Accoppiamento eccitazione-contrazione
Potenziale d'azione motoneurone
Potenziale d'azione muscolo
Contrazione muscolo
Ricordate cosa c’è alla giunzione muscolare?
Anni ‘30 – ‘40: Heilbrun ipotizza un ruolo del Ca2+ nella contrazione muscolare
Hill ipotizza che fosse un processo (potenziale d’azione) piuttosto che una sostanza
(Ca2+) responsabile della trasmissione del segnale dalla superficie delle miofibrille
all’interno di queste
Re3colo Sarcoplasma3co Microele(rodo sarcomero Huxley and Taylor, 1958
Disco Z Stimolazione della superficie
esterna
di
singole
fibre
muscolari
di
rana
con
microelettrodi
Membrana plasma3ca sarcomero Tubulo T Disco Z • si registravano piccole contrazioni locali
solo quando il microelettrodo era in
corrispondenza della linea Z
• Le contrazioni si verificavano solo alla
periferia delle fibra, vicino la linea Z, e si
propagavano sempre di più verso l’interno
all’aumentare dell’intensità della corrente
• Propagazione della contrazione graduata
è diretta verso l’interno e non in direzione
longitudinale
Il PA muscolare si propaga
lungo i tubuli T
La propagazione dell’eccitazione
verso il centro della fibra è
bloccata da TTX o dalla
diminuzione di [Na+]e
Dimostrazione della liberazione di Ca2+ in seguito alla
depolarizzazione della membrana plasmatica
Elettrodo di
registrazione
Elettrodo di
stimolazione
Luce di
eccitazione
Luce
emessa
Muscolo caricato con furaptra
Intensità della
luce emessa
Fototubo
breve
stimolazione
Trasduttore di
tensione
Δ forza
Periodo di
latenza
Recettori di membrana nelle triadi
1970: viene scoperto il recettore per la rianodina (canali per il Ca2+) sulle
cisterne di RS
Successivamente si scoprono i recettori voltaggio-dipendenti per la
diidropiridina sui tubuli T
Meccanismo di rilascio del calcio
Ciclo contrazione-rilasciamento
Ciclo contrazione-rilasciamento
Fonte di energia primaria:
Glicolisi + O2
Glucosio
Glicolisi - O2
Glucosio
ciclo Krebs
Piruvato
30 ATP
Ac lattico + 2 ATP
Classificazione dei tipi di fibra muscolare
FIBRE TONICHE: specializzate per contrazioni lente e continue
FIBRE FASICHE lente e rapide: specializzate per movimenti, rispettivamente,
lenti e rapidi
Fibre ossidative lente (tipo I)
(rosse)
.
Scosse lente (fino a 75 ms)
Fibre rapide ossidativo-glicolitiche (tipo IIa)
Fibre rapide glicolitiche (tipo IIb)
(bianche)
Scindono ATP e pompano
Ca2+
nel
reticolo
più
rapidamente. Hanno scosse
più veloci (7,5 ms)
Distinzione sulla base di criteri biochimici, metabolici ed istologici
Proprietà della miosina: velocità di distacco dei ponti trasversi (determina Vmax) Tempo di permanenza del Ca2+ nel sarcoplasma
Tipo di metabolismo: numero dei mitocondri e densità dei capillari sanguigni (determina
velocità di produzione aerobica di ATP)
Affaticamento muscolare
FATICA: condizione in cui il muscolo non è più in grado di
generare o mantenere la potenza attesa
(variabile ed influenzata da: intensità e durata dell’attività contrattile, tipo di
metabolismo, composizione in fibre del muscolo, allenamento)
Affaticamento centrale: origine nel SNC
Affaticamento periferico: origine tra
neuromuscolare e l’apparato contrattile
la
• Esercizio sub-massimale: deplezione glicogeno
rilascio
Ca2+
giunzione
(interferenza con
dal RSP)
• Esercizio massimale: aumento Pi da fosfocreatina
attività ATPasica della miosina; formazione di fosfato di
(alterazione
Ca2+)
• Esercizio massimale: accumulo K+ extracellulare nei tubuli T
(alterazione potenziale membrana e riduzione del rilascio Ca2+ dal RSP)
Unità motoria
Gruppo di fibre muscolari e motoneurone somatico che le innerva
3-5 fibre: in muscoli deputati ai movimenti fini
Centinaia-migliaia fibre: muscoli deputati a movimenti grossolani
Le contrazioni muscolari
graduate sono determinate
da: 1) attivazione di tipi diversi di
unità motorie; 2) aumento del numero di
unità
motorie
che
rispondono in un certo
momento (reclutamento)
In contrazioni sub-massimali,
il reclutamento asincrono
previene la fatica
Meccanica del movimento corporeo:
Contrazione isometrica ed isotonica
Le contrazioni isotoniche spostano un carico
Le contrazioni isometriche generano forza senza movimento
Componenti elastiche in serie e in parallelo
Componente contra:le Fibre elastiche presenti nei tendini, nel
tessuto connettivo che fissa i muscoli
alle ossa, nel tessuto connettivo
intramuscolare, tra le miofibrille
Componen3 elas3che in serie Membrana
plasmatica,
intramuscolare
Componen3 elas3che in parallelo connettivo
Acccorciamento Componente contra:le Carico Componen3 elas3che in parallelo Tensione (g) Componen3 elas3che in serie Tempo (msec) Sommazione delle contrazioni muscolari
Tetano
Le ossa e le articolazioni: un sistema di leve e fulcri
Lavoro = forza x distanza
Contrazione isometrica
Per sollevare il carico il bicipite deve deve
esercitare una forza che supera la forza
generata dal carico
FORZA NECESSARIA PER SOSTENERE IL PESO A
90°
Forza del bicipite x 5 cm= 7 Kg x 25 cm
Forza del bicipite= 7 Kg x 25 cm/ 5 cm
Forza del bicipite= 35 Kg
I due movimenti (quello dell’osso nel punto
d’inserzione del muscolo e quello della mano)
sono contemporanei: velocità di contrazione è
amplificata
Richiesta più forza
La forza con la quale un muscolo lavora e la velocità alla quale si
accorcia sono reciprocamente correlate (curva forza-velocità)
Peso
Forza
Leva
Lunghezza
Fulcro
Stimolatore
Tempo
Trasduttore
di forza
Velocità
Potenza (forza x
distanza/tempo)
Quando il carico aumenta la velocità di
accorciamento diminuisce
Velocità
Contrazione
isometrica
Carico
pari a zero
Potenza = lavoro = (forza) (ΔL) = forza x velocità
tempo
tempo
