1. il sistema muscolare circa il 40% del peso corporeo è costituito da tessuto muscolare striato. i...
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1. Il sistema muscolare
• Circa il 40% del peso corporeo è costituito da tessuto muscolare striato.
• I muscoli sono attaccati alle ossa mediante i tendini.
• I muscoli lavorano in coppie antagoniste.
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2. Panoramica del tessuto muscolare
Ci sono tre tipi di tessuto muscolare
• scheletrico: è attaccato alle ossa e muove parti dello scheletro;
• cardiaco: si trova unicamente nel cuore;
• liscio: si trova nelle pareti dei vasi sanguigni e in quella degli organi
cavi.
Le funzioni del tessuto muscolare sono:
• produzione dei movimenti del corpo;
• stabilizzazione delle posizioni del corpo;
• regolazione del volume degli organi;
• movimento di sostanze all’interno del corpo;
• produzione di calore.
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3. I muscoli scheletrici
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4. Il tessuto muscolare scheletrico
• Ogni muscolo scheletrico è un organo distinto composto da numerose cellule, di
forma allungata, dette fibre muscolari.
• Ognuno è dotato di un rivestimento costituito da più strati di tessuto connettivo.
Sono irrorati da vasi sanguigni e provvisti di innervazioni.
muscolo
Fibrocellulemuscolari
Ciascuna fibra muscolare e’ innervata da un motoneurone (placca
neuromuscolare)
assone placcamotrice
Ciascuna fibra (o fibrocellula) muscolare costituisce una unità
cellulare
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4. Il tessuto muscolare scheletrico
• Ogni fibra è ricoperta da una membrana plasmatica detta sarcolemma
che contiene il sarcoplasma, ricchissimo di mitocondri, e il reticolo
sarcoplasmatico.
Qui viene mostrata una fibrocellula muscolare scheletrica con esposte le miofibrille costituite da filamenti intracellulari di actina e miosina. (x 600)
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4. Il tessuto muscolare scheletrico
Per tutta la lunghezza della fibra si estendono le miofibrille. Esse
contengono filamenti spessi e sottili.
I filamenti si sovrappongono secondo schemi specifici formando strutture
dette sarcomeri.
L’unità funzionale del muscolo è il sarcomero.
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4. Il tessuto muscolare scheletrico
• I filamenti spessi sono composti da miosina, una proteina formata da
una testa globulare e una coda fibrosa.
• La coda forma una specie di bastoncino, la testa sporge all’estremità e
lega l’actina.
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4. Il tessuto muscolare scheletrico
• L’actina è una proteina globulare (G-actina); l’unione di più molecole di
actina forma, insieme alla troponina e alla tropomiosina, i filamenti sottili.
2 filamenti ad elica (F-actina) costituiti da unita’ globulari in serie (G-actina)
2 filamenti di tropomiosina
complessi globulari di troponina
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5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
Un muscolo è un organo effettore che, se opportunamente stimolato da una terminazione nervosa è in grado di contrarsi e quindi di compiere un lavoro
Il neurotrasmettitore liberato dal motoneurone è l’acetilcolina.
L’acetilcolina si lega ai recettori–canale presenti sulla membrana delle fibrocellule muscolari, la cui apertura provoca un potenziale post-sinaptico eccitatorio (potenziale di placca)
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5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
• Durante la contrazione
muscolare le teste
miosiniche dei filamenti
spessi esercitano una
trazione sui filamenti
sottili, facendoli
scorrere verso il centro
del sarcomero, che
quindi si accorcia.
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5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
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5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
• Prima di contrarsi, la fibra muscolare scheletrica deve essere stimolata da un
impulso, detto potenziale di azione muscolare, emesso dal relativo neurone
motorio insieme al quale costituisce una unità motoria.
• La sinapsi che si forma tra i terminali assonici di un motoneurone e una placca
motrice prende il nome di giunzione neuromuscolare.
