** Tessuto muscolare 22/09/2018 v. Iacobazzi.

Presentazione sul tema: "** Tessuto muscolare 22/09/2018 v. Iacobazzi."— Transcript della presentazione:

1 ** Tessuto muscolare 22/09/2018 v. Iacobazzi

2 22/09/2018

3 Sarcomero 22/09/2018

4 STRUTTURA MOLECOLARE DEI MIOFILAMENTI SPESSI
Sede dell’interazione con l’actina e dell’attività ATPasica 22/09/2018 STRUTTURA MOLECOLARE DELLA MIOSINA

5 STRUTTURA MOLECOLARE DEI FILAMENTI LEGGERI
Sono costituiti da actina, tropomiosina e troponina 22/09/2018

6 Actina-miosina/ADP-P
Fosforilazione/defosforilazione della miosina actina ATP-miosina acqua Actina-miosina/ATP ADP-P-miosina ATP actina Actina-miosina Actina-miosina/ADP-P ADP+P 22/09/2018

7 22/09/2018

8 Classificazione dei tessuti muscolari
Classificazione istologica (scheletrico, cardiaco, liscio) Classifcazione metabolico-funzionale Fibre rosse: elevate quantità di mioglobina grande vascolarizzazione ricca di mitocondri poca fosfocreatina fibre bianche: poca mioglobina pochi mitocondri povera di grassi ricca di glicogeno basso flusso sanguigno Contraz. lenta Attività lunga e Prolungata, senza riposo Fibre I Contraz. rapida e intensa Lavoro ritmico volontario Fibre IIA e IIB 22/09/2018

9 Costituenti tessuto muscolare
m. Scheletrico M.cardia M.liscio 72-75 16-20 8.0 3.3 0.15 0.42 0.03 0.6 0.13 Acqua Proteine Lipidi Fosfolipidi Steroidi Glicogeno Creatina+creatinina Carnosina Ioni RNA e DNA 72-79 16-20 7.5 0.9 0.06 0.3 0.01 1-1,2 73-79 16-20 8.3 1.5 - 0.19 0.03 0.9 0.6 22/09/2018

10 Composizione % in fibre del muscolo scheletrico nell’uomo
Fibre rosse Fibre bianche Sedentari Sprinters Mezzofondisti Fondisti 22/09/2018

11 Proprietà biochimiche
M. Bianco M. rosso Substrati utilizzati Prodotti finali Attività ATP asica della miosina Mitocondri Dipendenza da ossigeno Attività glicolitica forsfocreatina Glucosio Ac. Lattico Elevata Pochi Poca Alta notevole Ac.grassi. glucosio Anidride carb.+acqua bassa Molti Elevata Bassa bassa 22/09/2018

12 ATP CO2 & H+ Krebs CO2 Ciclo H+ Glucosio H+ Acido lattico (2)
Anaerobico Glucosio Energia H+ Acido piruvico (2) Acido lattico (2) ATP Inter Cellular Fluid Mitochondria CO2 & H+ Acidi grassi Amino Acidi Aerobico Acetyl Co-A (2) Energia ATP Krebs Ciclo CO2 H+ To ETC 22/09/2018

13 Substrati e ATP Il metabolismo del muscolo scheletrico è specializzato a produrre ATP necessario per la contrazione muscolo Ac. lattico Attività intensa gliocogeno (Ox. Anaerob.) Ac. Grassi Corpi chetonici Glucosio del sangue Riposo Attività leggera CO2 (Ox. Aerob) Fegato Tessuto adiposo dieta ADP+Pi ATP 22/09/2018 Contrazione muscolare

14 Fonti di ATP: fibre bianche
2 fosfocreatina Glicogeno muscolare 1 Creatina fosfo chinasi glicolisi Fosforilasi muscolare creatina ATP Contrazione Glucosio-6-P Fosf. ox ADP+Pi AMP ADP 3 Adenilato chinasi 22/09/2018

15 2. Fosfocreatina Reazione catalizzata dalla creatina chinasi
(10-30 mM nel muscolo scheletrico) Reazione spostata a sinistra durante l’intensa attività muscolare 22/09/2018

16 Creatina+ ATP forfocretina+ADP Creatina chinasi (CK o CPK)
Nei muscoli a riposo la conc. di fosfocreatina > con. di ATP La CK e’ una proteine dimerica: una di tipo M (muscle) e una di tipo B (brain). Elettroforeticamente si possono separare 3 isoforme: CK-MM nel muscolo scheletrico CK-MB nel cuore CK-BB nel cervello Nello stesso tessuto è possibile distinguere una diversa CK legata alla superficie esterna della membrana interna dei mitocondri: facilita il passaggio nel citosol di fosfati altamente energetici sotto forma di fosfocreatina 22/09/2018

