Contrazione Muscolare
Anatomia funzionale del muscolo scheletrico
Anatomia funzionale muscolo
http://www.youtube.com/watch?v=cQ-ahxaG8o4
Anatomia funzionale del muscolo
3000 filamenti di actina e 1500 di miosina ogni filamento
Miofibrille circondate da sarcoplasma
Reticolo sarcoplasmatico
Unità motoria
Anatomia funzionale del muscolo
2 microns
Elementi contrattili del muscolo
Meccanismi molecolari della contrazione muscolare
Riposo
Potenziale d’azione
“contatto”
Actina-miosina
Dinamica della contrazione muscolare
Dinamica della contrazione muscolare
http://www.youtube.com/watch?
v=hqynCsign8E&feature=player_embedded
http://www.youtube.com/watch?
v=0kFmbrRJq4w&feature=player_embedded
Ioni Ca++ attivano la contrazione muscolare
1) Legame actina – miosina impedito da tropomiosina
2) Ca++ lega troponina
3) Esposizione siti di legame actina-miosina
Rilascio Ca++ prevenuto in condizioni di riposo
Ca++ compartimentalizzato nel reticolo sarcosplasmatico
Rilascio ioni Ca++
1) Depolarizzazione di placca motrice sinapsi
2) Propagazione potenziale d’azione superfice miofibrilla
3) Trasmissione potenziale d’azione sarcomeri: tubi
T
4) Apertura proteina canale Ca++ voltaggio sensibile (diidropirina)
5) Liberazione Ca++
Rimozione stimolo
1) Ca++ pompato all’interno reticolo sarcoplasmatico
2) Dissociazione Ca++ troponina segrega siti legame miosina
3) Rilasciamento miofibrille
4) Dissociazione actina-miosina
richiede legame ATP
No ATP
Rigor mortis
Dinamica contrazione muscolare
Intensità di contrazione dipende da interazione actina-miosina
100%
60
70
130
% lunghezza muscolo
160
Contrazione isometrica e isotonica
Contrazione isotonica:
Contrazione seguita da modificazione lunghezza muscolo
Contrazione miofibrille tende la serie elastica del muscolo
What’s series elasticity?
Contrazione isometrica:
Contrazione miofibrille non modifica lunghezza muscolo
examples
Contrazione isometrica parametro per valutare potenza muscolare
“Opzioni” metaboliche muscolo scheletrico
Fonti energia per la contrazione muscolare
“spesa” energetica”
1) Scorrimento filamenti miosina
2) Pompa Ca++ Reticolo sarcoplasmatico
3) Pompa Na+, K+ sarcolemma
30/40% energia dispersa sotto forma di calore!!
“tipi funzionali” di muscolo scheletrico
Rimodellamento muscolare
1) Ipertrofia muscolare also glicolitic enzymes are increased
2) Adattamento lunghezza del muscolo new sarcomeres at the extremities
3) Iperplasia fibre aumento numero fibre
4) Denervazione
comment on reversibility
Meccanica della Contrazione Muscolare
Scossa muscolare isometrica in diversi muscoli
gastrocnemio
oculomotore
soleo
stimolo
0
40
80
120
millisecondi
160
Meccanica contrazione muscolo scheletrico
Unità motoria = motoneurone + fibra muscolare
Precisione e rapidità
Continuità
Gradazione della contrazione nel muscolo scheletrico
Sommazione spaziale
Sommazione temporale
Forza
Muscol.
“tetano muscolare”
Frequenza di stimolazione
Muscolatura Liscia
Small fibers: 2 – 5 x 20-500 microns
Tipi di muscolatura liscia
Multiunitaria
Monounitaria
Muscolatura liscia Multiunitaria
Fibre muscolari distinte
Ogni fibra innervata da singole terminazioni nervose
Controllo quasi esclusivamente nervoso
Muscolo ciliare
M. Iride
Membrana nittitante
M. piloerettori
Assenza attività spontanea
Muscolatura liscia “Monounitaria”
Complessi di fibre (0.1, 1 x 109)
Aggregati in fasci o membrane
Trasmissione potenziale d’azione attraverso “gap junctions”
so called “syncitial muscle”
Controllo- generalmente sistema nervoso autonomo e ormoni
Intestino
Ureteri
Utero
Vasi sanguigni
Dotti biliari, etc..
