Il Cuore-Accoppiamento eccitamento

Il Cuore
Aorta
Arterie
polmonari
Vena
cava
sup.
Vene
polmonari
Atrio
destro
Vena
cava
Inf.
Atrio
sinistro
Ventricolo
Ventricolo sinistro
destro
Valvole
Valvole semilunari
Valvola polmonare
Valvola aortica
Mitrale
Tricuspide
Corde tendinee
Muscolo papillare
Valvole atrioventricolari
Pacemakers
Nodo SA
Nodo AV
Fascio AV
Fibre di
Purkinje
Innervazione
Parasimpatico
Nodo SA
Ortosimpatico
Il cuore è importante nel generare energia meccanica
Il cuore consiste principalmente di cellule muscolari
specializzate
Miociti (cellule del miocardio)
Dischi
intercalari
Nucleo
Micrografia elettronica del muscolo cardiaco ventricolare
Mitocondri
Vaso sanguigno
Dischi intercalari
linea Z
sarcomero
banda A
linea M
linea Z
Nucleo
5µm
filamento sottile
zona H
filamento spesso
Accoppiamento EC nei
miociti ventricolari
Somiglianze tra l’accoppiamento EC
nel muscolo scheletrico e nel cuore

Entrambi i tipi di muscolo sono striati e contengono
tubuli a T e un RS altamente sviluppato

I PA forniscono lo stimolo eccitatorio utilizzato per
attivare i canali del Ca2+ del sarcolemma (o DHPRs)

I canali del Ca2+ attivati innescano l’apertura dei
canali di rilascio del Ca2+ del RS

L’aumento risultante del Ca2+ intracellulare attiva il
meccanismo della contrazione
Differenze tra i muscoli scheletrico e cardiaco
Scheletrico





Cardiaco
Le cellule muscolari cardiache sono più piccole delle scheletriche;
hanno un solo nucleo; sono più ricche di mitocondri
Il cuore contiene tessuto eccitatorio specializzato (ad es. il nodo SA)
e fibre di conduzione (le fibre del Purkinje)
Cellule cardiache adiacenti si connettono tra di loro elettricamente
mediante gap junctions
Il PA ventricolare è 100x più lungo (250 ms circa) di quello del muscolo
scheletrico
Il meccanismo di accoppiamento EC cardiaco comporta un ingresso di
Ca2+ extracellulare (Ca2+-induced Ca2+ release)
Accoppiamento eccitamento-contrazione
Tubulo trasverso
Miocito
Ca2+
Riserva di calcio
Reticolo
sarcoplasmatico
Ca2+
Riserva di calcio
Accoppiamento EC Cardiaco
2+
2+
(Ca -induced-Ca -release)
TT
+
SR
TT
Vm
Ca2+
Canale del Ca2+ Canale di rilascio
+ +
SR
Relazione lunghezza-tensione nella contrazione di
un muscolo scheletrico
Viene mostrata la
tensione generata
da un muscolo in
relazione alla sua
lunghezza a riposo
prima dell’inizio
della contrazione.
Alla lunghezza
ottimale c’è un
maggior numero di
ponti trasversali tra
filamenti spessi e
sottili e la fibra può
generare il suo
massimo di forza (A)
Curva lunghezza-tensione nel muscolo cardiaco
Il muscolo cardiaco, come
quello scheletrico, ha una ben
definita relazione tensione
(forza)/lunghezza: esiste una
lunghezza ottimale alla quale
la forza della contrazione è
massima. