CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMA MUSCOLARE
DOCENTE: Prof. ssaTozzi Carla
CLASSE: 1G/Sport
A.S. 2007 - 2008
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La muscolatura scheletrica è formata
da più si 650 muscoli diversi che
costituiscono oltre il
40% della massa corporea.
I muscoli sono uniti alle ossa
tramite i tendini.
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Il SISTEMA MUSCOLARE è un insieme
di tessuti che permette la locomozione
del soggetto e lo scorrimento di sostanze
organiche interne al corpo come sangue
e cibo. Nell’uomo il sistema muscolare
è costituito da diverse tipologie di
MUSCOLI:
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MUSCOLI VOLONTARI (striati o scheletrici), di
natura striata che sono deputati al movimento
volontario e riflesso, sotto il controllo del sistema
nervoso centrale e periferico. Sono legati alle ossa
tramite tendini.
MUSCOLI INVOLONTARI (lisci a contrazione
involontaria), di natura liscia, il cui funzionamento
è quasi sempre indipendente dalla volontà.
Vengono detti anche muscoli viscerali perché si
trovano a ricoprire gran parte delle pareti degli
organi interni, come ad esempio nel tratto digestivo,
nella vescica, nei dotti, nelle arterie, nelle vene,
ecc.
Fa eccezione il MUSCOLO CARDIACO, innervato
dal sistema nervoso autonomo (detto anche
miocardio), di natura involontaria ma di struttura
striata. Molto resistente in grado di contrarsi
continuamente.
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Tessuto muscolare striato
sezione trasversale
Tessuto muscolare striato
cardiaco sezione trasversale
Tessuto muscolare liscio
sezione longitudinale e
trasversale
Tessuto muscolare striato
sezione longitudinale
Giunzione muscolo-tendinea
Tessuto muscolare striato
cardiaco sezione longitudinale
Tessuto muscolare striato
cardiaco sezione longitudinale
Tessuto muscolare liscio
sezione longitudinale
FIBRE MUSCOLARI STRIATE
MULTINUCLEATE
si contraggono in risposta a stimoli che
provengono dai MOTONEURONI.
FIBRE MUSCOLARI STRIATE
UNINUCLEATE
Unico nucleo in posizione centrale
Miocardiociti
CELLULE UNINUCLEATE
Unico nucleo in posizione centrale senza
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particolari striature
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Fascio di fibre muscolari striate
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I sistemi: muscolare, articolare e cardiaco
formano l’apparato locomotore, di cui i
muscoli sono la parte attiva.
Dal punto di vista della funzione motoria è
possibile distinguere muscoli deputati alla
statica, in particolare i muscoli della parte
posteriore del corpo, e deputati alla
dinamica, rappresentati grossomodo dai
muscoli della parte anteriore.
Importantissima è la correlazione col
SISTEMA NERVOSO, il quale partecipa alla
contrazione muscolare.
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FUNZIONI del MUSCOLO SCHELETRICO
Produzione di movimento: le contrazioni del muscolo
scheletrico muovono le singole parti del corpo o il corpo nel
suo insieme.
Mantenimento della postura: la posizione eretta o seduta,
e tutti gli atteggiamenti del corpo quando si corre, cammina
ecc.. sono mantenuti da una continua ma parziale
contrazione di determinati muscoli scheletrici ( es. i muscoli
antigravitari ).
Produzione di calore: le cellule muscolari producono la
maggior quantità di calore di tutto il corpo (metabolismo),
essendo esse in grande quantità e in frequente attività. La
contrazione dei muscoli scheletrici costituisce quindi un
meccanismo molto importante nel mantenimento di una
temperatura costante nel corpo ( omeostasi della
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temperatura).
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PROPRIETA’ DEL MUSCOLO
Il MUSCOLO è costituito da cellule che sono
organizzate e specializzate per contrarsi, dette
fibre muscolari o fibrocellule che hanno le
seguenti caratteristiche.
ECCITABILITA’: capacità di reagire agli stimoli provenienti dal
sistema nervoso.
CONTRATTILITA’: capacità di contrarsi (accorciarsi) o
distendersi (allungarsi) in risposta allo stimolo nervoso.