17 La fosfocreatina ha funzione di riserva e di Energia immediatamente
disponibile. Nei primi secondi di uno sforzo intenso la concentrazione di fosfocreatina diminuisce di 4-5 volte rispetto all’ATP di riserva. Corsa veloce: ATP di riserva 5.2 mM 3.7 Creatina fosfato Lattato pH del sangue 22/09/2018

18 22/09/2018

19 Viene modificato il rapporto ATP/AMP (accumulo di AMP)
Nei primissimi stadi dell’attività muscolare la conc. ATP è costante, perché fosforcreatina+ADP Creatina+ ATP Viene modificato il rapporto ATP/AMP (accumulo di AMP) AMP stimola le vie di ossidazione del glucosio a 2ADP ATP + AMP fosforilasi fosfrofruttochinasi glicogenolisi Subito viene attivata la Glicolisi anaerobica Attivazione della Fosf.ox glicolisi Glucosio Diminuita attività muscolare ATP Consumo di O2 Lattato + H+ Rapido consumo di ATP Accumulo di ADP diminuita azione del Ca sulla contrazione gluconeognesi Gli ioni idorgeno competono con Ca nei confronti delle proteine contrattili (diminuzione attività muscolare) 22/09/2018

20 Molto attiva è l’adenilato chinasi o miochinasi che catalizza:
2. AMP (altri effetti di AMP situazione di emergenza) Molto attiva è l’adenilato chinasi o miochinasi che catalizza: 2ADP ATP + AMP NH3 AMP deaminasi IMP fumarato Ciclo dell’AMP PFK + Aspartato+GTP GDP + P glicolisi adenilosuccinato 22/09/2018

21 Velocità di sintesi e quantità di ATP prodotta
Vie substrati velocità ATP ricavabile tempo necessario produzione ATP da completa al consumo totale (mmoli/g/sec) utilizzaz. dei dei substrati substr. (mmoli/g) CK PC s Gl. Anaer. Glicogeno min Fosfox glicogen-gluc min Fosfox ac. Grassi milioni 83 ore 22/09/2018

22 GLICEROLOFOSFATO-DEIDROGENASI
Un ‘altra caratteristica dei muscoli bianchi è l’elevata concentrazione di di GLICEROLOFOSFATO-DEIDROGENASI PER PERMETTERE UN RAPIDO RECUPERO DI NAD NELLA FORMA OSSIDATA DEBITO DI OSSIGENO <L’OSSIDAZIONE DEL GLUCOSIO ARRIVA FINO AD AC.LATTICO <L’AC. LATTICO è RIOSSIDATO NELLA FASE DI RIPOSO (CICLO DI CORI) <QUESTO RITARDO NELLA RIOSSIDAZIONE DETERMINA LA SITUAZIONE DI DEBITO DI OSSIGENO 22/09/2018

23 Energy Transfer Systems and Exercise
100% Contributo % alla produzione di ATP Anaerobica Glicolsi :sistema rapido di breve durata Aerobica Energia: Systema lento e duraturo ATP – CP. Sistema immediato 10 sec 30 sec 2 min 5 min + 22/09/2018

24 Variazioni di concentrazione dei substrati
Corsa veloce: ATP di riserva 5.2 mM 3.7 Creatina fosfato Lattato pH del sangue Cambiamenti di conc.delle fonti di E nel muscolo in attività riposo 3 min 8 min ATP Lattato Glicogeno Fosfocreatina Creatina mmoli/kg peso secco 22/09/2018

25 lattato glucosio Lattato mmoli/min/100 ml sangue glucosio 10 20 30 40
Rilascio di lattato e assunzione di glucosio nel muscolo in esercizio Lattato mmoli/min/100 ml sangue lattato glucosio glucosio 10 20 30 40 22/09/2018

26 Ciclo glucosio alanina
Ciclo di Cori Ciclo glucosio alanina 22/09/2018

27 Ciclo di Cori: riossidazione del lattato In questo processo è coinvolta anche l’alanina (degradazione delle proteine). Può aumentare notevolemnete (60%-90% rispetto alla norma) in relazione all’intesità esercizio muscolare. muscolo sangue glicogeno glucosio Glucosio-6-P ATP proteine a. piruvico alanina alanina alanina Glucosio-6-P a. lattico a. lattico a. lattico a. piruvico glicogeno 22/09/2018 fegato

28 MUSCOLI ROSSI: Glicolisi aerobica
Il glucosio nell’esercizio prolungato viene dal fegato Gli acidi grassi sono i più importanti Contributo % del glucosio, dei NEFAdel sangue e glicogeno muscolare Al consumo di ossigeno dei muscoli durante un esercizio prolungato Durata esercizio glucosio ematico NEFA glicogeno muscolare 22/09/2018

