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Tessuto muscolare scheletrico STRIATO E costituito da fibre muscolari striate, che sono lunghi elementi plurinucleati costituitisi nel corso dello sviluppo.

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1 Tessuto muscolare scheletrico STRIATO E costituito da fibre muscolari striate, che sono lunghi elementi plurinucleati costituitisi nel corso dello sviluppo da cellule singole (dette mioblasti). Sono caratterizzate dal presentare una regolare striatura trasversale (nei preparati istologici bande chiare si alternano a bande più scure)

2 Preparato di muscolo scheletrico osservato al microscopio ottico; si vedono i nuclei cellulari e le striature caratteristiche

3 Sarcomero Linea Z Filamenti sottili (actina) Filamenti spessi (miosina) Banda chiara Banda scura Banda chiara Sarcomero TEM Linea Z Banda chiara Banda chiara Banda scura Miofibrilla Nuclei Singola fibra muscolare (una cellula) Fascio di fibre muscolari Muscolo Le miofibrille sono formate da unità ripetute chiamate sarcomeri che rappresentano le unità funzionali fondamentali della fibra muscolare.

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5 miosina

6 Filamenti sottili di Actina

7 Sarcomero Banda scura Z Z Sarcomero contratto Muscolo rilassato Muscolo in fase di contrazione Muscolo completamente contratto Figura 25.8A Il funzionamento del sarcomero è stato spiegato grazie al modello di scorrimento dei filamenti. I muscoli si contraggono quando i filamenti sottili di actina scorrono, accavallandosi, lungo quelli spessi di miosina. Mentre i filamenti scorrono, le bande I e le zone H si accorciano, fino a scomparire del tutto quando il muscolo è contratto al massimo.

8 Filamento spesso (miosina) ATP Filamento sottile (actina) Testa della miosina Linea Z ADP P P ADP + P Nuova posizione della linea Z Perché avvenga la contrazione muscolare sono richiesti ATP e Ca2+ La testa della miosina si lega allATP e si stacca da un filamento di actina 1 La scissione dellATP «carica» la testa della miosina 2 La testa della miosina, grazie alla presenza di calcio, si attacca a un sito di legame dellactina 3 Il power stroke fa scorrere il filamento (sottile) di actina. 4 Ca 2+

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10 Per potersi contrarre, ogni fibra muscolare scheletrica deve essere stimolata da un impulso elettrico, detto potenziale di azione emesso dal relativo neurone motorio o motoneurone.

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13 Una cellula nervosa è altamente specializzata ed è in grado di ricevere, condurre e trasmettere impulsi nervosi. Struttura del neurone

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17 Osso Tendine Muscolo Giunzioni neuromuscolari Fibre muscolari (cellule) Nuclei Assone del neurone motorio Nervo Corpo cellulare del neurone motorio Midollo spinale Unità motoria 1 Unità motoria 2 Ununità motoria è costituita da un neurone e da tutte le fibre muscolari da esso controllate.

18 All'arrivo del potenziale dazione, la depolarizzazione della membrana del terminale sinaptico determina la fusione delle vescicole con la membrana presinaptica. Il mediatore viene rilasciato nello spazio sinaptico, interagisce con recettori presenti sulla membrana postsinaptica del secondo neurone e determina effetti p.es. apertura di canali ionici, risposte metaboliche, etc. Il mediatore viene rimosso dallo spazio sinaptico e la sinapsi è pronta ad un nuovo ciclo.

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20 Gli impulsi nervosi costituiscono una modalità di trasmissione di segnali che si basa sull'alterazione del normale equilibrio di cariche elettriche presenti sulla superficie interna e quella esterna della membrana cellula. La membrana cellulare di tutte le cellule risulta POLARIZZATA a causa della ripartizione di cariche elettriche di segno diverso tra le due facce della membrana: le cariche elettriche negative si accumulano verso l'interno e quelle positive verso l'esterno. Tale differenza di carica elettrica genera una differenza di potenziale, che prende il nome di potenziale di membrana a riposo. La membrana, per tali proprietà elettriche, viene definita polarizzata.

21 Nei neuroni il potenziale di riposo è –70mV (il segno meno indica che linterno della membrana è negativo rispetto allesterno)

22 Il potenziale di riposo della membrana deriva dalla diversa distribuzione di vari ioni nel citosol e nel liquido interstiziale. Il liquido interstiziale (immediatamente allesterno della cellula) è ricco di ioni Na + e di ioni Cl-, mentre allinterno delle cellule i principali ioni con carica positiva sono gli ioni K+ e i due tipi predominanti di ioni a carica negativa sono fosfati legati a molecole organiche (come i fosfati dellATP e gli amminoacidi delle proteine).

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24 La differenza di carica attraverso la membrana è mantenuta dalla cosiddetta pompa sodio-potassio, che si trova nella membrana cellulare e che trasporta attivamente (cioè consumando l'energia contenuta nelle molecole di adenosina trifosfato,, ATP) all'esterno ioni Na + e all'interno ioni K +.

25 All'interno del neurone vengono conservate grosse molecole a carica negativa (solitamente proteine), che non possono diffondere liberamente attraverso la membrana e che aumentano la carica negativa esistente all'interno della cellula. Dato che gli ioni Na + hanno una carica positiva e vengono trasportati attivamente fuori dal neurone, all'esterno della membrana cellulare si sviluppa una carica positiva. All'interno viene, invece, pompato un numero di ioni K + insufficiente a neutralizzare gli ioni a carica negativa presenti nella cellula e così si produce una carica negativa. Ciò stabilisce un gradiente di concentrazione attraverso la membrana, con gli ioni K + che tendono a fuoriuscire dalla cellula e gli ioni Na + che vengono attirati verso l'interno. La membrana presenta una permeabilità molto maggiore a K + che a Na + e quindi la pompa sodio-potassio deve lavorare molto per mantenere una concentrazione corretta di questi ioni (e una carica) su entrambi i lati della membrana.

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27 Tutte le cellule dell'organismo, dunque anche i neuroni, possiedono una membrana polarizzata; quando a un neurone viene applicato uno stimolo che raggiunge una potenza adeguata, le proprietà della membrana cambiano, ed essa diventa molto più permeabile allo ione sodio Na + : questo ione, quindi, entra rapidamente nella cellula e produce una carica netta positiva all'interno del neurone. Quando una quantità sufficiente di ioni Na+ è entrata nella cellula, in modo da invertire completamente il potenziale e da avere all'interno una carica netta positiva invece che negativa, si raggiunge una condizione che prende il nome di potenziale d'azione. La parte esterna della porzione di membrana, ora negativa, invia una corrente elettrica che stimola la membrana circostante ancora a riposo, con la porzione esterna ancora carica positivamente. Questa corrente locale stimola la porzione adiacente della membrana del neurone a depolarizzarsi in modo analogo, e questo evento si ripete lungo tutta la membrana della cellula, trasmettendo, così, l'impulso nervoso lungo tutto l'assone.

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31 Le sinapsi tra lassone del neurone motorio e la fibra muscolare avvengono in corrispondenza della giunzione neuromuscolare.

32 Propagazione dellimpulso elettrico lungo un assone.


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