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Funzione plastica
I muscoli
danno forma
al corpo
Funzione posturale
Consentono il
mantenimento della
posizione del corpo
I muscoli determinano i movimenti propri degli organi interni
Muscoli involontarisotto il controllo del
Sistema nervoso autonomo
Muscoli scheletrici e pellicciai o mimici: si
inseriscono nelle ossa determinando i movimenti del
corpo
Muscoli viscerali: determinano i movimenti
necessari agli organi interni per svolgere la propria
funzione
Gli elementi
caratterizzanti la
cellula
muscolare e
fondamentali per
la contrazione
sono: le
miofibrille, la cui
unità funzionale
è il “sarcomero”,
e il “reticolo
sarcoplasmatico
”
Cellula muscolare striata2
Come già si è visto nella slide precedente, la miofibrilla è formata da una successione d i “sarcomeri” uniti dalle linee Z. Questa è l’immagine di un sarcomero sia come viene visto al microscopio elettronico sia come disegno della struttura
Il sarcomer
o 1
Nel sarcomero distinguiamo un “filamento sottile” che prende origine dalla linea Z e un “filamento spesso” nella zona centrale del sarcomero.
Il sarcomero 2
Filamento spessoFormato da una proteina:
la miosina
Mentre in fase di
rilassamento il
filamento spesso e
quello sottile si
sovrappongono solo
in minima parte
nella zona centrale
del sarcomero,
durante la
contrazione il
filamento spesso
arriva quasi a
toccare le due linee
Z e i due filamenti
sottili contrapposti
quasi si
congiungono al
centro.
La contrazione muscolare 1
Lo
scorrimento
del filamento
sottile su
quello spesso
avviene grazie
al legame
che si crea tra
la testa della
miosina e il
recettore
specifico
presente nella
molecola di
actina
La contrazione muscolare 2
Schema del
meccanismo che
permette lo
scorrimento del
filamento sottile
sul filamento
spesso
Teoria dello scorrimento
Perché si possa stabilire il
legame tra la testa della
miosina e la molecola di
actina è necessario che nel
liquido intracellulare
(sarcoplasma) siano
presenti:
ioni calcio (Ca++)
ATP (Adenosintrifosfato)
La contrazione muscolare 3
Perché avvenga la contrazione muscolari è necessario che nel liquido intracellulare siano presenti:
Ioni Calcio – a riposo sono immagazzinati nel reticolo sarcoplasmatico. La contrazione avviene quando al muscolo giunge l’impulso nervoso tramite la placca motrice (una particolare sinapsi neuro-motoria) che libera un mediatore chimico, l’acetilcolina, che determina la fuoriuscita degli ioni Calcio dal reticolo. Gli ioni Calcio, una volta nel liquido intracellulare si legano alla Troponina che, attivata, sposta la Tropomiosina sull’Actina scoprendo il sito per il legame con la Miosina.
ATP (Acido Adenosintrifosfato) – serve a stabilire il legame tra molecola di Actina e testa della Miosina. È la molecola che dà l’energia necessaria al movimento della testa della Miosina che trascina l’Actina – il filamento sottile - verso il centro del sarcomero, determinando l’accorciamento di quest’ultimo, della miofibrilla e quindi del muscolo.
Reticolo sarcoplasmatico
Quando i muscolo è a
rilassato, gli ioni
Calcio (Ca++) sono
contenuti nel reticolo
sarcoplasmatico, e
solo pochissimi sono
concentrati nel
liquido intracellulare
(sarcoplasma).
Quando il muscolo
deve contrarsi, gli
ioni Calcio vengono
liberati nel
sarcoplasma e , così,
possono legarsi alla
troponina scoprendo,
sull’actina, i siti per
il legame con la testa
della miosina
Tubulo a T
Filamento sottile
Filamento spesso
TriadeReticolo
sarcoplasmatico
Cisterna terminale
Sarcolemma
E’ la placca motrice
a determinare la
fuoriuscita degli
ioni Calcio dal
reticolo
sarcoplasmatico.
Essa è un
particolare tipo di
sinapsi che funge
da collegamento tra
l’assone di un
motoneurone e le
fibre muscolari.
Placca motrice
Sono il Sistema
Nervoso
Centrale e
quello
Periferico ad
“ordinare” la
fuoriuscita
degli ioni
Calcio dal
reticolo
sarcoplasmatic
o.
Placca motrice 1
La placca motrice, come
qualsiasi altra sinapsi,
utilizza, per la
trasmissione del
potenziale d’azione, un
mediatore chimico, in
questo caso
l’Acetilcolina.
L’acetilcolina determina
la reazione del
sarcolemma e quindi del
reticolo sarcoplasmatico
che libera gli ioni Calcio.
Quando l’enzima
acetilcolinesterasi scinde
la Colina dall’Acetato il
reticolo sarcoplasmatico
riassorbe gli ioni Calcio
e la contrazione ha
termine.
Placca motrice 2
Un motoneurone non
innerva mai una singola
fibra muscolare, ma ne
stimola simultaneamente
o alcune decine “piccole
unità motorie” o molte di
più fino alle migliaia
“grandi unità motorie”.
