Muscolo scheletrico e cardiaco

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1 Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Biofisica e Fisiologia I Muscolo scheletrico e cardiaco

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3 Nicotina: agonista dei recettori colinergici nicotinici (recettori ionotropi) presenti sulla membrana post-sinaptica della giunzione neuromuscolare. Agonista: sostanza che mima l attività di un ligando. Legame nicotina-recettore colinergico: determina apertura dei canali ionici delle cellule post-sinaptiche, che si depolarizzano. Sebbene la nicotina sia un agonista, l esposizione a lungo termine determina inattivazione dei recettori colinergici con conseguente up-regulation degli stessi. La deprivazione da nicotina consente a tutti i recettori di ritornare allo stato attivo: il maggior numero di recettori è probabilmente responsabile dei sintomi da astinenza.

4 MIASTENIA GRAVE: malattia autoimmune in cui l organismo non riconosce i recettori colinergici come self. Gli anticorpi anti-recettore determinano una notevole riduzione dei recettori per l acetil- colina. Ne consegue che, anche se il rilascio del neurotrasmettitore è normale, la risposta è ridotta e si manifesta debolezza muscolare.

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12 Come può una contrazione isometrica generare forza se la lunghezza del muscolo non varia? Nella contrazione, l accorciamento dei sarcomeri è inizialmente controbilanciato dall allungamento dei componenti elastici.

13 Muscolo Tendine

14 Muscolo a riposo Contrazione isometrica:il muscolo non si accorcia. I sarcomeri si accorciano, generando forza, ma gli elementi elastici si allungono, così che la lunghezza Muscolare resta costante Contrazione isotonica:il muscolo si accorcia. I sarcomeri si accorciano ulteriormente, ma, Poiché gli elementi elastici sono già allungati, L intero muscolo deve accorciarsi

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16 Unità motoria: gruppo di fibre innervate da un solo motoneurone Unità motoria: è l unità fondamentale della contrazione nel muscolo scheletrico Fibre dello stesso tipo. La contrazione di un unità è un evento tutto o nulla. Il numero di fibre muscolari in un unità motoria è variabile. Nei muscoli che governano i movimenti fini, come quelli oculari o della mano, un unità motoria può contenere anche solo 3-5 fibre. Se l unità motoria viene attivata, solo poche fibre si contraggono e la risposta muscolare è piccola. Se vengono attivate altre unità, la risposta aumenta di poco perché si aggiungono solo poche fibre. Ciò consente graduazioni fini nei movimenti. Nei muscoli usati per movimenti grossolani, come stare in piedi o camminare, un singolo motoneurone può innervare centinaia di fibre muscolari.

17 Il muscolo può generare contrazioni graduate di varia forza e durata in quanto è composto da molte unità motorie di diversi tipi. Questa varietà gli permette di variare tipo di contrazione cambiando i tipi di unità motorie in attività e il numero di unità che rispondono in un certo tempo. Muscolo : insieme di unità motorie. La tensione sviluppata da un muscolo è in relazione al numero e al tipo di unità motorie reclutate.

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24 Flessione Origine Estensione Tricipite (rilassato) Bicipite (contratto) (contratto (rilassato) Inserzione Articolazione

25 Il braccio è una leva di III genere T C Tensione d 1 Fulcro d 2 Carico d 1 T = d 2 C

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27 25 x 7 = 5 x F F = 175/5 = 35 kg

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29 Muscolo cardiaco Cellule muscolari striate con fibre contrattili organizzate in sarcomeri; un solo nucleo; Le singole cellule muscolari cardiache si ramificano e si collegano con le cellule vicine tramite le loro estremità per formare una rete complessa. Le giunzioni cellulari sono regioni specializzate note come dischi intercalari. Esse sono costituite da membrane interdigitate collegate da desmosomi che mantengono unite tra loro cellule adiacenti. Inoltre i dischi intercalari presentano giunzioni comunicanti permettendo il movimento diretto di ioni da una cellula all altra. Queste giunzioni collegano elettricamente le cellule in modo che le onde di depolarizzazione diffondono rapidamente. Il segnale per la contrazione del miocardio non proviene dal sistema nervoso ma da cellule miocardiche specializzate dette cellule autoritmiche definite anche pacemaker, perché controllano la frequenza cardiaca.

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32 Sinapsi elettriche: gap junctions

33 Accoppiamento eccitazione-contrazione

34 1. Un potenziale d azione invade la membrana di un miocita provenendo da una cellula adiacente 2. Il potenziale d azione apre i canali voltaggio-dipendenti per il calcio presenti nel sarcolemma, permettendo l ingresso nella cellula di calcio che si sposta seguendo il proprio gradiente elettrochimico 3. l ingresso di calcio innesca il rilascio di altro calcio dal reticolo sarcoplasmatico. Questo processo è definito rilascio di calcio indotto da calcio 4. l incremento del calcio citoplasmatico innesca la contrazione muscolare con un meccanismo simile al muscolo scheletrico 5. Il rilasciamento si verifica quando il calcio si stacca dalla troponina a seguito della diminuzione della concentrazione di calcio citosolico libero 6. Una calcio-atpasi pompa nuovamente il calcio nel reticolo sarcoplasmatico, dove il calcio viene accumulato fino alla contrazione successiva 7. Una parte del calcio viene espulsa dalla cellula in cambio di sodio. Questo cotrasportatore utilizza l energia potenziale del sodio che entra nella cellula secondo gradiente per trasportate il calcio fuori della cellula contro gradiente.

35 Potenziale d azione del muscolo cardiaco L ingresso di calcio durante la fase 2 prolunga la durata del potenziale d azione miocardico. Ciò impedisce che si verifichi una contrazione tetanica. Questa è una caratteristica importante per la funzione del cuore perché il miocardio tra una contrazione e l altra deve rilasciarsi per permettere ai ventricoli di riempirsi di sangue.

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38 Potenziale d azione nelle cellule autoritmiche: Le cellule miocardiche autoritmiche generano p.a. spontaneamente in assenza di uno stimolo dal SN Il potenziale di membrana di queste cellule è instabile, parte da -60 mv e lentamente sale verso il valore soglia. Ogni volta che il potenziale pacemaker depolarizza la cellula portandola al valore soglia, parte un potenziale d azione. Alla base del potenziale pacemaker vi sono i canali I f che si aprono a valori di potenziali negativi e permettono il passaggio di Na e K. La membrana si depolarizza, i canali I f si chudono e si aprono i canali per il Ca, l ingresso di calcio depolarizza ulteriormente la membrana portandola al valore soglia.

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