ELASTICITA’: capacità della fibrocellula di riprendere la forma e
la lunghezza iniziale una volta cessato lo stimolo.
TONICITA’: capacità che ha la fibra muscolare di mantenere
sempre, anche in stato di riposo, una certa tensione (tono
muscolare). Il tono muscolare permette al muscolo di entrare in
azione più velocemente
di quanto farebbe se fosse
completamente rilassato. La stazione eretta è mantenuta dal
tono muscolare e dai muscoli antigravitazionali.
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I MUSCOLI SCHELETRICI si collegano allo scheletro
mediante cordoni molto resistenti di tessuto connettivo
chiamati tendini. I muscoli lunghi e piatti (es addominali)
sono collegati tramite lamine fibrose chiamate aponeurosi
il muscolo striato scheletrico è costituito da due estremità
(tendini) e una parte centrale (ventre).
TENDINI
VENTRE
ORIGINE
INSERZIONE
APONEUROSI
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I TENDINI sono strutture anatomiche interposte tra il muscolo e l’osso
composti da fasci di fibre di tessuto connettivo fibroso:
molto resistente (resistenza alla trazione oltre 500 Kg.)
poco elastico (allungamento massimo del 5% della sua lunghezza).
Costituiscono la parte iniziale (origine) e finale (inserzione) di un
muscolo
La loro forma può essere diversa e strettamente dipendente non solo da
quella del muscolo con cui interagiscono, ma anche dal tipo d’azione
che esso esercita.
Nella zona di passaggio tra il
muscolo e il tendine esiste un
sistema recettivo che registra lo
stato
di
tensione
muscolo
tendinea (apparato tendineo del
Golgi) e lo trasmette al S.N.C.
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Il VENTRE o CORPO MUSCOLARE è avvolto da uno strato esterno di
tessuto connettivo l’ EPIMISIO, che lo rende compatto e ne definisce la
forma, con tutte le fibre in esso contenuto a sua volta farà capo al tendine
che si inserirà sull’osso in un tessuto chiamato PERIOSTIO (inserzione
distale o prossimale, a seconda della maggiore o minore vicinanza al tronco).
Analizzando più a fondo l’epimisio, troveremo le MIOFIBRILLE o FIBRE
MUSCOLARI, raggruppate in fascicoli di circa 150 fibre ciascuno, con
lunghezze differenti (muscolo sartorio cm 30), orientate in senso
longitudinale; ciascun fascio di fibre è tenuto insieme da una guaina di
tessuto connettivo chiamata PERIMISIO (questo tessuto è irrorato da
numerosi capillari i quali trasportano l’Ossigeno e il glucosio necessari al suo
funzionamento). La membrana interposta tra fibra e fibra all’interno del
perimisio è detta ENDOMISIO, il quale è a diretto contatto con la membrana
esterna della fibra muscolare il SARCOLEMMA. L’insieme del perimisio e di
tutti i suoi substrati, mediante l’epimisio diviene infine corpo unico con il
TENDINE, il quale convoglierebbe la complessiva azione contrattile al
segmento osseo di propria competenza. Andiamo a conoscere le varie
componenti nella rappresentazione sottostante:
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Ciascuna fibra muscolare è costituita da una membrana esterna
detta SARCOLEMMA che racchiude, immerse nel liquido
citoplasmatico - SARCOPLASMA molte fibre più piccole dette
MIOFIBRILLE.
Il SARCOPLASMA contiene tutti gli elementi necessari al lavoro
delle fibre muscolari, MITOCONDRI deputati alla liberazione di
energia per le funzioni cellulari (ATP) – RETICOLO
SARCOPLASMATICO tramite le sue diramazioni permette la
trasmissione degli impulsi nervosi alle fibre. Nel SARCOPLASMA
sono immerse le MIOFIBRILLE formate da tanti sottilissimi
filamenti proteici disposti regolarmente nello spazio.
I filamenti proteici contrattili sono di 2 tipi. ACTINA (meno densa)
e MIOSINA (più densa). Proprio dall’alternarsi di questi 2
filamenti dipende la denominazione di MUSCOLO STRIATO.