Le prime prevalgono nei
muscoli che usiamo nei
lavori di precisione (per
esempio muscoli della
mano o dell’occhio), le
seconde in quelli con cui
svolgiamo compiti
grossolani ma per i quali
è richiesta rapidamente
molta forza (per esempio
i muscoli delle gambe) .
Unità motorie
L'adenosintrifosfato o ATP è una molecola presente in tutti gli organismi viventi, per i quali rappresenta la principale forma di accumulo di energia immediatamente disponibile. Essa viene elaborata dai ribosomi.
È costituita da una molecola di adenina e una di ribosio (zucchero a 5 atomi di carbonio) a cui sono legati tre gruppi fosforici, mediante due legami ad alta energia. L'energia immagazzinata nell'ATP deriva dalla degradazione soprattutto dei carboidrati e dei lipidi, ma anche delle proteine.
L’ATP privato di uno dei suoi 3 radicali fosforici diventa ADP (adenosindifosfato).
L’energia viene liberata tramite la rottura del legame dell’ultimo gruppo fosfato. La molecola di ATP degrada nel la molecola di ADP (adenosina difosfato).
Poiché le scorte muscolari di ATP sono esigue l’organismo deve rigenerarlo, a partire dall’ADP, tramite processi metabolici che prendono il nome di Ricarica dell’ATP.
La ricarica dell’ATP avviene secondo tre meccanismi metabolici che si susseguono in modo ordinato dalle fasi iniziali dell’attività motoria. Sono:
1.Meccanismo anaerobico alattacido2.Meccanismo anaerobico lattacido3.Meccanismo aerobico Prendiamo come esempio tre gare di atletica
leggera: 100 m, 400 m e la maratona. Nei 100 m l’atleta utilizzerà solo il meccanismo anaerobico alattacido, nei 400 m. utilizzerà sia il meccanismo anaerobico alattacido che quello lattacido, nella maratona l’atleta utilizzerà tutti e tre i meccanismi.
E’ il meccanismo energetico in sforzi di massima intensità e permette di risintetizzare ATP partendo dall’ ADP prodotto.
E’ il sistema di ripristino energetico più semplice ed immediato e si basa sull’utilizzo della fosfocreatina (PC).
La rottura del legame fosforico del PC permette di rigenerare l’ATP secondo la seguente reazione:
PC + ADP = ATP + C
Le riserve di ATP e PC contribuiscono al rifornimento energetico durante i primi 8-10 sec. di esercizio.
Un ulteriore meccanismo di rigenerazione dell’ATP, in presenza di una grande quantità di ADP utilizza due molecole di ADP: una viene trasformata in ATP, l’altra in AMP (Adenosina Monoifosfato)
Questo meccanismo è un sistema di ripristino energetico che può fornire MOLTA POTENZA ma che ha una CAPACITA’ LIMITATA.
E’ un meccanismo che possiede ancora una elevata potenza ma anche una capacità notevolmente superiore rispetto al meccanismo anaerobico alattacido.
E’ il sistema che, in assenza di ossigeno, permette di sintetizzare l’ATP a partire dalla degradazione del glicogeno ed è chiamato anche GLICOLISI:
glicogeno glucosio ATP + Acido latticoIl meccanismo limitante della glicolisi è l’acido lattico (lattato), infatti il
lattato accumulato durante una esercitazione molto intensa provoca un’acidificazione del muscolo, inibendo il rilascio degli ioni calcio. L’altro effetto del lattato è quello di determinare un maggiore afflusso di sangue, quindi di ossigeno, nel muscolo permettendo il passaggio al successivo meccanismo di ricarica dell’ATP, quello aerobico.
Il lattato prodotto a livello muscolare deve essere metabolizzato o al termine dello sforzo, oppure nei momenti di minore intensità di lavoro, è questo che si intende con la frase “pagare il debito di ossigeno”. In presenza di ossigeno l’acido lattico si trasforma in acido piruvico.
Meccanismo aerobicoE’ un processo in cui la cellula degrada i glicidi e i lipidi in presenza
di ossigeno.Il meccanismo ossidativo, pur avendo una potenza bassa, ha
una capacità enorme e costituisce quindi la fonte primaria di energia durante gli sforzi di lunga durata.
La produzione per via ossidativa dell’ATP a partire dai glicidi consiste nei processi:
glicolisi: questo processo resta identico sia in presenza che in assenza di ossigeno, la presenza di O2 determina solo che il suo prodotto ultimo non sia l’acido lattico, ma l’ acido piruvico.
ciclo di Krebs: l’acetil-coenzima A entra nel ciclo dell’acido citrico (Krebs) dove una serie di reazioni chimiche ne permettono l’ossidazione completa. Alla fine del ciclo si avrà ATP e Anidride Carbonica che attraverso il sangue raggiungerà i polmoni dai quali verrà espulsa.
Per quanto riguarda i grassi, essi sono depositati sotto forma di trigliceridi nei muscoli. Il processo di produzione di ATP a partire dai grassi si chiama: Lipolisi.
