Le cellule muscolari sono specializzate per la contrazione. I muscoli consentono movimenti come camminare e facilitano anche i processi corporei come la respirazione e la digestione. Il corpo contiene tre tipi di tessuto muscolare: muscolo scheletrico, muscolo cardiaco e muscolo liscio (Figura 1).

Figura 1., Il corpo contiene tre tipi di tessuto muscolare: muscolo scheletrico, muscolo liscio e muscolo cardiaco, visualizzati qui utilizzando la microscopia ottica. Le cellule muscolari lisce sono corte, affusolate a ciascuna estremità e hanno un solo nucleo paffuto in ciascuna. Le cellule del muscolo cardiaco sono ramificate e striate, ma corte. Il citoplasma può diramarsi e hanno un nucleo al centro della cellula., (credit: modifying of work by NCI, NIH; scale-bar data from Matt Russell)

Il tessuto muscolare scheletrico forma muscoli scheletrici, che si attaccano alle ossa o alla pelle e controllano la locomozione e qualsiasi movimento che può essere controllato consapevolmente. Poiché può essere controllato dal pensiero, il muscolo scheletrico è anche chiamato muscolo volontario. I muscoli scheletrici sono lunghi e di forma cilindrica; se visti al microscopio, il tessuto muscolare scheletrico ha un aspetto striato o striato. Le striature sono causate dalla disposizione regolare delle proteine contrattili (actina e miosina)., L’actina è una proteina contrattile globulare che interagisce con la miosina per la contrazione muscolare. Il muscolo scheletrico ha anche più nuclei presenti in una singola cellula.

Il tessuto muscolare liscio si verifica nelle pareti degli organi cavi come l’intestino, lo stomaco e la vescica urinaria e intorno a passaggi come il tratto respiratorio e i vasi sanguigni. La muscolatura liscia non ha striature, non è sotto controllo volontario, ha un solo nucleo per cellula, è rastremata ad entrambe le estremità ed è chiamata muscolo involontario.,

Il tessuto muscolare cardiaco si trova solo nel cuore e le contrazioni cardiache pompano il sangue in tutto il corpo e mantengono la pressione sanguigna. Come il muscolo scheletrico, il muscolo cardiaco è striato, ma a differenza del muscolo scheletrico, il muscolo cardiaco non può essere controllato consapevolmente e viene chiamato muscolo involontario. Ha un nucleo per cellula, è ramificato e si distingue per la presenza di dischi intercalati.

Struttura della fibra muscolare scheletrica

Ogni fibra muscolare scheletrica è una cellula muscolare scheletrica. Queste celle sono incredibilmente grandi, con diametri fino a 100 µm e lunghezze fino a 30 cm., La membrana plasmatica di una fibra muscolare scheletrica è chiamata sarcolemma. Il sarcolemma è il sito di conduzione del potenziale d’azione, che innesca la contrazione muscolare. All’interno di ogni fibra muscolare ci sono le miofibrille—lunghe strutture cilindriche che si trovano parallele alla fibra muscolare. Miofibrille eseguire l’intera lunghezza della fibra muscolare, e perché sono solo circa 1,2 µm di diametro, centinaia di migliaia possono essere trovati all’interno di una fibra muscolare. Si attaccano al sarcolemma alle loro estremità, in modo che quando le miofibrille si accorciano, l’intera cellula muscolare si contrae (Figura 2).,

Figura 2. Una cellula muscolare scheletrica è circondata da una membrana plasmatica chiamata sarcolemma con un citoplasma chiamato sarcoplasma. Una fibra muscolare è composta da molte fibrille, confezionate in unità ordinate.

L’aspetto striato del tessuto muscolare scheletrico è il risultato della ripetizione di bande delle proteine actina e miosina presenti lungo la lunghezza delle miofibrille. Bande scure A e bande chiare I si ripetono lungo le miofibrille e l’allineamento delle miofibrille nella cellula fa sì che l’intera cellula appaia striata o fasciata.,

Figura 3. Un sarcomero è la regione da una linea Z alla linea Z successiva. Molti sarcomeri sono presenti in un miofibril, con conseguente modello di striatura caratteristica del muscolo scheletrico.

Ogni banda I ha una linea densa che corre verticalmente attraverso il centro chiamata disco Z o linea Z. I dischi Z segnano il confine delle unità chiamate sarcomeri, che sono le unità funzionali del muscolo scheletrico., Un sarcomero è lo spazio tra due dischi Z consecutivi e contiene un’intera banda A e due metà di una banda I, una su entrambi i lati della banda A. Una miofibrilla è composta da molti sarcomeri che corrono lungo la sua lunghezza e, man mano che i sarcomeri si contraggono individualmente, le miofibrille e le cellule muscolari si accorciano (Figura 3).

Le miofibrille sono composte da strutture più piccole chiamate miofilamenti. Ci sono due tipi principali di filamenti: filamenti spessi e filamenti sottili; ognuno ha diverse composizioni e posizioni. I filamenti spessi si verificano solo nella banda di un miofibril., Filamenti sottili si attaccano a una proteina nel disco Z chiamata alfa-actinina e si verificano su tutta la lunghezza della banda I e in parte nella banda A. La regione in cui i filamenti spessi e sottili si sovrappongono ha un aspetto denso, poiché c’è poco spazio tra i filamenti. I filamenti sottili non si estendono fino alle bande A, lasciando una regione centrale della banda A che contiene solo filamenti spessi. Questa regione centrale della banda A sembra leggermente più leggera rispetto al resto della banda A ed è chiamata zona H., Il centro della zona H ha una linea verticale chiamata linea M, in cui le proteine accessorie tengono insieme filamenti spessi. Sia il disco Z che la linea M mantengono i miofilamenti in posizione per mantenere la disposizione strutturale e la stratificazione del miofibril. Le miofibrille sono collegate tra loro da filamenti intermedi o desmin che si attaccano al disco Z.

I filamenti spessi e sottili sono essi stessi composti da proteine. I filamenti spessi sono composti dalla proteina miosina., La coda di una molecola di miosina si collega con altre molecole di miosina per formare la regione centrale di un filamento spesso vicino alla linea M, mentre le teste si allineano su entrambi i lati del filamento spesso dove i filamenti sottili si sovrappongono. Il componente principale dei filamenti sottili è la proteina actina. Altri due componenti del filamento sottile sono la tropomiosina e la troponina. L’actina ha siti di legame per l’attaccamento alla miosina. I fili di tropomiosina bloccano i siti di legame e prevengono le interazioni actina-miosina quando i muscoli sono a riposo. La troponina consiste di tre subunità globulari., Una subunità si lega alla tropomiosina, una subunità si lega all’actina e una subunità lega gli ioni Ca2+.

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