LA FIBRA MUSCOLARE e il meccanismo della contrazione

Presentazione sul tema: "LA FIBRA MUSCOLARE e il meccanismo della contrazione"— Transcript della presentazione:

1 LA FIBRA MUSCOLARE e il meccanismo della contrazione
MODULO: Studio del corpo umano SILSIS - VIII ciclo Paola Morandi

2 MOMENTO DEL PERCORSO FORMATIVO
CLASSE 2° I.T.C.S. con indirizzo biologico 1° anno 2° anno Chimica/SN Laboratorio 4 2 MOMENTO DEL PERCORSO FORMATIVO introduzione al corpo umano - definizione di tessuto - organizzazione gerarchica: cellula, tessuto, organo, apparato - principali tipi di tessuto studio del corpo umano (integrazione e controllo delle attività corporee) - sistema endocrino - sistema nervoso e trasmissione dell’impulso - organi di senso - organi effettori ossa e… struttura del muscolo scheletrico meccanismo della contrazione regolazione della contrazione giunzione neuromuscolare …muscoli

3 DURATA E SCANSIONE TEMPORALE
2(3) ore di lezione frontale e 1 ora di laboratorio, così ripartite: (1 ora)§ recupero prerequisiti tre tipi di tessuto muscolare (ricapitolazione) 1 ora - caratteristiche della fibra muscolare le proteine contrattili organizzazione dei miofilamenti: il sarcomero (1) organizzazione dei miofilamenti: il sarcomero (2) meccanismo della contrazione e (in breve) sua regolazione esperienza di laboratorio (compresa spiegazione iniziale) NB Non si è prevista una verifica specifica su questo argomento § Se necessario, in base al livello della classe

4 PREREQUISITI Proteine (monomero/polimero, globulare/filamentosa)
Interazione fra proteine (sito di legame, modificazione conformazionale) Nucleo, membrana plasmatica, reticolo endoplasmatico, mitocondrio Cellula specializzata/differenziata e tessuto Molecola di ATP Potenziale d’azione Microscopio ottico ed elettronico

5 OBIETTIVI DIDATTICI OBIETTIVI FORMATIVI
Principali caratteristiche della fibra muscolare Componenti strutturali del sarcomero: actina e miosina Modello di scorrimento dei miofilamenti Ruolo dell’ATP e del calcio nella contrazione Definizione di unità motoria OBIETTIVI FORMATIVI Dal macroscopico al microscopico: gli esseri viventi hanno un’organizzazione strutturale di tipo gerarchico Concetto di unità funzionale Flusso dell’energia (energia chimica  energia meccanica) Il metodo sperimentale: dall’osservazione alla comprensione dei fenomeni

6 MULTIDISCIPLINARIETÀ
STRUMENTI DIDATTICI libro di testo: “Invito alla biologia” di Curtis e Barnes, ed. Zanichelli lavagna: disegni della fibra muscolare e del sarcomero powerpoint: fotografie e disegni laboratorio MULTIDISCIPLINARIETÀ Educazione fisica coppie di muscoli antagonisti per produrre i movimenti ed assicurare la stazione eretta - fonti energetiche del muscolo e debito di ossigeno

7 IL TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO livelli di organizzazione
Tessuto muscolare scheletrico: insieme di fibre muscolari Fibra muscolare: cellula allungata che contiene le miofibrille Miofibrilla: insieme di filamenti proteici (miofilamenti) organizzati in unità ripetute, i sarcomeri Sarcomero: unità contrattile Per ricordare: muscolo - fibra muscolare - miofibrilla - sarcomero

8 LA FIBRA MUSCOLARE cellula specializzata
cilindrica, molto allungata polinucleata (sincizio) sarcolemma (potenziale d’azione) sarcoplasma (Ca2+, glicogeno mioglobina) Cellula normale nucleo membrana plasmatica reticolo endoplasmatico Sistema T: tubuli trasversali in continuità con il sarcolemma (potenziale d’azione) Nel sarcoplasma sono strettamente impacchettate le miofibrille

9 I MIOFILAMENTI ACTINA MIOSINA MIOFILAMENTO SOTTILE MIOFILAMENTO SPESSO
Troponina e tropomiosina: regolazione della contrazione assemblaggio assemblaggio MIOFILAMENTO SOTTILE MIOFILAMENTO SPESSO possiede siti di legame per la miosina siti di legame per actina e ATP

10 ORGANIZZAZIONE DEI MIOFILAMENTI: IL SARCOMERO
immagine al microscopio elettronico Filamento sottile (actina) 0.5 μm Linea M Filamento spesso (miosina) Banda A scura Banda I chiara Banda H dettagli, sezione trasversale Linea Z Le miofibrille sono disposte parallelamente all’asse maggiore della fibra muscolare ! …e con le bande A e I allineate a registro

11 LA CONTRAZIONE ?! Osservazione: durante la contrazione
sarcomero immagine al microscopio elettronico Filamento sottile (actina) Filamento spesso (miosina) Banda A scura Banda I chiara Linea Z ?! Osservazione: durante la contrazione le linee Z si avvicinano (il sarcomero si accorcia) la banda I diventa più piccola la banda A rimane costante  IL MODELLO DI SCORRIMENTO DEI FILAMENTI

12 LA CONTRAZIONE: MECCANISMO MOLECOLARE
…oppure figura del libro di testo

13 REGOLAZIONE DELLA CONTRAZIONE
Un impulso nervoso provoca il rilascio del calcio dal reticolo sarcoplasmatico Il calcio diffonde nel sarcoplasma e si lega alla troponina Il complesso troponina-tropomiosina libera i siti di legame per la miosina sull’actina (inizia la contrazione) § Quando cessa la stimolazione, il calcio viene risequestrato nel reticolo sarcoplasmatico (la fibra si rilassa) § figura del libro di testo UNITÀ MOTORIA Ogni fibra muscolare è innervata da un neurone motorio. Si definisce unità motoria l’insieme del neurone motorio e delle fibre da esso innervate.

14 LABORATORIO osservare la struttura del tessuto muscolare scheletrico
Figura: immagine al microscopio ottico di un campione di tessuto muscolare scheletrico NO ! NB : 1) ripasso reattivo del biureto 2) quantitativo vs qualitativo 3) lettura critica !!

15 SCHEDA DI LABORATORIO Studente: Data: Titolo dell’esperimento:
Colorazione con blu di metilene Che cosa colora il blu di metilene e perché? Perché il campione presenta delle striature? Colorazione con reattivo del biureto Che cosa colora il reattivo del biureto? Come si colora il campione dopo trattamento con il reattivo del biureto? Perché?

16 I muscoli artificiali Sveglia !! Perché studiare la scienza ?
La scienza in evoluzione Possibile intervento di un esperto di robotica/biomimetica Biomimetica: copiare quanto di più efficiente c’è nel mondo naturale per creare oggetti artificiali che siano più forti, più veloci e più agili di quelli oggi esistenti…ciò implica la comprensione dei principi fondamentali che stanno alla base del loro funzionamento e la loro successiva implementazione nei dispositivi robotici.