6S - Apparato Locomotore

APPARATO LOCOMOTOREUnita contrattile

Il tessuto muscolareIl tessuto muscolare scheletrico formato da cellule che sono eccitabili e contrattili. Eccitabilit la capacit di rispondere a stimoli di natura chimica ed elettrica. Contrattilit la caratteristica di accorciarsi in risposta ad uno stimolo.

Ciascun muscolo costituito dallinsieme di pi cellule muscolari chiamate fibre. Ciascuna fibra rivestita da uno strato di membrana connettivale chiamata endomisio. Pi fibre sono raggruppate e circondate da una membrana chiamata perimisio. Pi fasci di fibre sono a loro volta avvolti dall epimisio. I muscoli si inseriscono sulle ossa tramite i tendini; la loro contrazione consente il movimento di parti scheletriche rispetto ad altre.

Tutti i muscoli scheletrici sono costituiti da tessuto muscolare striato. Esso chiamato anche muscolo striato volontario in quanto, a differenza del tessuto muscolare liscio e del muscolo cardiaco, la sua attivit regolata da strutture nervose attivate volontariamente.

Muscoli scheletrici

Ultrastruttura delle fibre muscolariCiascuna fibra muscolare una cellula plurinucleata avvolta da una membrana cellulare. Il citoplasma di ogni fibra ricco di miofibrille che corrono per tutta la sua lunghezza. Ogni miofibrilla costituita da proteine contrattili, disposte in modo ordinato, ed rivestita dal reticolo sarcoplasmatico che funge da deposito di Ca2+, indispensabile per la contrazione muscolare. La miofibrilla organizzata in unit, chiamate sarcomeri, che si ripetono per tutta la sua lunghezza. Il sarcomero delimitato a ciascuna estremit da una banda Z.Striation Pattern a) A Band - composed of thick and overlapping thin filaments. b) I Band - composed of thin filaments. c) Z Line - connects adjacent sarcomeres and anchors thin filaments. Ogni sarcomero costituito da filamenti sottili e filamenti spessi interdigitantisi, rispettivamente costituti da filamenti di actina e di miosina.

Meccanismo della contrazione muscolareModello dello scorrimento dei filamenti La contrazione muscolare dovuta al movimento dei filamenti sottili di actina (in verde) rispetto ai filamenti spessi di miosina (viola). La contrazione determina lo sviluppo di forza e laccorciamento del muscolo.Essa avviene a seguito dellincremento della concentrazione di Ca2+ nella fibra muscolare.

Laccorciamento dovuto alla sovrapposizione dei filamenti spessi e sottili, che per non modificano la propria lunghezza.

actin filamentmyosin filamentactin monomermyosin monomermyosin headmyosin stalkregulatory proteins

Meccanismi molecolari alla base della contrazione muscolareLa contrazione dovuta alla interazione ciclica delle teste di miosina che, in presenza di ATP, si legano al filamento di actina generando forza e determinando il suo scorrimento verso il centro del sarcomero.Il ciclo di aggancio, sgancio e riaggancio muove i due filamenti come una ruota dentata luno sullaltro.L assenza di ATP rende impossibile il distacco dei cross-bridges, determinando la condizione di rigor. Resting State Muscle contractionCross-bridges formation

Power Stroke (translation)Release CrossbidgesRecock myosin headsCycle (bind-rotate-release-recock) repeats itself aslong as ATP is available and the binding sites remainexposedRelaxation occours when Ca2+ is pumped back into sarcoplasmic reticulum

Cosa succede in assenza di ATP.La contrazione dei sarcomeri dipende dalla presenza di ATP prodotto a seguito della degradazione del glucosio durante la respirazione cellulare (C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP). Lidrolisi della molecola di ATP da parte della testa della miosina fornisce lenergia per il ciclo dei cross-bridges.In assenza di ATP la molecola di miosina non in grado di sganciarsi dal filamento di actina; questa condizione nota come rigor. La condizione di rigor subentra dopo la morte di un individuo a seguito del fermarsi dei processi metabolici cellulari.