L’unità contrattile della miofibrilla è detta SARCOMERO
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EPIMISIO: strato di tessuto connettivo che
rende il muscolo compatto definendone la
forma – FACILITA LO SCORRIMENTO FRA
MUSCOLI ADIACENTI
PERIMISIO: guaina di tessuto connettivo che avvolge ciascun fascio di fibre
ENDOMISIO
FASCIO di FIBRE
MUSCOLO TOTALE
FASCETTO
SARCOLEMMA: membrana di rivestimento di ciascuna fibra muscolare
ENDOMISIO: membrana interposta tra fibra e fibra
SARCOPLASMA: MATRICE FLUIDA contiene tutti gli elementi necessari al lavoro delle fibre
muscolari, MITOCONDRI deputati alla liberazione di energia per le funzioni cellulari (ATP) – RETICOLO
SARCOPLASMATICO tramite le sue diramazioni permette la trasmissione degli impulsi nervosi alle
fibre.
NUCLEO
MIOFIBRILLA: immersa nel LIQUIDO CITOPLASMATICO
FIBRA MUSCOLARE e/o MIOFIBRILLA:
formata da tanti sottilissimi filamenti proteici contrattili di due tipi MIOSINA (proteina più densa), ACTINA (meno densa)
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FIBRE
MUSCOLARI
FASCICOLO
MUSCOLARE
TESSUTO
CONNETTIVO
MUSCOLO
BICIPITE
MEMBRANA PLASMATICA
RETICOLO SARCOPLASMATICO
MIOFIBRILLE
MITOCONDRI
MIOFILAMENTI
LINEA Z
SARCOMERO
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TENDINE
CORPO o VENTRE
PERIMISIO
FIBRE MUSCOLARI
TENDINE
PERIMISIO
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MECCANISMO di CONTRAZIONE MUSCOLARE
Quando un muscolo viene sollecitato
(impulso del SNC) si contrae, per
riacquistare la lunghezza originaria, è
necessaria l’azione di un altro muscolo,
capace di agire in senso opposto, detto
antagonista.
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La contrazione prevede una
sequenza di interventi:
Dal CERVELLO attraverso le cellule dell'area
motoria, partono gli impulsi nervosi (fino a
circa 50 al secondo ad una velocità da 12 a
120 metri al secondo) diretti alle corna
anteriori del midollo spinale (motoneuroni
alfa o scheletromotori), questi proseguono
poi fino alla placca motrice o sinapsi
neuromuscolare che è posta a contatto
delle fibre muscolari interessate (Figura 1).
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I muscoli scheletrici sono innervati da grosse fibre nervose, le
cui origini sono i motoneuroni alfa, situati nelle corna anteriori del
midollo spinale. Tali nervi di moto si portano al muscolo tramite i
loro prolungamenti assonali (fibra nervosa), le cui ramificazioni
terminali prendono ciascuna contatto con una singola fibra
muscolare attraverso la placca neuromuscolare.
Figura 1
MIDOLLO SPINALE VISTA DA DAVANTI
CORNA POSTERIORI
Assone
del motoneurone spinale
Motoneurone spinale
CORNA ANTERIORI
Fibra Muscolare
Tratto terminale degli
Assoni nervosi sulla
Placca Neuromuscolare
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All'arrivo dello stimolo nervoso la placca
motrice o sinapsi neuromuscolare, libera
acetilcolina che si riversa nello spazio
microscopico tra la fibra nervosa e quella
muscolare (spazio sinaptico) e va ad attivare
i recettori specifici situati sulla fibra
muscolare. Questa reazione provoca un
flusso ionico particolare che modifica
profondamente la situazione elettrica
della fibra muscolare. (Fig. 2)
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FIBRA MOTRICE
RAMO TERMINALE di un ASSONE MOTORIO
Figura 2
NUCLEO
GUAINA
FIBRA
MIELINICA
MUSCOLARE
CELLULA di
SCHWANN
La FIBRA MOTRICE - RAMO TERMINALE di un
ASSONE MOTORIO prende contatto con la fibra
muscolare con una particolare struttura che termina
con piccole vescicole. All’arrivo dell’impulso
motorio (natura elettrica) le vescicole si rompono
riversando
riversando
la
sostanza
chimica
(ACETILCOLINA) in esse contenuta nella placca
motrice. Tutto ciò provoca una reazione della
membrana
muscolare
(TRASSMISSIONE
dell’IMPULSO) con successivo scorrimento dei
filamenti di ACTINA e MIOSINA (contrazione
muscolare)
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Questa modificazione elettrica della fibra
muscolare (potenziale d’azione) provoca una
serie di reazioni chimiche all’interno della
fibra muscolare che, utilizzando le fonti
energetiche, fanno in modo che i
microfilamenti di actina e miosina scorrano
reciprocamente e quindi la fibra muscolare si
contragga Subito dopo avvengono altre
reazioni chimiche che riportano la fibra
muscolare ad una condizione elettrica di
riposo e quindi la fibra si rilascia.
