SISTEMA MUSCOLARE Esistono 2 tipi differenti di muscoli: - Muscoli lisci - Muscoli striati I muscoli lisci sono quelli viscerali, cioè quelli attaccati agli organi interni (come l apparato digerente e quello respiratorio) e ai vasi sanguigni. I muscoli lisci sono involontari, poiché controllati dal sistema nervoso autonomo, la cui eccitazione avviene per riflesso. I nervi che controllano tali muscoli partono dalla zona toracica e lombare del midollo spinale, ovviamente dalle corna anteriori. Le cellule muscolari prendono il nome di fibre e nel caso dei muscoli lisci sono mononucleate. Figura 1 controllo del sistema nervoso autonomo sui muscoli lisci Pagina 1
I muscoli striati, invece sono quelli scheletrici. Essi sono pertanto ancorati alle ossa. A differenza dei muscoli lisci, i muscoli striati sono controllati dal sistema nervoso volontario. I muscoli striati sono sinciziali, poiché le singole cellule muscolari si fondono e le fibre ne risultano di tipo sinciziale (con più nuclei). Infatti, pur essendo un muscolo involontario (peraltro ad eccitazione autonoma, anche se controllato dal sistema nervoso autonomo), il muscolo cardiaco appare striato, anche se mononucleato. Pagina 2
Figura 2 principali muscoli scheletrici, sono sotto il controllo del sistema nervoso volontario Pagina 3
Figura 3 muscolo striato, liscio, cardiaco Le cellule muscolari (fibre) sono cellule allungate avvolte in una membrana detta sarcolemma. All interno del nucleo del sarcolemma c è il reticolo endoplasmatico che prende il nome di sarcoplasma. Il reticolo sarcoplasmatico deriva dal reticolo endoplasmatico liscio. In alcuni punti della fibra le sue membrane confluiscono formando delle strutture chiamate cisterne. La membrana plasmatica presenta delle invaginazioni dette tubuli T. Gli allargamenti del reticolo sarcoplasmatico sono detti cisterne. Il complesso cisterna-tubulo T- cisterna prende il nome di triade. SARCOMERO L unità funzionale del muscolo si chiama sarcomero ed è lo spazio delimitato da due strie Z. La striatura è visibile sotto il sarcoplasma ed è dovuta alla presenza di due proteine, l actina e la miosina, la prima più sottile, la seconda più spessa. Per questo motivo esse appaiono rispettivamente più chiare e più scure. Le linee Z sono linee più scure a cui sono ancorati i filamenti sottili di actina. Nel sarcomero sono presenti filamenti di actina e di miosina. I filamenti spessi sono quelli formati dalla proteina miosina; i filamenti sottili sono quelli formati dalla proteina actina. La caratteristica striatura del tessuto muscolare striato è dovuta all alternanza di bande chiare (regione costituita solo da filamenti sottili di actina) e da bande scure (regione formata dai filamenti spessi di miosina e da una parte dei filamenti sottili di actina e essi sovrapposti). Pagina 4
Le bande chiare (formate solamente dai filamenti di actina) prendono il nome di bande I. Le bande più scure (cioè quelle che comprendono sia i filamenti di actina che quelli di miosina), sono invece dette bande A. All interno di ogni banda A, c è una zona leggermente più chiara costituita solo da filamenti di miosina e detta zona H, all interno della quale è presente solo la miosina Questa alternanza di bande non è visibile nel muscolo liscio, nonostante sia presente anche in esso. MECCANISMO DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE Durante la contrazione del muscolo si nota che la zona H scompare. La contrazione è dovuta allo scorrimento dei filamenti di actina che, nella contrazione, s insinuano più profondamente tra i filamenti di miosina. Tale scorrimento è reso possibile dall aggancio tra le due proteine, che provoca l accorciamento del sarcomero, ovvero l avvicinamento delle linee Z tra loro. Pagina 5
L actina è formata come un paio di collane di perle uguali, che si attorcigliano tra loro. Ingrandendo ognuna di queste perle si nota che verso il basso c è un particolare sito d interazione, unito alla testa globosa della miosina. La miosina si legherà all actina grazie a questo sito e con il meccanismo serratura-chiave. Normalmente questo sito non è libero, ma coperto da una proteina detta tropomiosina. Se il sito risulta coperto, il riconoscimento non può avvenire. La tropomiosina è legata a un altra proteina detta troponina. Quest ultima, in presenza di calcio, si attacca ad esso portando con sé la tropomiosina e determinando così la liberazione del sito. In questo modo la miosina acquista la possibilità di riconoscere l actina. Perciò, nella contrazione gioca un ruolo importante la disponibilità di ioni calcio (Ca + + ). Qualsiasi tipo di contrazione muscolare necessita della presenza del calcio, che normalmente è contenuto nelle membrane del reticolo sarcoplasmatico. RUOLO DELL ATP L ATP ha un ruolo fondamentale nella contrazione muscolare in 3 diversi momenti: 1. Staccare la testa globosa della miosina dall actina. 2. Riportare la testa globosa della miosina in posizione di massima angolazione. 3. Riassorbire il calcio nelle cisterne del reticolo sarcoplasmatico. Rigor mortis: è la condizione di irrigidimento muscolare che segue, dopo il decesso, la mancanza di produzione di ATP. I muscoli restano contratti poiché l actina e la miosina restano attaccate. Pagina 6
GIUNZIONE NEURO- MUSCOLARE Quando l impulso nervoso arriva al muscolo la corrente elettrica viene trasmessa ai tubuli T e alle cisterne, che liberano il calcio. In questo modo actina e miosina possono interagire, contraendo il muscolo. Normalmente un singolo neurone innerva più fibre muscolari (unità motoria). Credits: Martina Pantalena, classe 2H liceo Besta (A.S.2014-15), Henry Gray (Bartleby) Pagina 7