Le basi strutturali della contrazione muscolare. muscolo costituito da:costituito da: –cellule...

Le basi strutturali Le basi strutturali della contrazione della contrazione muscolaremuscolare

muscolomuscolo

• costituito da:costituito da:– cellule muscolaricellule muscolari,,

responsabili della contrazioneresponsabili della contrazione

– involucri connettivali che nutrono involucri connettivali che nutrono il muscolo e lo ancorano al il muscolo e lo ancorano al sistema scheletricosistema scheletrico

• ne esistono 3 tipi:ne esistono 3 tipi:– scheletricoscheletrico

– cardiacocardiaco

– liscioliscio

muscolo scheletrico: funzionimuscolo scheletrico: funzioni

• movimenti volontari delle diverse movimenti volontari delle diverse parti dello scheletroparti dello scheletro

• mantenimento della posturamantenimento della postura• contenzione e protezione degli contenzione e protezione degli

organi interniorgani interni• controllo degli orifizicontrollo degli orifizi• mantenimento della temperatura mantenimento della temperatura

corporeacorporea

osservazione del muscolo osservazione del muscolo scheletricoscheletrico

• dall’aspetto morfologico dall’aspetto morfologico macroscopico…macroscopico…

• ……alla struttura microscopica…alla struttura microscopica…

• ……all’ultrastrutturaall’ultrastruttura

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinaleFibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale

queste ce

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)l’immagine non è molto suggestiva(per il momento);proviamo invece ad osservare una sezione trasversale

l’immagine non è molto suggestiva(per il momento);proviamo invece ad osservare una sezione trasversale

sezione sezione trasversale trasversale di muscolo di muscolo scheletricoscheletrico

muscolo scheletrico in sezione muscolo scheletrico in sezione trasversaletrasversale

fascettofascettomuscolaremuscolarefascettofascetto

muscolaremuscolare

supporto supporto connettivale connettivale (perimisio)(perimisio)

supporto supporto connettivale connettivale (perimisio)(perimisio)

muscolo scheletrico in sezione muscolo scheletrico in sezione trasversaletrasversalecellula cellula

muscolare muscolare scheletricascheletrica

cellula cellula muscolare muscolare scheletricascheletrica

ogni cellula presenta molti nuclei, ogni cellula presenta molti nuclei, disposti eccentricamente,disposti eccentricamente,in prossimità della membrana in prossimità della membrana plasmatica (detta plasmatica (detta sarcolemmasarcolemma))

ogni cellula presenta molti nuclei, ogni cellula presenta molti nuclei, disposti eccentricamente,disposti eccentricamente,in prossimità della membrana in prossimità della membrana plasmatica (detta plasmatica (detta sarcolemmasarcolemma))

fibra muscolare scheletrica

• è un sincizio polinucleatoè un sincizio polinucleato(massa citoplasmatica dotata di (massa citoplasmatica dotata di numerosi nuclei che deriva dalla numerosi nuclei che deriva dalla fusione, durante lo sviluppo, di fusione, durante lo sviluppo, di cellule progenitrici mononucleate)cellule progenitrici mononucleate)

• è una cellula di dimensioni è una cellula di dimensioni notevolissimenotevolissime– diametro 50-60 µmdiametro 50-60 µm– lunghezza anche fino a 10 cmlunghezza anche fino a 10 cm

sezi

one t

rasv

ers

ale

di

sezi

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fibre

musc

ola

ri s

chele

tric

he

fibre

musc

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perimisio

fibra

nucleinuclei

il citoplasma della cellula è il citoplasma della cellula è apparentemente apparentemente omogeneo, privo di omogeneo, privo di caratteristiche caratteristiche “interessanti”…“interessanti”…la microscopia ottica non è la microscopia ottica non è sufficiente a svelare il sufficiente a svelare il “segreto” del muscolo“segreto” del muscolo

il citoplasma della cellula è il citoplasma della cellula è apparentemente apparentemente omogeneo, privo di omogeneo, privo di caratteristiche caratteristiche “interessanti”…“interessanti”…la microscopia ottica non è la microscopia ottica non è sufficiente a svelare il sufficiente a svelare il “segreto” del muscolo“segreto” del muscolo

organizzazione generale del muscoloorganizzazione generale del muscolo

muscoloFascetto muscolare

Fibra (cellula) muscolare

riassumendo…

MuscoloMuscolo, fasci, fasci e fi e fibrebre muscolari muscolarie rispettivi involucri connettivalie rispettivi involucri connettivali

