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LE BASI STRUTTURALI DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE

MUSCOLO

• costituito da:

– cellule muscolari, responsabili della contrazione

– involucri connettivali che nutrono il muscolo e lo ancorano al sistema scheletrico

• ne esistono 3 tipi:

– scheletrico

– cardiaco

– liscio

muscolo scheletrico: funzioni

• movimenti volontari delle diverse parti dello scheletro

• mantenimento della postura

• contenzione e protezione degli organi interni

• controllo degli orifizi

• mantenimento della temperatura corporea

osservazione del muscolo scheletrico

• dall’aspetto morfologico macroscopico…

• …alla struttura microscopica…

• …all’ultrastruttura

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale

l’immagine non è molto suggestiva (per il momento); proviamo invece ad osservare una sezione trasversale

sezione trasversale di muscolo scheletrico

muscolo scheletrico in sezione trasversale

fascetto muscolare

supporto connettivale (perimisio)

muscolo scheletrico in sezione trasversale cellula

muscolare scheletrica

ogni cellula presenta molti nuclei, disposti eccentricamente, in prossimità della membrana plasmatica (detta sarcolemma)

fibra muscolare scheletrica

• è un sincizio polinucleato

(massa citoplasmatica dotata di numerosi nuclei che deriva dalla fusione, durante lo sviluppo, di cellule progenitrici mononucleate)

• è una cellula di dimensioni notevolissime

–diametro 50-60 µm

– lunghezza anche fino a 10 cm

sezio

ne t

rasvers

ale

di

fibre

muscola

ri s

chele

tric

he

perimisio

fibra

nuclei

il citoplasma della cellula è apparentemente omogeneo, privo di caratteristiche “interessanti”… la microscopia ottica non è sufficiente a svelare il “segreto” del muscolo

organizzazione generale del muscolo

muscolo Fascetto muscolare

Fibra (cellula) muscolare

riassumendo…

Muscolo, fasci e fibre muscolari e rispettivi involucri connettivali

muscolo fascio

fibra

perimisio

endomisio

epimisio

involucri connettivali

• dall’esterno all’interno:

–l’epimisio avvolge l’intero muscolo

– il perimisio avvolge un fascio di fibre all’interno del muscolo

–l’endomisio 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

perché il muscolo scheletrico è anche detto “striato”?

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale

Sono visibili diversi nuclei ed è appena percepibile la caratteristica striatura trasversale del muscolo scheletrico

La striatura trasversale delle fibre scheletriche

cos’è la striatura trasversale?

• per comprenderlo, è necessario studiare l’ultrastruttura della fibra muscolare…

• (bande scure A – bande chiare I)

striato TEM

Z

I

A

al microscopio elettronico la striatura si rivela piuttosto articolata (in più si nota una linea Z)

nucleo

miofibrille

riassumendo… fibre muscolari e miofibrille

ciascuna fibra muscolare scheletrica…

…contiene numerosissime miofibrille

fibra muscolare e miofibrille nucleo

miofibrille

ciascuna miofibrilla presenta il pattern di striatura trasversale

fibre e miofibrille ciascuna componente della bandeggiatura è definita convenzionalmente con una lettera

la porzione di miofibrilla compresa fra due linee Z si definisce sarcomero

miofibrille e miofilamenti

1-2 µm

le miofibrille sono a loro volta costituite da fasci di filamenti di natura proteica, detti miofilamenti

sarcomero banda A

banda I banda I

linea Z linea M linea Z

banda H

sarcomero e miofilamenti

esistono due tipi di miofilamenti:

- spessi - sottili

schema strutturale del sarcomero

linea Z linea M linea Z

banda I banda I banda A

componenti strutturali del sarcomero

filamenti spessi: miosina

filamenti sottili:

actina

banda I banda I banda A

miosina actina M Z

actina e miosina

coda della miosina:

doppia elica proteica

testa della miosina:

proteina globulare

allineamento e sovrapposizione fra actina e miosina

interazione fra filamenti spessi e sottili

nel citoplasma, nello spazio fra una miofibrilla e l’altra…

reticolo sarcoplasmatico

tubuli T

granuli di glicogeno

mitocondri

reticolo sarcoplasmatico

tubulo T

spaccato di fibra muscolare scheletrica

Placca neuromuscolare

Muscolo striato cardiaco

• elementi cellulari più piccoli e mononucleati (non sincizi)

• Le cellule sono unite le une alle altre attraverso i dischi intercalari

• Le cellule spesso si biforcano, creando una rete tridimensionale

• Le proteine contrattili sono allineate in modo regolare, creando sarcomeri simili a quelli del muscolo scheletrico

• La contrazione del muscolo cardiaco NON è sotto il controllo della volontà

muscolo cardiaco in sezione trasversale

fibre muscolari cardiache in sezione trasversale

muscolo cardiaco in sezione longitudinale

come nel muscolo scheletrico, è possibile osservare la striatura trasversale.

cellule adiacenti sono saldamente ancorate fra loro a livello del disco intercalare

asse longitudinale delle cellule

cellula muscolare cardiaca (TEM)

la striatura è dovuta alla presenza di sarcomeri regolarmente allineati

mitocondri più numerosi che nel muscolo scheletrico

disco intercalare…

ultra

str

utt

ura

del

dis

co inte

rcala

re

desmosomi

gap junction

giunzioni aderenti

schema di tessuto

muscolare cardiaco

Muscolo liscio

• cellule fusiformi, mononucleate

• prive di striatura trasversale (le proteine contrattili non sono allineate come nella fibra muscolare scheletrica e cardiaca)

• il controllo della contrazione è indipendente dalla volontà

schema di cellula muscolare liscia

Sezione di muscolo liscio

Sezione di muscolo liscio

ultrastruttura di cellule muscolari lisce