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5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
Ruolo del Ca2+ nella contrazione
In assenza di Ca2+ la tropomiosina blocca i siti attivi sull’actina
Quando il Ca2+ si lega alla troponina:
• Il complesso della troponina cambia configurazione
• La troponina sposta la tropomiosina, esponendo i siti di legame dell’actina per la miosina
• L’actina e la miosina possono interagire
testa
tropomiosina
miosina
troponina
sito dilegame
actina
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1) Fibra a riposo: la testa della miosina non è attaccata all’actina. L’ADP e il Pi sono legati alla miosina «caricandola» di energia
Ca2+2) Legame della testa della miosina all’actina
Rilascio di ADP e Pi
3) Scorrimento dei filamenti di miosina e actina
ATP
Legame di ATP
4) Distacco della testa della miosina dall’actina
Idrolisi dell’ATP
5) La testa della miosina ritorna al suo orientamento originale
Ciclo della contrazione
1) A riposo: miosina distaccata dall’actina (ADP+ Pi)
2) Rilascio di Ca2+ → la miosina si lega all’actina
3) Rilascio di ADP+Pi : la liberazione di gruppi Pi provoca modifica conformazione della miosina → scorrimento dei filamenti
4) Legame di ATP → distacco della miosina
5) Idrolisi dell’ATP → la testa della miosina ritorna al suo orientamento originale
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• L’ATP presente nelle fibre è sufficiente soltanto a rifornire energia per i primi secondi di attività muscolare.
• In seguito deve essere sintetizzato dell’altro da tre fonti: creatinfosfato; respirazione cellulare anaerobica; respirazione cellulare aerobica.
• A riposo le fibre muscolari scheletriche producono ATP in eccesso che viene usato, in parte, per produrre creatinfosfato, molecola a elevato potenziale energetico costituita da creatina, simile a un amminoacido e da un gruppo fosfato.
• Al bisogno, tale fosfato viene trasferito nuovamente all’ADP per ricostituire il gruppo energetico.
6. Il metabolismo del tessuto muscolare scheletrico
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6. Il metabolismo del tessuto muscolare scheletrico
• Il glucosio, scisso in due molecole di
acido piruvico, libera ATP. Quando i
livelli di ossigeno sono bassi, quasi
tutto l’acido piruvico si trasforma in
acido lattico nella glicolisi
anaerobica.
• Questa reazione può fornire energia
sufficiente per circa 30-40 secondi di
attività muscolare.
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6. Il metabolismo del tessuto muscolare scheletrico
• L’attività muscolare prolungata dipende dalla respirazione
cellulare aerobica che utilizza ossigeno per produrre ATP nei
mitocondri.
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7. Il tessuto muscolare cardiaco
• Il tessuto muscolare cardiaco costituisce la maggior parte della muscolatura del
cuore.
• Le fibre spesso sono ramificate, più corte e di diametro maggiore rispetto a quelle
della muscolatura scheletrica, interconnesse tramite dischi intercalari,
ispessimenti trasversali irregolari del sarcolemma.
• Il ritmo automatico o intrinseco delle contrazioni cardiache è detto autoritmicità.
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8. Il tessuto muscolare liscio
• Il tessuto muscolare liscio si trova in molti organi interni e riveste i vasi sanguigni.
• Il muscolo liscio è un muscolo involontario.• I filamenti di actina sono ancorati a strutture
detti corpi densi.
Il muscolo viscerale o unitario si trova negli strati che si sovrappongono a formare le pareti di piccole arterie, vene e organi cavi come lo stomaco, l’intestino, l’utero e la vescica. Le fibre della muscolatura viscerale sono strettamente legate e formano un reticolo continuo.
La presenza di ioni calcio nel citosol fornisce il tono del muscolo liscio, uno stato di contrazione prolungata e continua.
Risponde a impulsi provenienti dal sistema nervoso autonomo (involontario), oppure a ormoni, a variazioni del pH o del livello di ossigeno.
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9. Il ruolo dei muscoli scheletrici nel movimento
Il muscolo scheletrico è un organo composto da vari tipi diversi di tessuto,
che comprendono il tessuto muscolare scheletrico, il tessuto vascolare, il
tessuto nervoso e vari tipi di tessuto connettivo.
L’attacco del muscolo all’osso fisso è
detto origine. L’altra estremità è
ancorata in un punto detto inserzione.
La porzione carnosa è definita ventre.
Tutti i movimenti si producono perché
molti muscoli scheletrici lavorano in
gruppo.
Il muscolo che produce l’azione si chiama
agonista o primo motore. Il muscolo
antagonista si rilascia mentre l’agonista
si contrae.
Molti movimenti coinvolgono muscoli
sinergici che aiutano il muscolo a
funzionare con più efficacia.