1. Il sistema muscolare 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. Ciascuna fibra muscolare e’ innervata da un motoneurone (placca neuromuscolare) assone placca motrice muscolo Fibrocellule muscolari Ciascuna fibra (o fibrocellula) muscolare costituisce una unità cellulare

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, che quindi si accorcia.

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.

Ruolo del Ca2+ nella contrazione 5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico Ruolo del Ca2+ nella contrazione testa tropomiosina miosina 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 Idrolisi dell’ATP 5) La testa della miosina ritorna al suo orientamento originale Ca2+ 2) Legame della testa della miosina all’actina ATP Legame di ATP 4) Distacco della testa della miosina dall’actina A riposo: miosina distaccata dall’actina (ADP+ Pi) Rilascio di Ca2+ → la miosina si lega all’actina Rilascio di ADP+Pi : la liberazione di gruppi Pi provoca modifica conformazione della miosina → scorrimento dei filamenti Legame di ATP → distacco della miosina Idrolisi dell’ATP → la testa della miosina ritorna al suo orientamento originale Rilascio di ADP e Pi 3) Scorrimento dei filamenti di miosina e actina

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 anaerobica. Questa reazione può fornire energia 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.