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.

muscolo

Fibrocellulemuscolari

Ciascuna fibra muscolare e’ innervata da un motoneurone (placca

neuromuscolare)

assone placcamotrice

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.

5. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico

Ruolo del Ca2+ nella contrazione

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

testa

tropomiosina

miosina

troponina

sito dilegame

actina

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

Ca2+2) Legame della testa della miosina all’actina

Rilascio di ADP e Pi

3) Scorrimento dei filamenti di miosina e actina

ATP

Legame di ATP

4) Distacco della testa della miosina dall’actina

Idrolisi dell’ATP

5) La testa della miosina ritorna al suo orientamento originale

Ciclo della contrazione

1) A riposo: miosina distaccata dall’actina (ADP+ Pi)

2) Rilascio di Ca2+ → la miosina si lega all’actina

3) Rilascio di ADP+Pi : la liberazione di gruppi Pi provoca modifica conformazione della miosina → scorrimento dei filamenti

4) Legame di ATP → distacco della miosina

5) Idrolisi dell’ATP → la testa della miosina ritorna al suo orientamento originale

• 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

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.