Processo contrattile nel muscolo liscio
Proteine contrattili:
Miosina e Actina, no troponina differences in the control process
Processo contrattile attivato da Ca++ e ATP
Differenze nel processo di contrazione con muscolo striato:
Accoppiamento eccitazione-contrazione
Controllo rilascio Ca++
Durata contrazione
Energia necessaria per contrazione
Basi ultrastrutturali contrazione muscolo liscio
Corpi densi
Filamenti actina
Miosina
Actin 15 times
more than miosin
Confronto tra contrazione muscolo striato e liscio
Striato: rapidità
Liscio: tonicità protratta
Ciclo lento ponti trasversali actina – miosina 1/30; 1/300 m. striato
Ridotta attività ATPasica ponti trasversali miosina
Richiesta energetica contrazione muscolo
Minore energia – ciclo legame A-M lento, una molecola ATP
Risparmio energetico
Continuous activity in the body’s economy
Contrazione muscolatura liscia
Lentezza contrazione e rilasciamento
50/100 millisecondi dopo stimolo
Contrazione completa ½ sec.più tardi
Durata contrazione 2-3 secondi
Rilasciamento
Durata complessiva contrazione: 1-3 secondi (30 volte M. striato)
1) Lentezza attacco e distacco catene laterali
2) Accoppiamento eccitazione-contrazione lento
Forza contrazione muscolo liscio
4-6 KG/ cm2
Slow interaction miosin-actin – stronger than striped one
Maggiore capacità di accorciamento percentuale
Striato = 1/3
Liscio = 2/3
Comments on the importance of that on the variation of organs like bladder, blood vessel
Accorciamento dovuto a:
1) Sovrapposizione ottimale actina-miosina a
diverse lunghezze del muscolo
2) Filamenti actina più lunghi m. striato
Meccanismo del “chiavistello” per le contrazioni prolungate
Raggiunto stato di completa contrazione:
riduzione energia per attivazione e contrazione (1/300)
…lentezza attacco e distacco ponti laterali miosina-actina
Consente prolungate contrazioni a ridotto costo energetico
Stress rilasciamento muscolo liscio
Caratteristica muscolatura visceri cavi
Capacità di tornare alla forza di contrazione originale
In seguito a stiramento o accorciamento
Mantiene costante pressione interna organi cavi
Comment on the importance of blabber filling and emptying
Meccanismo molecolare contrazione m. liscio
Contrazione dovuta a ioni Ca++ provenienti dall’esterno
1) Combinazione ioni CA++ CALMODULINA 4 ioni Ca++ per molecola
2) Complesso Calmodulina- Ca++ attiva Miosin-chinasi
3) Fosforilazione una catena leggera testa miosina
4) Contrazione
5) Riduzione ioni Ca++
6) Defosforilazione miosina da parte Miosin-fosfatasi
Dephosphorilation does not occur alone, comments on chiavistello
7) Rilasciamento
Controllo nervoso e ormonale contrazione m. liscio
Innervazione da parte sistema nervoso autonomo
Innervazione attraverso giunzioni “diffuse”
Nerve terminals only on the surface, stimulus trasmitted through gap junctios to the internal
Mancanza di placche motrici definite
Varicosità terminale nervoso libera neurotrasmettitore
Acetilcolina o noradrenalina
Varicosità
No Schwann
Mediatori chimici inibitori ed eccitatori muscolo liscio
Acetilcolina - Noradrenalina
Entrambi neuro-trasmettitori eccitano o inibiscono
Acetilcolina eccita
Noradrenalina inibisce
Legame Acetilcolina - Noradrenalina con proteine recettore
Recettore apre o chiude canali ionici o recettori catalitici
Recettori inibenti
Recettori stimolanti
Potenziali d’azione e di membrana muscolo liscio
