MUSCOLO SCHELETRICO Sistema nervoso somatico unità motrice contrazione metabolismo

Transcript

1 The neuromuscular junction by S. Ramón y Cajal MUSCOLO SCHELETRICO Sistema nervoso somatico unità motrice contrazione metabolismo a.a. 2017/18 Prof.ssa Pia Lucidi Laboratorio di Cognizione e Benessere Animale RICEVIMENTO: Lunedì 17:30-18:30

2 Funzione del muscolo scheletrico Movimento delle ossa, con apertura o chiusura di angoli articolari. Tutti i movimenti sono la conseguenza della contrazione dei muscoli scheletrici I tendini sono inseriti su due ossa diverse e quando si contraggono flettono o estendono i segmenti ossei (li avvicinano o li allontananno)

3 Questa cellula muscolare è innervata da un unico motoneurone: ciò significa che non deve integrare le informazioni di più neuroni per decidere se contrarsi o no, in qunato essa è controllata da un solo neurone. Un unico neurone può controllare fibre, tutte all interno dello stesso mucolo. Una fibra muscolare è di solito innervata da un unico motoneurone UNA UNITA MOTRICE è formata da un motoneurone e da tutte le fibre muscolari che esso controlla

4 Il meccanismo di scorrimento dei filamenti, miosina e actina, è alla base dell accorciamento del muscolo stimolato dall acetilcolina. L interazione tra miosina e actina è regolata dagli ioni calcio. L inversione del potenziale di membrana induce la contrazione con un meccanismo che prende il nome di ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE- CONTRAZIONE (E-C Coupling).

5 Acetilcolinesterasi (AChE) Inibitori dell AChE (o anticolinesterasici) provocano accumulo di ACh negli spazi sinaptici reversibili: eserina (fitostigmina) irreversibili: organofosfati, carbamati Azione: effetti sul SNC, effetti sulla placca motrice (lunga stimolazione seguita da paralisi)

6 Altre sostanze attive sulla placca Agenti sul rilascio di ACh Tossina botulinica (Clostridium botulinum): inibisce il rilascio di ACh (morte per paralisi respiratoria) Tossina della vedova nera: favorisce l aggregazione delle vescicole e liberazione eccessiva di ACh Bloccanti postsinaptici: legano il recettore Nicotina (alcaloide) Veleno di cobra

7 Patologie delle unità motrici Determinano riduzione della forza e atrofia dei muscoli scheletrici Le caratteristiche distintive delle diverse patologie dipendono dal tipo di componente funzionale maggiormente colpita: Motoneurone: es Sclerosi Laterale Amiotrofica (malattia di Lou Gehrig) Assone: neuropatia periferica Placca neuromuscolare: autoanticorpi (es mioastenia) Fibre muscolari: malattie miopatiche o miopatie

8 Elettromiogramma In superficie oppure in profondità Registra il potenziale elettrico sommatorio quando il muscolo sottostante si contrae perché un po di elettricità raggiunge la cute Permette di individuare il livello della lesione: Muscolo scheletrico Placca neuromuscolare Motoneurone SNC

9 Metabolismo fibre muscolari Una tipica fibra muscolare di mammifero ha un Ø di um e una lunghezza di 2-6 cm Un muscolo è quindi formato da migliaia-milioni di elementi contrattili indipendenti NB: tutte le fibre innervate da un motoneurone sono dello stesso tipo

10 Metabolismo fibre muscolari Fonti energetiche: glucosio, glicogeno, acidi grassi Maratona (resistenza) metabolismo aerobico (ossidativo) produce ATP, CO2 e acqua usando la fosforilazione ossidativa, brucia il glucosio ematico e gli acidi grassi. 400 metri (velocità) il metabolismo anaerobico (glicolitico) produce ATP e acido lattico attraverso la glicolisi, brucia il glucosio e il glicogeno muscolare. 100 metri (velocità 8-10 sec.) la creatina fosfato dona un PO 4 per convertire ADP in ATP nei primi secondi di attività muscolare.

11 Fibre lente (rosse) ossidative I muscoli rossi sono composti prevalentemente da fibre a scossa lenta (fibre di tipo I) I muscoli composti da fibre tipo I possono sviluppare tensioni piccole per lunghi periodi senza esaurire le riserve energetiche (es. muscoli estensori antigravitari)

12 Fibre rapide (rosse) ossidative Resistenza alla fatica dal metabolismo ossidativo del glucosio (aerobico) Sono fibre a scossa lenta ad es. i muscoli rossi della coscia di pollo, che servono per la stazione eretta e il cammino Sono rossi perché ricchi di vasi sanguigni, mitocondri ed emoglobina per l immagazzinamento dell ossigeno; infatti sfruttano il metabolismo ossidativo

13 Fibre rapide (bianche) glicolitiche Fibre a scossa rapida: per il salto o lo scatto Sono fibre a scossa rapida i muscoli bianchi delle ali/petto di pollo, che non è in grado di volare ma usa le ali per compiere vigorosi tentativi di fuga La forza prodotta da queste fibre aumenta e diminuisce rapidamente

14 Fatica muscolare Previene il danno al muscolo I fattori determinanti sono: Accumulo di ECF [K+] = depolarizzazione persistente delle fibre Accumulo di acido lattico (dal metabolismo glicolitico)= aumento ICF [H+] e diminuzione del ph, che danneggia l ATPasi, richiesta per il rilassamento (ma ha scarsi effetti sulla contrazione). Accumulo di ADP e Pi nell ICF : ciò inibisce il distacco dei ponti di miosina rallentando la reazione Diminuzione della fonte energetica (glicogeno, acidi grassi, glucosio), soprattutto in attività di endurance

15 Tipi di fibra e unità motrici Diversi tipi di fibra muscolare = diverse unità motrici I movimenti fini richiedono un controllo nervoso maggiore : 1.piccole unità motrici (poche fibre)= movimenti fini 2.grandi unità motrici (tante fibre) = maggiore tensione

16 Unità motrici Muscoli antigravitari un motoneurone innerva centinaia di fibre Muscoli oculomotori un motoneurone innerva poche fibre (circa 10) Il SN determina la forza di contrazione reclutando più unità motorie nello stesso tempo (SOMMAZIONE SPAZIALE) oppure aumentando la frequenza di contrazione (SOMMAZIONE TEMPORALE)