolare liscio

2 CLASSIFICAZIONE DEI TESSUTI MUSCOLARI: 1. T.M. STRIATO SCHELETRICO 2. T.M. STRIATO CARDIACO 3. T.M.LISCIO

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

4 Sezione di braccio muscolo

5 Il t. muscolare striato Fibre muscolari scheletrico

6 involucri connettivali del muscolo

7 Le fibre muscolari al M.O. ed al S.E.M. Sono elementi cellulari polinucleati (sincizi derivanti dalla fusione di mioblasti embrionali)

8 FIBRE M. IN SEZIONE TRASVERSALE E.E. Azan-Mallory

9 Bandeggiatura trasversale (e longitudinale)

10 fibra muscolare (=sincizio) e miofibrille nucleo sarcolemma Miofibrille (spessore: 1-3µm) sarcomero

11 I I Tessuti Tessuti muscolari muscolari Miofibrille al TEM

12 ULTRASTRUTTURA sarcomero sarcomero

13 sarcomero banda A banda I ½ banda ½ banda banda H banda I SARCOMERO linea Z linea M linea Z

14 Linea Z, dal tedesco zwischenscheibe, disco intermedio Banda A, da anisotropa Banda I, da isotropa Linea M, da Mitte, in mezzo Banda H, da Hell, chiaro

15 schema strutturale del sarcomero linea Z linea M linea Z semibanda I banda A:1,5 mm semibanda I: 0,4 mm banda H miofibrille

16 componenti struttur. del sarcomero: i miofilamenti banda I banda A banda I Linea M Linea Z Filamento spesso: miosina banda H Linea Z Filam. sottile: actina

17 ACTINA E MIOSINA

18 Organizzazione dei filamenti nel sarcomero I filamenti spessi risultano dalla associazione di centinaia di molecole di miosina II con le teste globulari sporgenti a legare l actina dei filamenti sottili. Entrambi i filamenti hanno polarità opposta che si inverte alla linea M.

19 Banda I Banda A Tropomodulina (alla estremità -) estremità + Banda H Altre componenti dei miofilamenti: Nebulina: proteina ad alto p.m. (600 kd); lega l actina e regola la lunghezza dei filamenti sottili Titina (p.m kda) si lega con una estremità alla linea Z; l altra arriva sino alla banda H in prossimità della linea M; si interpone tra filamenti spessi e sottili ed evita un eccessivo stiramento del sarcomero. Linea M: è data da ponti trasversali nella zona centrale dei filamenti spessi; è formata da proteine come creatinchinasi (CK), miomesina e proteina M. Tiene uniti i filamenti spessi. a-actinina: principale componente della linea Z, incappuccia l estremità + del miofilamento sottile Tropomodulina: incappuccia l estremità - del miofilamento sottile

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21 Disposizione dei filamenti Ogni filamento spesso (di 15 nm) è circondato da 6 filamenti sottili (di 5-7 nm) 45 nm

22 La contrazione: scorrimento reciproco tra filamenti sottili e filamenti spessi I. Sarcomero rilasciato al TEM; II. Sarcomero contratto. La banda A mantiene dimensioni costanti. Modello dello scivolamento dei filamenti della contrazione muscolare I filamenti di actina scivolano su quelli di miosina verso il centro del sarcomero. Risultato: si accorcia il sarcomero ma la lunghezza dei filamenti resta inalterata.

23 Come avviene la contrazione? Dato sperimentale: actina e miosina interagiscono spontaneamente

24 ATP Meccanismo cross bridge della contrazione tch?v=ct8abzn_a8a 4.

25 I fattori regolatori della contrazione muscolare sono: ATP Calcio (Ca ++ )

26 Ruolo dell ATP ACTINA e MIOSINA hanno attività ATPasica RIPOSO RIGOR MORTIS (viene meno l ATP) CONTRAZIONE

27 Ruolo del Ca++ nella contrazione: dove si lega? Se è bassa la concentrazione di Ca++ intracellulare troponina e tropomiosina mascherano il sito di legame tra actina e miosina (interazione impedita=muscolo rilasciato) Se è alta la concentrazione di Ca++ il calcio lega la troponina che sposta la tropomiosina così il sito di legame è smascherato l actina può legare le teste della miosina (interazione consentita=contrazione muscolare) filamento sottile

28 DA DOVE PROVIENE IL CALCIO? FIBRA MUSCOLARE SCHELETRICA triade Reticolo sarcoplasmatico (REL) Glicogeno Miofibrilla T

29 DA DOVE PROVIENE IL CALCIO? Reticolo sarcoplasmatico: tubuli di REL che si allargano in cisterne in corrispondenza dei tubuli T (invaginazioni del sarcolemma); insieme formano la triade triade

30 Fibra muscolare striata scheletrica Microfilamenti di actina Linea Z 3=cisterna superiore ed inferiore del reticolo sarcoplasmatico 4= tubulo T 5= triade 6= glicogeno

31 fibra muscolare di mammifero: ci sono 2 triadi per sarcomero

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33 IL RUOLO DEL CALCIO Lo stimolo nervoso (depolarizzazione) si propaga lungo l assone giunge alla sinapsi neuromuscolare, determinando il rilascio di un neurotrasmettitore (ACETILCOLINA) che lega un recettore sul sarcolemma e lo depolarizza (CANALE del Na+) La depolarizzazione si trasmette ai tubuli T (TT, invaginazioni del sarcolemma) dai tubuli T alle cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico che rilascia ioni Ca++ entro il sarcoplasma Stimolo nervoso Vescicole di neurotrasmettitore Sinapsi neuromuscolare

