Le fibre muscolari si formano attraverso la fusione di cellule mesodermiche dette mioblasti. Ogni cellula porta con sé il proprio nucleo e si viene quindi a formare una cellula multinucleata. Sono le miofibrille che conferiscono al tessuto muscolare scheletrico una striatura, più in particolare i sarcomeri.
Struttura del Sarcomero
Il sarcomero è l'unità strutturale e funzionale della miofibrilla, vale a dire la più piccola unità del muscolo in grado di contrarsi. All'interno della singola miofibrilla i vari sarcomeri si susseguono uno dopo l'altro, come a formare un'alta pila di cilindri. Ogni miofibrilla è formata da due tipi filamenti: quelli sottili di ACTINA, e quelli spessi di MIOSINA. Sono presenti anche altre proteine CONNETTINA e TITINA che creano una connessione tra i due filamenti. Questi filamenti hanno una disposizione ben precisa e vanno a formare il sarcomero, ossia l'unità anatomo funzionale della fibra muscolare scheletrica (anatomo perché è la struttura che caratterizza questo tessuto e funzionale perché è la sede della contrazione muscolare). Nel sarcomero si alternano bande chiare (banda I) e bande scure (banda A), quest'ultime sono date dalla sovrapposizione dei filamenti.
Nel muscolo, inoltre, le fibre sono disposte parallelamente, in modo tale che i rispettivi sarcomeri risultino allineati. In altre parole, accanto ad una linea Z di una miofibrilla vi è sempre una linea Z della miofibrilla adiacente; questa simmetria fa sì che nel suo insieme, tutta la fibra muscolare appaia striata trasversalmente.
Al centro di ciascun sarcomero è presente circa un migliaio di filamenti spessi, costituiti da miosina. Il fascio di filamenti sottili, costituiti dall'actina, si trova ai poli del sarcomero e costituisce le due mezze bande I, che arrivano sino ai dischi Z.
Filamenti di Miosina
La miosina forma una freccia a due punte: due serie di teste rivolte in direzioni opposte rispetto alla regione centrale e inoltre sporgono in diverse direzioni. MIOSINA: è formata da due catene pesanti avvolte a elica (coda) e da delle estremità globulari (testa), nelle teste troviamo due coppie di catene leggere. Due catene proteiche leggere sono associate alle catene pesanti di ogni testa. All'interno dei filamenti spessi, le varie isoforme della miosina si organizzano in modo tale da esporre le loro teste all'estremità, mentre le code si raggruppano, a mo di fascio, nella regione centrale. La porzione globulare viene anche definita meromiosina pesante, mentre quella terminale è nota come meromiosina leggera.
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Filamenti di Actina
L'actina, che costituisce i filamenti sottili del sarcomero, è una proteina globulare, di forma simile ad una sfera (G-actina). Molte di queste molecole si associano tra loro per comporre lunghi e sottili granuli (detti F-actina). Due di queste catene si avvolgono eleicodalmente l'una sull'altra, come due collane di perle, dando origine al filamento sottile. Ogni molecola di G-actina contiene un sito di legame per la testa della miosina, che, in condizioni di riposo, si trova di fatto bloccato da due proteine. filamenti sottili di actina, i quali fungono da "fune".
Meccanismo di Contrazione Muscolare
In condizioni di riposo l'actina e la miosina non sono a contatto. La tropomiosina occupa infatti il sito attivo dell'actina in modo da nonmiosina di eseguire un movimento di tipo "stroke" che sposta il filamento di actina rispetto alla miosina stessa. Durante questo movimento, l'ADP e il Pi vengono rilasciati dalla testa della miosina, che torna così nella sua conformazione iniziale a 45° rispetto al filamento di actina. Questo processo si ripete ciclicamente, permettendo alla miosina di interagire con l'actina e generare la contrazione muscolare.testa di ritornare nella configurazione a 45°. Come accennato, la formazione dei ponti trasversali dipende dall'aumento dell'attività del calcio interno alla fibra. Fondamentale risulta anche la presenza nella testa della miosina di una tasca deputata al legame con l'ATP, nonché di un enzima (ATPasi) in grado di scinderla in ADP e fosfato inorganico, liberando energia.
I filamenti sottili della banda I, dalla linea Z, si dirigono verso il centro del sarcomero inframezzandosi ai filamenti spessi della banda A. La banda H è attraversata dalla linea M costituita da ponti proteici che uniscono i filamenti spessi. Durante la contrazione vi è quindi l'accorciamento del sarcomero. In particolare vi è una riduzione della banda I e della banda H. mentre la lunghezza dei filamenti e della banda A rimane invariata si ha una riduzione della banda I e della banda H. La generalizzazione del fenomeno determina l'accorciamento di miofibrille, delle fibre muscolari, dei fascicoli e dell'intero muscolo. E' interessante notare come ciascun sarcomero possa accorciarsi al massimo fino al 50% della sua lunghezza a riposo.
