1. Il sistema muscolare
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•
•
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.
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.
3. I muscoli scheletrici
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.
assone
muscolo
placca
motrice
Fibrocellule
muscolari
Ciascuna fibra (o fibrocellula)
muscolare costituisce una unità
cellulare
Ciascuna fibra muscolare e’ innervata
da un motoneurone (placca
neuromuscolare)
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)
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.
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.
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
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)
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,
accorcia.
che
quindi
si
5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
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.
5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico
Ruolo del Ca2+ nella contrazione
miosina
testa
tropomiosina
troponina
sito di
legame
actina
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
Ciclo della contrazione
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
5) La testa della miosina
ritorna al suo orientamento
originale
Idrolisi dell’ATP
Ca2+
2) Legame della testa
della miosina all’actina
ATP
1) A riposo: miosina distaccata
dall’actina (ADP+ Pi)
4) Distacco della testa
della miosina dall’actina
Rilascio di ADP e Pi
Legame di ATP
3) Scorrimento dei filamenti
di miosina e actina
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
6. Il metabolismo del tessuto muscolare scheletrico
• 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
• 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
fornire
energia
anaerobica.
• Questa
reazione
può
sufficiente per circa 30-40 secondi di attività
muscolare.
6. Il metabolismo del tessuto muscolare scheletrico
• L’attività muscolare prolungata dipende dalla respirazione cellulare
aerobica che utilizza ossigeno per produrre ATP nei mitocondri.
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.
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.
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.