Regolazione della forza esercitata da una fibra muscolare 1 potenziale d’azione evoca una scossa di breve durata ed intensità. più potenziali d’azione ravvicinati nel tempo danno luogo ad una parziale sommazione delle singole scosse, generando così un tetano di maggiore durata ed intensità. Ad una certa frequenza di stimolazione la forza del tetano raggiunge un valore massimo che varia a seconda del diametro della fibra muscolare (numero di miofibrille in parallelo), del suo stato di allungamento e di altri parametri. Il reticolo sarcoplasmatico e il Ca2+ Nel muscolo scheletrico il Ca2+ per la contrazione proviene principalmente dal reticolo sarcoplasmatico: •Un potenziale d’azione nella fibra muscolare evoca un consistente rilascio di Ca2+ tramite canali ionici dal reticolo sarcoplasmatico. Il Ca2+ diffonde nel citosol seguendo il suo gradiente elettrochimico. •La fine della contrazione dipende dalla velocità di ricaptazione del Ca2+ da parte del reticolo sarcoplasmatico tramite una Ca 2+ATPasi, un sistema di trasporto attivo primari che opera con una stechiometria di 3 Ca2+ : 1 ATP. Vie per la produzione di ATP nel muscolo Fibre muscolari diverse sono specializzate nell’uso prevalente della via lenta (ossidativa) oppure di quella veloce (glicolisi anaerobica), con importanti consequenze funzionali. Fibre ‘lente’ Fibre ‘veloci Strutturali Metabolismo ossidativo: molti mitocondri, forte capillarizzazione, colore rossastro Metabolismo glicolitico: colore pallido Esprimono un isoforma di miosina Miosina rapida: consumo di ATP lenta con velocità dei cicli ponti elevato trasversali bassa: consumo di ATP ridotto Diametro ridotto: favorisce la diffusione di O2 Fanno parte di unità motorie piccole, cioè composte da poche fibre Diametro notevole Unità motorie grandi Funzionali Contrazione (scossa e tetano) lenta Contrazione rapida Forza massima bassa Forza massima elevata Restistenti alla fatica Rapidamente affaticabili Fanno parte di unità motorie reclutate spesso, anche per contrazioni di debole intensità (es. il mantenimento della postura, il passo) Reclutate di rado, solo per contrazioni intense (es. corsa, salto, lancio di oggetti) Le natura di una fibra muscolare è specificata durante lo sviluppo dal tipo di attività elettrica imposta ad essa dal motoneurone che la innerva: debole ma continua (fibra lenta), intensa ma occasionale (fibra veloce) La cellula del muscolo liscio Regolazione del ciclo miosinaactina Nella cellula muscolare liscia il ciclo dei ponti trasversali è regolato dalla [Ca2+] tramite una ‘miosina chinasi’. Solo se fosforilata la miosina può legarsi all’actina. In assenza di Ca2+ una miosina fosfatasi, costitutivamente attiva, defosforila la miosina bloccando il ciclo Vie di regolazione del Ca2+ Gli stimoli esterni che evocano variazioni nella [Ca 2+] del citosol possono essere molteplici: •Neurotrasmettitori rilasciati dal sistema nervoso autonomo simpatico/parasimpatico nei pressi della cellula (non vi sono sinapsi sulla membrana cellulare come invece avviene nel muscolo scheletrico) •Ormoni circolanti •Accoppiamento elettrico con altre cellule lisce adiacenti tramite gapjunctions