Potenziale riposo muscolo liscio = -50, - 60 millivolts
Chances accordingly with muscle and its functional status, but always 30 MV less striped one
Potenziale d’azione muscolo liscio evocabili:
Stimolo elettrico, azione ormoni, neuro-trasmettitori, spontaneamente
Stiramento (intestino, make example)
multiunitario
mancanza veri potenziali d’azione
Potenziale a punta
Monounitario
o viscerale
Come muscolo striato
Potenziale “plateau”
Potenziali d’azione nel muscolo liscio
0
millivolt
Potenziale a punta
-20
-40
-60
0
50
100
Millisecondi
0
millivolt
Potenziale plateau
-25
-50
0
0.1
0.2
0.3
Secondi****, please, note
Ioni Ca++ e genesi potenziale d’azione m. liscio
Canali Na+ poco rappresentati
Canali Ca++ abbondanti
Genesi potenziale d’azione Ca++ dipendente in m. liscio
Duplice ruolo Ca++ in m. liscio
Induce potenziale d’azione
Attiva il processo di contrazione
Canali Ca++ si aprono lentamente
Potenziali lenti nel muscolo liscio:
Generazione spontanea di potenziali d’azione
Presenza di un ritmo basale ad onde lente nel muscolo liscio
“peacemakers”
0
Potenziali d’azione
-20
millivolt
-40
-60
0
10
20
30
40
50
secondi
Comments about the theory- oscillation Na+ pump activity – changes in ion channels conductace
Muscolatura liscia multiunitaria:
Depolarizzazione senza potenziale d’azione
Contrazione in risposta stimolo nervoso
Liberazione Acetilcolina o Noradreanalina
Remind the kind of fiber they are
Depolarizzazione membrana in risposta neuromediatore
e contrazione senza potenziale d’azione
Fibre troppo piccole
(30-40 fibre simulate insieme per evocare PA)
Potenziale giunzionale (depolarizzazione locale)
Propagato “elettrotonicamente” induce contrazione fibra
Contrazione del muscolo liscio non evocata da potenziale d’azione:
Effetto di fattori locali e ormoni
Fattori locali
Importanti nella regolazione del tono muscolare dei vasi sanguigni
Arteriole – metarteriole- sfinteri precapillari – assenza di terminazioni nervose
Sensibilità variazioni locali liquido interstiziale circostante
Rilassamento – vasodilatazione- in conseguenza di:
Ridotta tensione O2
Aumento CO2
Aumento concentrazione idrogenionica
Not know how they act
Fattori minori inducenti vasodilatazione
A. lattico, aumento K+, riduzione Ca++, abbassamento t° corporea
Effetto di ormoni sulla muscolatura liscia
Ormoni con effetto sulla muscolatura liscia:
Estrogeni, Progesterone, Noradrenalina – adrenalina,
acetilcolina, angiotensina, vasopressina, oxitocina,
serotonina, istamina
Azione ormonale mediata da recettori
Recettori inibenti
Recettori stimolanti
Eccitazione o inibizione muscolare
Eccitazione:
Legame recettore ormone-fattore locale apre canali Na+ - Ca++
Depolarizzazione fibra – inserimento su peacemakers –spesso no potenziali azione
Inibizione
Legame recettore ormone-fattore locale chiude canali Na+ Ca++
O apre canali K+
Iperpolarizzazione fibra
CA++ extracellulare ed intracellulare per la contrazione
del muscolo liscio
Reticolo sarcoplasmatico rudimentale nel muscolo liscio
Piccole dimensioni fibra consentono diffusione Ca++
Entro 200-300 millisecondi (t latenza, 50 longer than striped one)
Ormoni aprono canali CA++
Sensibiltà muscolo liscio Ca++
Mancata contrazione in assenza di Ca++ nei liquidi extracellulari
Not the same in stripped one
Reticolo sarcoplasmatico
Nel M. Liscio
Reticolo sarcoplasmatico
C
N
Caveole
