MUSCOLO
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Obiettivi della lezione
1) Revisionare la struttura del muscolo
scheletrico.
2) Esaminare la sequenza di eventi tra
potenziale d’azione di una fibra nervosa e
contrazione e rilasciamento di una fibra
muscolare.
3) Capire le basi molecolari della contrazione:
teoria dei filamenti scorrevoli.
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Tipi di muscolo
Scheletrico
E’ un muscolo volontario
Ce ne sono più di 600 nel corpo umano
Cardiaco
Ha la capacità di autoregolarsi con l’aiuto
del sistema nervoso ed endocrino
E’ la muscolatura del cuore
Liscio
E’ un muscolo involontario
Presente nella parete dei vasi e degli
organi interni
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STRUTTURA DEL MUSCOLO SCHELETRICO
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Struttura e funzione
del muscolo scheletrico
• EPIMISIO
Circonda l’intero muscolo
• PERIMISIO
Circonda fasci di fibre
(da 10 a 100 fibre)
• ENDOMISIO
Circonda la singola fibra (cellula muscolare)
Sono costituiti da tessuto connettivo
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FIBRA MUSCOLARE
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Fibre muscolari
• Hanno un diametro dai 50 ai 100 micrometri
(100 micrometri = 1 mm)
• La lunghezza delle fibre varia da 5 mm (nei
muscoli oculari) fino a 10 cm (nel sartorio)
• Le singole fibre sono circondate dal
SARCOLEMMA
• Le fibre muscolari contengono subunità
chiamate MIOFIBRILLE
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Anatomia della fibra muscolare
• SARCOLEMMA
– Membrana della cellula muscolare
• SISTEMA DI TUBULI TRASVERSI (Tubuli T).
– Permette la rapida trasmissione del potenziale di
azione a tutte le miofibrille.
• RETICOLO SARCOPLASMATICO (RS)
– Serve come sito di deposito del calcio (essenziale per
la contrazione muscolare)
• MIOFIBRILLE
– Organizzate in piccole subunità chiamate SARCOMERI
– Sono gli elementi contrattili del muscolo
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ORGANIZZAZIONE DEI FILAMENTI
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Anatomia del sarcomero
• Il sarcomero è l’unità morfo-funzionale di una
miofibrilla.
Banda A (zona scura)
Banda I (zona chiara)
Linea Z (tra due sarcomeri)
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SARCOMERO
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Filamenti contrattili
• I due principali filamenti contrattili (proteine)
sono:
ACTINA (filamento sottile)
MIOSINA (filamento spesso)
Queste scorrono l’una sull’altra durante la
contrazione
• Altre proteine:
TROPONINA
(regolatrice)
TROPOMIOSINA
(regolatrice)
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Proteine contrattili
• ACTINA
– E’ una molecola di forma globulare, la quale ha sulla sua
superficie un sito reattivo capace di combinarsi con la
miosina.
– Numerose molecole globulari di actina sono disposte a
formare due collane elicoidalmente intrecciate fra loro a
formare i filamenti sottili.
• MIOSINA
– E’ una molecola molto più grossa, che ha la forma di un
bastone da golf, in quanto costituita da una grossa
estremità globulare attaccata a una lunga coda.
– Le molecole di miosina sono riunite, a formare un
filamento spesso, in modo da essere orientate coda contro
coda nell’una e nell’altra metà del filamento, mentre le
estremità globulari si proiettano lateralmente formando i 15
ponti trasversali.
FILAMENTI DI ACTINA
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Proteine Regolatrici
• TROPOMIOSINA
– Proteina tubulare che si estende su 7 molecole di
actina coprendone i siti attivi
• TROPONINA
– Proteina complessa (formata da 3 subunità) legata
alla tropomiosina
Sono proteine coinvolte nell’avviare una contrazione
muscolare
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Punti
chiave
Miofibrille
Le miofibrille sono gli elementi contrattili che
compongono il muscolo scheletrico
Sono costituite da sarcomeri in serie (le
unità morfo-funzionali del muscolo)
Un sarcomero contiene i filamenti di actina
e miosina, proteine responsabili della
contrazione muscolare
La Miosina è un filamento spesso con una
testa globulare fissata all’estremità
Il filamento sottile, composto da Actina,
Tropomiosina e Troponina, è fissato alla
linea Z
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UNITA’
MOTORIA
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ACCOPPIAMENTO
ECCITAZIONE-CONTRAZIONE
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Accoppiamento eccitazione-contrazione
1. Il motoneurone, stimolato dal SNC, rilascia il
neurotrasmettitore Acetilcolina (ACh) a livello della
giunzione neuromuscolare.
2. ACh attraversa il vallo sinaptico e si lega ai recettori
presenti sul sarcolemma.
3. Un potenziale d’azione insorge nella membrana postsinaptica
4. La depolarizzazione viaggia sulla membrana fino a
raggiungere il tubulo T, che provoca il rilascio di Ca2+ da
parte del RS
(continua)
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Accoppiamento eccitazione-contrazione
5. Il Ca2+ si lega alla troponina che sposta la tropomiosina
dai siti attivi, permettendo alla testa di Miosina di
attaccarsi ai filamenti di Actina.
6. Una volta stabilito il legame con l’Actina, la testa della
Miosina ruota tirando a sé il filamento di actina.
7. La testa della miosina si lega all’ATP, e l’ATPasi sulla
testa scinde l’ATP in ADP e Pi, rilasciando energia.
8. L’azione muscolare termina quando il Calcio viene
richiamato nel reticolo sarcoplasmatico
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IL CICLO
CONTRAZIONE -RILASCIAMENTO
Ca++
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The one minute paper
• Write down one main point from today’s
lecture and also one question that you
may have about this topic.
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SOMMARIO
1. Il PA arriva alla placca motrice
2. Il potenziale di placca depolarizza il sarcolemma
3. Il PA muscolare si propaga alla superficie del
muscolo
4. I tubuli T si depolarizzano (aumento della
superficie – sincronizzazione eventi)
5. Si aprono i canali del Ca++ e
6. Il Ca ++ viene liberato nel sarcoplasma
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SOMMARIO
7. Il Ca++ si lega alla troponina la cui
conformazione si modifica
8. Di conseguenza si modifica la conformazione
della tropomiosina
9. Si scoprono i siti attivi sull’actina
10.Ciclo dei ponti trasversali
11.Rilasciamento se la [Ca++] sarcoplasmatica è
bassa e ATP è presente per sostenere la pompa
di membrana del reticolo s.
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Domande
• Quali sono le proteine contrattili?
• A che cosa servono la troponina e la
tropomiosina?
• Spiegare la teoria dei filamenti scorrevoli.
• Qual è il ruolo del calcio nella contrazione
muscolare?
• Qual è l’evento che precede la rotazione della
testa della miosina?
• Descrivere il fenomeno dell’accoppiamento
eccitazione-contrazione.
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Letture Consigliate
(lezioni di venerdì 15, mercoledì 20,
venerdì 22 e mercoledì 27 ottobre)
• Vander, Sherman, Luciano. Fisiologia dell’uomo.
– Capitolo 8
DISPONIBILE IN BIBLIOTECA
• Autori vari. Fisiologia dell’uomo.
– Capitolo 2 (paragrafi da 2.3, 2.5, 2.6, 2.7)
• Wilmore e Costil. Wilmore and Costill. Fisiologia
dell’Esercizio Fisico e dello Sport.
– Capitolo 1
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