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STRUTTURA CELLULA NERVOSA
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STRUTTURA DEL SARCOMERO (Unità funzionale e contrattile della miofibrilla)
SARCOLEMMA
MITOCONDRI
MIOFILAMENTI
BANDA H
BANDA M
MIOFIBRILLA
RETICOLO
SARCOPLASMATICO
FILAMENTO DI MIOSINA
FILAMENTO DI ACTINA
Bande A: bande scure, all’interno delle quali si osserva
una zona più chiara (banda H) con una linea
centrale (banda M)
Bande I: bande chiare, tagliate da banda scura (linea
Z)
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TUBULI
T
RETICOLO
SARCOPLASMATICO
SARCOLEMMA
MITOCONDRI
NUCLEO
FILAMENTO
SPESSO - MIOSINA
MIOFIBRILLA
FILAMENTO
SOTTILE - ACTINA
Fibra (cellula) muscolare
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STRUTTURA DELLA MIOFIBRILLA
Actina filamento sottile
Miosina filamento spesso
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FILAMENTI SOTTILI ACTINA
FILAMENTI SPESSI MIOSINA
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La contrazione muscolare si spiega con la teoria di scorrimento dei filamenti di actina e miosina, all’interno
di un SARCOMERO (unità funzionale e contrattile della miofibrilla) quando un muscolo viene stimolato. I ponti
di miosina si incurvano e i filamenti di actina scorrono lungo quelli di miosina. Questo provoca la
contrazione dell’intera miofibrilla e quindi, del sarcomero. Quando le miofibrille si contraggono, l’intera
fibra muscolare si accorcia e, con l’accorciamento di un numero sufficiente di fibre, l’intero muscolo si
contrae
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CONTRAZIONE MUSCOLARE
Il funzionamento di questo raffinato dispositivo dipende dall'attività enzimatica della miosina
che catalizza la reazione ATP
ADP + P la quale cede energia, avendo energia a
disposizione i filamenti di actina scorrono rispetto a quelli miosinici e per effetto di questo
scorrimento, le strutture alle quali essi si trovano ancorati alle estremità opposte, si avvicinano.
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SCORRIMENTO dei FILAMENTI di ACTINA e MIOSINA
1)
2)
3)
4)
La fibra è rilassata (actina e miosina sono staccate)
La contrazione è iniziata: si è formato il ponte trasverso
La testa della miosina si flette facendo scorrere i filamenti, una
molecola di ATP fornisce l'energia per staccare il ponte
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La testa della miosina si è riattaccata più avanti
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La contrazione, anche di intensità massima,
non vede mai impegnate tutte le miofibrille
presenti in un muscolo. Ogni miofibrilla è
programmata per reagire solo ad una
determinata intensità di stimolo (soglia di
stimolo). Se lo stimolo è più basso del limite
di soglia la miofibrilla non reagisce. Solo con
uno stimolo uguale o superiore al limite di
soglia la fibra si contrae (legge del tutto o
nulla).
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Le fibre muscolari deputate ai movimenti
fini e delicati (es. mani), sono innervate
da un singolo motoneurone che contrae
una singola fibra muscolare (1:1), mentre
nei movimenti più grossolani un unico
motoneurone può innervare fino a 1500
2000 fibre muscolari (es. Quadricipite
femorale).
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