LA TENSIONE SVILUPPATA DA UNA FIBRA MUSCOLARE E' DIRETTAMENTE PROPORZIONALE AL NUMERO DI PONTI TRASVERSALI CHE SI FORMANO TRA FILAMENTI SPESSI E SOTTILI.
Durante la contrazione muscolare i ponti actomiosinici sono continuamente formati e sciolti, a patto che sia disponibile una sufficiente quantità di ioni calcio e di ATP.
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L'immagine mostra la tensione generata da un muscolo in base alla sua lunghezza prima dell'inizio dell'esercizio/contrazione muscolare.
Reticolo Sarcoplasmatico e Tubuli T
Il reticolo sarcoplasmatico avvolge ogni singola miofibrilla. Come anticipato, le miofibrille sono circondate dal reticolo sarcoplasmatico, un sistema complesso di vescicole e tubuli che dà origine al sistema sarcotubulare. Il sistema dei Tubuli T è strettamente associato al reticolo sarcoplasmatico ed è in continuità con la membrana di superficie della fibra muscolare. I tubuli T permettono ai potenziali d'azione che si originano sulla superficie cellulare alivello della giunzione neuromuscolare di passare velocemente all'interno della fibra. Senza tubuli T, il potenziale d'azione potrebbe raggiungere il centro della fibra solo per diffusione di cariche positive nel citosol, ma questo è un processo più lento che ritarderebbe il tempo di risposta della fibra muscolare.
Innervazione e Contrazione Muscolare
Il sistema scheletrico si contrae grazie a uno stimolo del sistema nervoso. Il motoneurone libera una sostanza chimica cioè un neurotrasmettitore che è l'acetilcolina. L'acetilcolina si lega ai recettori della membrana della fibra muscolare (presenti quindi sul sarcolemma), e questi permettono l'apertura di canali ionici. L'ingresso di ioni sodio (cariche positive) genera un potenziale d'azione. Questo potenziale d'azione si propaga all'interno della fibra muscolare tramite i tubuli T. Il potenziale d'azione nei tubuli T attiva i recettori diidropiridina, i quali aprono i canali degli ioni calcio nella membrana del reticolo sarcoplasmatico.
Tessuto Muscolare Cardiaco
Questo tessuto muscolare è presente solo nel cuore. Le cellule di questo tessuto sono mononucleate (hanno un solo nucleo in posizione centrale) e hanno una forma abbastanza rettangolare. Come le fibre muscolari scheletriche, anche quelle cardiache contengono il reticolo sarcoplasmatico, i tubuli T, le miofibrille, il sarcolemma e il sarcomero. Infatti, anche il tessuto muscolare cardiaco è un tessuto che presenta delle striature. Diversamente dalle altre, la fibra muscolare del tessuto cardiaco è ramificata e forma delle giunzioni con le fibre adiacenti.
Tessuto Muscolare Liscio
La contrazione delle cellule muscolari lisce ècellula, permettendo la contrazione del muscolo liscio. La contrazione del muscolo liscio avviene grazie all'interazione tra la miosina e l'actina, che scorrono l'una sull'altra. Durante la contrazione, i filamenti di miosina si accorciano e si allargano, causando la riduzione della lunghezza della fibra muscolare. I filamenti sottili possiedono F-actina e sono ancorati ai corpi densi. I filamenti spessi di miosina sono presenti in numero minore che nel tessuto muscolare scheletrico. Nel muscolo liscio multi-unitario le cellule non sono connesse elettricamente quindi ogni cellula deve essere stimolata in modo indipendente. Questo consente un controllo fine e contrazioni graduate, visto che rende possibile l'attivazione selettiva di singoleserie di pompe ioniche che trasportano il calcio fuori dalla cellula.
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Nel muscolo liscio, la contrazione può essere innescata da diversi stimoli, come segnali nervosi, ormoni o cambiamenti nel pH. La contrazione del muscolo liscio è regolata da una serie di proteine, tra cui la miosina e l'actina. Quando il calcio si lega alla calmodulina, si attiva la chinasi della miosina, che a sua volta attiva la miosina. Una volta che il muscolo liscio si contrae, il calcio viene rimosso dal citoplasma attraverso pompe ioniche.
In conclusione, il muscolo liscio è un tipo di muscolo che si trova in diverse parti del corpo e che si contrae in modo diverso rispetto al muscolo scheletrico. La sua contrazione è regolata dal calcio e da una serie di proteine, e può essere innescata da diversi stimoli.cellulare attraverso canali ionici attivati da segnali esterni, come ormoni o neurotrasmettitori.
La calmodulina nel m. liscio si lega al calcio e attiva la chinasi della miosina, mentre nel m. La miosina fosfatasi nel m. liscio rimuove il fosfato dalla miosina, diminuendo la sua attività ATPasica e causando una riduzione della tensione muscolare.