29 Il glucosio viene soprattutto dal sangue (fegato)
Esempio: Se un maratoneta consumasse solo glucosio utilizzerebbe 5g/minuto Deposito di glicogeno nel fegato è 100g Riserva solo per 20 minuti di corsa NECESSITA’ degli ACIDI GRASSI (60% del consumo di ossigeno) Anche i corpi chetonici 22/09/2018

30 ed è necessario l’intervento di altri composti energetici:
Nell’esercizio prolungato i levelli di glicogeno muscolare cadono rapidamente ed è necessario l’intervento di altri composti energetici: acidi grassi Catecolammine glucagone lipolisi Fegato Tessuto adiposo Acidi grassi ATP b-ox Trasporto ai muscoli Il muscolo contiene un’altra fonte di energia: le sue stesse proteine (IMPORTANTI SONO GLI AA. A CATENA RAMIFICATA) 22/09/2018 E’ sempre necessario, però, assicurare un livello basale di glucosio

31 Camminare a vel. ordinaria lipidi Corsa lipidi (50%) glucidi (50%)
La quantità di acidi grassi utilizzata dipende molto dal tipo di attività: Camminare a vel. ordinaria lipidi Corsa lipidi (50%) glucidi (50%) Maratona lipidi 70% L’allenamento aerobico innalza la capacità di ossidare gli acid grassi: - aumento fibre rosse, aumento mitocondri, attività enzimi ox acidi grassi - aumento di ATP da ox. ac. Grassi rallenta la glicolisi Rimozione degli acidi grassi in circolo (azione detossificante) 22/09/2018

32 Amino acidi Aumenta il catabolismo proteico muscolare ed epatico
Aumento di aa. A catena ramificata forniscono una quota di energia Dimnuziona di glutammato e glutammina che si riversano in circolo e arrvivano al fegato Ruolo importante dell’aspartato Transaminazione ossalacetato Aminazione asparagina Ciclo AMP 22/09/2018

33 Transaminazione degli amino acidi a catena ramificata
22/09/2018

34 22/09/2018

35 Attiavzione delle glicogenolisi e glicolisi nel muscolo in contrazione: ruolo del Ca
cAMP Ca/calmodulina + Esercizio muscolare PKA Fosforilasi chinasi + E ATP ADP Fosf. ox Meccanismi indipendenti dagli ormoni. -1 Calcio -2 AMP glicogenolisi AMP + PFK-1 22/09/2018

36 Regolazione del metabolismo muscolare:
Correlazione tra tessuto epatico-tessuto adiposo e Tessuto muscolare (sforzo prolungato) stimolazione glicogenolisi muscolare Produzione acido lattico e suo trasporto al fegato; riossidazione a Glucosio (gluconeogenesi) Lipolisi elevata e soppressione lipogenesi Aumento Ossidazione acidi grassi 22/09/2018

37 Effetti benefici dell’attività fisica
Condizione colesterolo tot. TG LDL HDL Sedentari Joggers Maratoneti 22/09/2018

38 Controllo delle glicogenosintesi e glicogenolisi nella contrazione
Il glucosio appena entrato nella cellula viene subito fosforilato a glucosio-6-P, che può essere utilizzato in tre vie: glicogenosintesi glicolisi via dei pentosi Fattori di controllo: ormonali: Insulina, glucagone, adrenalina metabolici: modifica ATP/AMP neuronali: Ca++ 22/09/2018

39 Cosa fa? muscoli Creatina Monoidrato
Aumenta i depositi intracellulari di creatina fosfato Aumenta la capacità anaerobica Diminuisce l’accumulo di acido lattico Ritarda l’insorgenza della fatica muscolare Aumenta la ritenzione di acqua nei muscoli Cosa non fa: Rendere più forti e veloci Aumentare la massa Diminuire la % di grassi 22/09/2018 muscoli

40 Note riassuntive sul muscolo scheletrico
Il m.s. funziona sia in anaerobiosi che aerobiosi Contiene mioglobima come riserva di ossigeno Contiene differenti tipi di fibre I principali costituenti sono: actina, miosina,tropomiosina e troponina L’insulina fa aumentare l’assorbimento di glucosio Il glucosio viene immagazzinato come glicogeno (carico di glicogeno negli atleti) L’adrenalina stimola la liberazione di glicogeno Manca delle glucosio-6-P-fosfatasi 22/09/2018

41 Utilizza anche corpi chetonici
Contiene fosfocreatina che agisce come deposito di E per le esigenze a breve termine Gli acidi grassi sono la principale fonte di E nell’esercizio prolungato e digiuno Utilizza anche corpi chetonici E’ il principale sito del metabolismo degli aa. a lunga catena (utilizzati anche come fonte di E) Nel digiuno prolungato aumenta la proteolisi I principali aa che escono dal muscolo sono alanina e glutammina 22/09/2018