34 La triade Pompe del calcio (ATPasi Ca++/Mg++ dipendenti) fanno entrare Ca++ nel reticolo sarcoplasmatico

35 1. Il potenziale d azione si muove lungo il sarcolemma; 2. giunge ai tubuli T dove attiva i recettori diidropiridinici, sensori proteici di voltaggio; 3. tali recettori attivati inducono i recettori rianodinici* (sulle cisterne terminali) ad aprirsi determinando il rilascio di Ca Questo può rientrare nel reticolo grazie a pompe del Ca++. *La rianodina è un alcaloide estratto dalla pianta Ryania speciosa; blocca i recettori

36 Recettore rianodinico Il recettore rianodinico si attiva a concentrazioni citoplasmatiche µmolari di Ca ++. Perciò l ingresso di piccole quantità di Ca ++ nel citosol produce ulteriore rilascio di Ca ++. Invece, una alta concentrazione (ad es.: mm) di Ca ++ nel citosol inattiva il canale rianodinico contribuendo allo spegnimento del segnale.

37 Rapporti con il tessuto nervoso Ogni fibra muscolare è collegata ad una cellula nervosa da cui riceve lo stimolo tramite una giunzione specializzata: la sinapsi neuromuscolare.

38 La sinapsi neuromuscolare o placca motrice

39 In sintesi... Lo stimolo nervoso, tramite la sinapsi neuromuscolare, depolarizza il sarcolemma e i tubuli T, che sono delle invaginazioni del sarcolemma. La depolarizzazione si trasmette dai tubuli T alle cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico che rilascia ioni Ca++ ioni Ca++ si legano alla troponina la troponina fa spostare la tropomiosina così le teste della miosina agganciano l actina e i filamenti scorrono consumando ATP: il sarcomero si accorcia Nel muscolo striato scheletrico tutte le fibre ricevono un impulso nervoso e sono quindi in contatto con una cellula nervosa

40 Animazioni contrazione muscolare (29 :14 ) (28 :28 )

41 Le fibre muscolari sono eterogenee Cap Fibre rosse o fibre lente o di tipo I. + piccole, + ricche di mitocondri + capillarizzate + ricche di mioglobina Metabolismo aerobico: per contrazioni poco intense ma prolungate

42 Fibre bianche (o fibre veloci) + grandi - capillarizzate - mitocondri = colore pallido - mioglobina + granuli di glicogeno Metabolismo anaerobico: per contrazioni intense ma di breve durata

43 ISTOCHIMICA: MUSCOLO Muscolo: ematossilina-eosina nessuna distinzione funzionale Muscolo: ematossilina-eosina

44 Metodo istochimico per la NADH transferasi (indice di capacità ossidative); 1. più colorate con attività maggiore; 2. più pallide con attività più bassa Metodo istochimico per la ATPasi miofibrillare a ph4,2; 1. più colorate con attività maggiore; 2. più pallide con attività più bassa

45 Reazione PAS Le fibre con maggior contenuto in glicogeno sono più colorate

46 Tre sarcomeri nell ambito di una miofibrilla in una fibra muscolare striata scheletrica MIT REL MIT granuli di glicogeno tubulot REL PLASMALEMMA

47 Rigenerazione del t. muscolare striato scheletrico Le cellule satelliti (S), localizzate tra il sarcolemma e la lamina basale (BL) a stretto contatto con la fibra muscolare, possono essere considerate cellule staminali muscolari.

48 Rigenerazione del t. muscolare striato scheletrico Rigenerazione per discontinuità (tramite le cellule satelliti, [4]).

49 Rapporti tra miofibrille, citoscheletro, sarcolemma ed ECM Aspetti clinici: Distrofina e distrofie muscolari (di Duchenne e di Becker)

50 Distrofia muscolare Famiglia di difetti ereditari che colpiscono il sistema muscolare. DM di Duchenne (legata al cromosoma X, colpisce solo i maschi, compare a 3 anni e peggiora verso i 12. Sopravvivenza non oltre l adolescenza): deriva dalla mancata produzione della proteina distrofina che si trova sul versante citoplasmatico del sarcolemma dove interagisce con la F-actina. Si ha perdita delle DAPs (dystrophin-associated proteins) e il complesso proteina-distroglicano si rompe; il sarcolemma si lacera durante la contrazione muscolare. Il sistema immunitario reagisce contro le cellule muscolari aggravando il danno.

51 Distrofia muscolare DM di Becker: stessi sintomi ma decorso più benigno (sopravvivenza fino ai 50 anni)

52 involucri connettivali: dall esterno all interno: epimisio (t. connett. denso) avvolge l intero muscolo perimisio (t. connett. lasso) avvolge un fascio di fibre all interno del muscolo l endomisio (t. connett. reticolare, in continuità con la lamina basale) 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

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54 Fibre muscolari tendine Fibre muscolari Fasci collagenici del tendine

55 Le fibre muscolari al M.O. perimisio Fibre muscolari scheletriche: spesse µm Lunghezza: nell ordine dei cm Fibre muscolari: in sez. longitudinale si nota la bandeggiatura trasversale