muscolofasciofibra

perimisioperimisio

endomisioendomisio

epimisioepimisio

involucri connettivaliinvolucri connettivali

• dall’esterno all’interno:dall’esterno all’interno:– l’l’epimisioepimisio avvolge l’intero muscolo avvolge l’intero muscolo– il il perimisioperimisio avvolge un fascio di fibre avvolge un fascio di fibre

all’interno del muscoloall’interno del muscolo– l’l’endomisioendomisio avvolge una singola fibra avvolge una singola fibra

muscolaremuscolare

• le fibre collagene dei diversi involucri si le fibre collagene dei diversi involucri si fondono le une nelle altre e all’estremitfondono le une nelle altre e all’estremitàà del muscolo formano il del muscolo formano il tendinetendine

perché il muscolo scheletrico è perché il muscolo scheletrico è anche detto “striato”?anche detto “striato”?

Fibre muscolari scheletriche in sezione longitudinaleFibre muscolari scheletriche in sezione longitudinale

Sono visibili diversi nuclei ed è appena percepibile la caratteristica striatura trasversale del muscolo scheletrico

La striatura trasversale delle fibre La striatura trasversale delle fibre scheletrichescheletriche

asse lo

ngitudinale d

ella fi

bra

asse lo

ngitudinale d

ella fi

bra

stria

tura

tras

vers

ale

cos’è la striatura trasversale?cos’è la striatura trasversale?

• per comprenderlo, è necessario studiare l’ultrastruttura della fibra muscolare…

striato TEMstriato TEM

ZZ

II

AA

al microscopio elettronico al microscopio elettronico la striatura si rivela la striatura si rivela piuttosto articolatapiuttosto articolata

al microscopio elettronico al microscopio elettronico la striatura si rivela la striatura si rivela piuttosto articolatapiuttosto articolata

nucleonucleo

miofibrillemiofibrille

…miofibrilla……miofibrilla…

riassumendoriassumendo… fibre muscolari e miofibrille… fibre muscolari e miofibrille

ciascuna fibra muscolare scheletrica…ciascuna fibra muscolare scheletrica…

…contiene numerosissime miofibrille

…contiene numerosissime miofibrille

fibra muscolare fibra muscolare e miofibrillee miofibrillenucleonucleo

miofibrillemiofibrille

ciascuna miofibrilla ciascuna miofibrilla presenta il pattern di presenta il pattern di striatura trasversalestriatura trasversale

ciascuna miofibrilla ciascuna miofibrilla presenta il pattern di presenta il pattern di striatura trasversalestriatura trasversale

fibre e miofibrillefibre e miofibrilleciascuna componente della ciascuna componente della bandeggiatura è definita bandeggiatura è definita convenzionalmente con convenzionalmente con una letterauna lettera

ciascuna componente della ciascuna componente della bandeggiatura è definita bandeggiatura è definita convenzionalmente con convenzionalmente con una letterauna lettera

la porzione di miofibrilla compresa fra due linee Z si definisce sarcomero

la porzione di miofibrilla compresa fra due linee Z si definisce sarcomero

miofibrille e miofilamentimiofibrille e miofilamenti

1-2 µm1-2 µmsarcomerosarcomero

le miofibrille sono a loro le miofibrille sono a loro volta costituite da fasci di volta costituite da fasci di filamenti di natura filamenti di natura proteica, detti proteica, detti miofilamentimiofilamenti

le miofibrille sono a loro le miofibrille sono a loro volta costituite da fasci di volta costituite da fasci di filamenti di natura filamenti di natura proteica, detti proteica, detti miofilamentimiofilamenti

sarcomerosarcomero banda Abanda A

banda Ibanda I banda Ibanda I

linea Zlinea Z linea Mlinea M linea Zlinea Z

banda Hbanda H

sarcomero e miofilamentisarcomero e miofilamenti

esistono due tipi esistono due tipi di miofilamenti:di miofilamenti:

- spessispessi- sottilisottili

esistono due tipi esistono due tipi di miofilamenti:di miofilamenti:

