I Tessuti muscolari scheletrico -tessuto muscolare striato: cardiaco -tessuto muscolare liscio A cura di Tiziano Baroni
I tessuti muscolari
Il t. muscolare striato scheletrico
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
Bandeggiatura longitudinale e trasversale
Le fibre muscolari al M.O. ed al S.E.M.
FIBRE M. IN SEZIONE TRASVERSALE E.E.
FIBRE M. IN SEZIONE TRASVERSALE Azan-Mallory
fibra muscolare (=sincizio) e miofibrille sarcolemma nucleo Miofibrille (spess.: 1-3 =µm) sarcomero
schema strutturale del sarcomero semibanda I banda A semibanda I banda H linea Z linea M linea Z miofibrille
Miofibrille al TEM
componenti struttur. del sarcomero: i miofilamenti banda I banda A banda I Linea M Linea Z Linea Z banda H Filamento spesso: miosina Filam. sottile: actina
Miofibrille e sarcomeri al ME
Contrazione del sarcomero
Come avviene la contrazione? Dato sperimentale: actina e miosina interagiscono spontaneamente (per staccarle occorre ATP)
Ruolo dell ATP nella contrazione: LA MIOSINA ha attività ATPasica RIPOSO RIGOR MORTIS (viene meno l ATP) CONTRAZIONE
Meccanismo della contrazione https://www.youtube.com /watch?v=g8x5swv61zi ATP 3. distacco 2. colpo di forza 4. sollevamento 1. cross bridge
La triade Pompe del calcio (ATPasi Ca++/Mg++ dipendenti) fanno entrare Ca++ nel reticolo sarcoplasmatico
abbiamo descritto il meccanismo della contrazione a livello molecolare. ma da chi e come viene regolata la contrazione? i fattori regolatori sono l ATP e il Ca++
per comprendere il ruolo del Ca++ nella contrazione occorre sapere che
Ruolo del Ca++ nella contrazione 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
DOVE SI LEGA IL CALCIO?
Reticolo sarcoplasmatico: tubuli di REL che si allargano in cisterne in corrispondenza dei tubuli T (invaginazioni del sarcolemma); insieme formano la triade DA DOVE PROVIENE IL CALCIO? triade
La triade Pompe del calcio (ATPasi Ca++/Mg++ dipendenti) fanno entrare Ca++ nel reticolo sarcoplasmatico
fibra muscolare di mammifero: ci sono 2 triadi per sarcomero
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++. 4. Questo può rientrare nel reticolo grazie a pompe del Ca++. *La rianodina è un alcaloide estratto dalla pianta Ryania speciosa; blocca i recettori
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
La sinapsi neuromuscola re
Sinapsi neuromuscolare
involucri connettivali del muscolo
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
Il t. muscolare striato cardiaco
MUSCOLARE STRIATO CARDIACO Costituito da cellule uninucleate o, al più, binucleate: miocardiociti 20µm x 100µm (m.scheletrico: 20-100µm x cm) Il nucleo è al centro della cellula Tra una cellula e l altra, sul lato più corto, sono visibili linee trasversali dette dischi intercalari o strie scalariformi dove troviamo strutture di adesione cellulare e di giunzione elettrica: Zonule aderenti actina Desmosomi desmina Giunzioni gap accoppiamento elettrico
Confronto tra fibre muscolari e cardiociti
Confronto tra fibre muscolari e cardiociti
Il tessuto muscolare cardiaco al ME Strie scalariformi
Cos ha di diverso dal muscolo scheletrico? Miofibrille più ampie e meno evidenziabili Tubuli T di diametro 3-4 volte maggiore con superficie interna munita di lamina basale Reticolo sarcoplasmatico meno organizzato: Numerosi mitocondri (~40% in volume) ++ Diverso ruolo del Ca (vedi avanti) Diadi a livello delle strie Z (invece le triadi sono a livello A I)
Diadi Triadi
Contrazione del cardiomiocito Il potenziale d azione induce l ingresso di Ca++ nel sarcoplasma attraverso il sarcolemma ed i tubuli T. L aumento della concentrazione di Ca++ nel sarcoplasma è il segnale che induce il reticolo sarcoplasmatico a rilasciare altri ioni Ca++ (rilascio di calcio indotto dal calcio)
La cellula muscolare atriale secerne ormoni lamina basale granuli atriali specifici (GATR): contengono il fattore natriuretico atriale (ANF) che regola equilibrio idrico-salino e pressione arteriosa.
Il tessuto muscolare liscio Presente nella parete di visceri cavi (apparto gastrointestinale e genitourinario) Cellule allungate fusiformi con nucleo centrale (20 500 µm)
Parete di una arteriola
Fibrocellule muscolari lisce al ME
La parete dell intestino
Caratteristiche del muscolo liscio Actina e miosina non sono organizzati in sarcomeri La cellula liscia non contiene troponina ma tropomiosina Gli ioni Ca++ che occorrono per la contrazione provengono dall esterno e non sono accumulati nel REL
Nel muscolo liscio, actina e miosina si attaccano ai corpi densi della membrana plasmatica e citoplasmatici, equivalenti alle linee Z del muscolo striato
Meccanismi della contrazione muscolare nel muscolo liscio Calmodulina + Ca++ Una chinasi della catena leggera di miosina è la proteina Ca++ sensibile (manca la troponina ) La chinasi è regolata a sua volta dal complesso calmodulina-ca++. Un aumento del Ca++ citoplasmatico induce la calmodulina a legare la chinasi della catena leggera di miosina che viene così fosforilata Attivazione della chinasi della catena leggera di miosina MIOSINA ATTIVA IN GRADO DI LEGARE L ACTINA
MUSCOLARE LISCIO Non tutte le cellule del tessuto muscolare liscio ricevono terminazioni nervose (confronta con muscolo scheletrico) L impulso può trasmettersi da una cellula all altra tramite gap junction. Possono contrarsi spontaneamente Es. a causa di una distensione meccanica (vescica) Possono contrarsi anche in assenza di uno stimolo nervoso (ormoni,...) Es. contrazioni utero in gravidanza o durante il ciclo mestruale
Rigenerazione dei tessuti muscolari E possibile per il muscolare striato scheletrico e per il liscio. Non sembra possibile per il t. musc. cardiaco se non con estrema difficoltà. Tuttavia
esistono le staminali cardiache Bearzi C, Rota M, Hosoda T, Tillmanns J, Nascimbene A, De Angelis A, Yasuzawa-Amano S, Trofimova I, Siggins RW, Lecapitaine N, Cascapera S, Beltrami AP, D Alessandro DA, Zias E, Quaini F, Urbanek K, Michler RE, Bolli R, Kajstura J, Leri A, Anversa P. Human cardiac stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104:14068 14073. Bearzi C, Leri A, Lo Monaco F, Rota M, Gonzalez A, Hosoda T, Pepe M, Qanud K, Ojaimi C, Bardelli S, D Amario D, D Alessandro DA, Michler RE, Dimmeler S, Zeiher AM, Urbanek K, Hintze TH, Kajstura J, Anversa P. Identification of a coronary vascular progenitor cell in the human heart. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106:15885 15890
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.
Rigenerazione del t. muscolare striato scheletrico Rigenerazione per discontinuità (tramite le cellule satelliti, [4]).