In entrambi i tipi di muscolo, il calcio è fondamentale per l'inizio della contrazione, ma i meccanismi molecolari che regolano questo processo sono diversi. Nel m. liscio, il calcio entra nella cellula da fonti esterne, mentre nel m.
Tessuto Connettivo: Supporto e Funzioni
Il tessuto connettivo è uno dei quattro principali tessuti del corpo umano e, come suggerito dal nome, “connette” e sostiene organi, muscoli, articolazioni, pelle e vasi sanguigni, contribuendo a importanti funzioni biologiche. Tuttavia, nonostante la sua importanza, viene spesso sottovalutato, poiché i danni o le alterazioni che subisce, come l'infiammazione o la degenerazione, spesso si manifestano lentamente.
Nell’organismo possiamo classificare diversi tipi di tessuto connettivo, poiché, pur presentando caratteristiche strutturali comuni, ognuno ha elementi distintivi a seconda della funzione che svolge. Tessuto connettivo lasso (o areolare), dove la matrice extracellulare è la componente più significativa con ampi spazi tra le fibre. Il tessuto connettivo specializzato include il tessuto adiposo, cartilagineo, osseo e due tessuti connettivi fluidi, sanguigno e linfatico.
Altri componenti importanti includono integrine, fattori di crescita (GF) e un gruppo di metalloproteinasi della matrice (MMP), responsabili del continuo rimodellamento della matrice extracellulare. Tra matrice extracellulare e cellule c’è una relazione reciproca bidirezionale, dove le cellule rimodellano la matrice extracellulare e la matrice extracellulare a sua volta trasmette segnali per influenzare le caratteristiche e le attività cellulari. La matrice extracellulare, infatti, oltre ad essere responsabile del mantenimento in sede di tutte le cellule nell’organismo, regola alcuni comportamenti cellulari vitali, come adesione, migrazione, proliferazione e differenziazione.
Le patologie legate al tessuto connettivo possono colpire tutte le parti del corpo, comportando risposte infiammatorie a livello di articolazioni, tendini, legamenti, pelle, cornea, cartilagine, ossa, muscoli e vasi sanguigni. I sintomi che ne conseguono includono generalmente dolore, gonfiore, rossore e calore, sebbene non sempre si manifestano. Le patologie legate al deterioramento del tessuto connettivo possono avere fattori scatenanti fisiologici, come l’invecchiamento, oppure ambientali, come la dieta, lo stile di vita ed altri fattori di rischio.
La compromissione strutturale del tessuto connettivo si associa più frequentemente a rotture dei tendini, tendiniti, fratture ossee e lesioni cartilaginee.
Esempi di patologie:
- Lupus eritematoso sistemico
- Artrite reumatoide
- Miosite
- Sindrome di Sjogren
Importanza della Dieta e dell'Esercizio Fisico
Dieta equilibrata ed esercizio fisico regolare sono essenziali per mantenere in buona salute il tessuto connettivo e la matrice extracellulare. Questo vale sia per i soggetti a rischio che non. Sul fronte della dieta, è necessario includere nella propria alimentazione tutti i nutrienti per il corretto sostegno e del tessuto connettivo, oltre che ad azione antiossidante e antinfiammatoria. Le proteine sono alla base della formazione del collagene. Ad essi è bene associare alimenti ricchi di vitamina C, come agrumi, kiwi, peperoni e verdure a foglia verde. La vitamina C infatti è un cofattore enzimatico essenziale per la sintesi e stabilizzazione del collagene. Infine, è bene assicurarsi nella dieta alimenti ad alto contenuto di acidi grassi omega-3, presenti in alte concentrazioni nel pesce azzurro e nei semi di lino e noci.
Le malattie autoimmuni e croniche del tessuto connettivo hanno effetti degenerativi sull’apparato locomotore, compromettendo la capacità dei pazienti di praticare esercizio fisico.
Tornando alla dieta moderna, si consideri che molti alimenti tradizionali, come il brodo di ossa e la gelatina, ricchi di collagene e di altri nutrienti essenziali per i tessuti connettivi, non sono più comunemente consumati, sia per motivi di reperibilità di prodotti di qualità che per motivi etici.
Nutrienti importanti per il tessuto connettivo:
- Vitamina C
- Bioflavonoidi
- Nutraceutici fenolici dotati sia di capacità antiossidante che di caratteristiche modulatorie
- Glicina, lisina e prolina
- Collagene marino idrolizzato di tipo I
- Glicosaminoglicani
- Rame
Spesso l’importanza di un adeguato sostegno al tessuto connettivo emerge con l’avanzare dell’età o con la diagnosi di malattie degenerative ormai conclamate. Un tessuto connettivo sano è invece fondamentale per mantenere l’integrità e l’efficienza funzionale di tutto l’organismo.
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