- spessispessi- sottilisottili

schema strutturale del sarcomeroschema strutturale del sarcomero

linea Zlinea Z linea Mlinea M linea Zlinea Z

banda Ibanda I banda Ibanda Ibanda Abanda A

componenti strutturali del sarcomerocomponenti strutturali del sarcomero

filamenti spessi: miosinafilamenti sottili:

actina

banda Ibanda I banda Ibanda Ibanda Abanda A

miosinamiosina actinaactinaMM ZZ

actina e actina e miosinamiosina

coda della miosina:doppia elica proteica

testa della miosina:proteina globulare

allineamento e sovrapposizioneallineamento e sovrapposizionefra actina e miosinafra actina e miosina

interazione fra filamenti spessi e sottiliinterazione fra filamenti spessi e sottili

nel citoplasma, nello spazio nel citoplasma, nello spazio fra una miofibrilla e l’altra…fra una miofibrilla e l’altra…nel citoplasma, nello spazio nel citoplasma, nello spazio fra una miofibrilla e l’altra…fra una miofibrilla e l’altra…

reticolo sarcoplasmatico tubuli T granuli di glicogeno mitocondri

reticolo sarcoplasmatico tubuli T granuli di glicogeno mitocondri

reticoloreticolosarcoplasmaticosarcoplasmatico

tubulo Ttubulo T

spaccato di fibra muscolare scheletricaspaccato di fibra muscolare scheletrica

Placca neuromuscolarePlacca neuromuscolare

Muscolo striato cardiacoMuscolo striato cardiaco

• elementi cellulari pielementi cellulari più piccoli e ù piccoli e mononucleati (non sincizi)mononucleati (non sincizi)

• Le cellule sono unite le une alle altre Le cellule sono unite le une alle altre attraverso i attraverso i dischi intercalaridischi intercalari

• Le cellule spesso si biforcano, Le cellule spesso si biforcano, creando una rete tridimensionalecreando una rete tridimensionale

• Le proteine contrattili sono allineate Le proteine contrattili sono allineate in modo regolare, creando in modo regolare, creando sarcomeri simili a quelli del muscolo sarcomeri simili a quelli del muscolo scheletricoscheletrico

• La contrazione del muscolo cardiaco La contrazione del muscolo cardiaco NON è sotto il controllo della volontàNON è sotto il controllo della volontà

muscolo cardiaco in sezione muscolo cardiaco in sezione trasversaletrasversale

fibre muscolari cardiachefibre muscolari cardiache in sezione trasversalein sezione trasversale

fibre muscolari cardiachefibre muscolari cardiache in sezione trasversalein sezione trasversale

muscolo cardiaco in sezione longitudinalemuscolo cardiaco in sezione longitudinale

come nel muscolo come nel muscolo scheletrico, è possibile scheletrico, è possibile osservare la striatura osservare la striatura trasversale.trasversale.

come nel muscolo come nel muscolo scheletrico, è possibile scheletrico, è possibile osservare la striatura osservare la striatura trasversale.trasversale.

cellule adiacenti sono cellule adiacenti sono saldamente ancorate saldamente ancorate fra loro a livello del fra loro a livello del disco intercalaredisco intercalare

cellule adiacenti sono cellule adiacenti sono saldamente ancorate saldamente ancorate fra loro a livello del fra loro a livello del disco intercalaredisco intercalare

asse asse longitudinale longitudinale delle celluledelle cellule

cellula muscolare cardiaca (TEM)cellula muscolare cardiaca (TEM)

la striatura è dovuta alla la striatura è dovuta alla presenza di sarcomeri presenza di sarcomeri regolarmente allineatiregolarmente allineati

la striatura è dovuta alla la striatura è dovuta alla presenza di sarcomeri presenza di sarcomeri regolarmente allineatiregolarmente allineati

mitocondri più mitocondri più numerosi che nel numerosi che nel muscolo scheletricomuscolo scheletrico

mitocondri più mitocondri più numerosi che nel numerosi che nel muscolo scheletricomuscolo scheletrico

disco intercalare…disco intercalare…disco intercalare…disco intercalare…

ult

rast

rutt

ura

del

ult

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rutt

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dis

co inte

rcala

redis

co inte

rcala

re

desmosomi

gap junction

giunzioni aderenti

schema di schema di tessuto tessuto

muscolare muscolare cardiacocardiaco

Muscolo liscioMuscolo liscio

• cellule fusiformi, mononucleatecellule fusiformi, mononucleate• prive di striatura trasversaleprive di striatura trasversale

(le proteine contrattili non sono (le proteine contrattili non sono allineate come nella fibra allineate come nella fibra muscolare scheletrica e cardiaca)muscolare scheletrica e cardiaca)

• il controllo della contrazione è il controllo della contrazione è indipendente dalla volontàindipendente dalla volontà

schema di cellula schema di cellula muscolare lisciamuscolare liscia

Sezione di muscolo liscioSezione di muscolo liscio

Sezione di Sezione di muscolo lisciomuscolo liscio

ultrastruttura di ultrastruttura di cellule muscolari liscecellule muscolari lisce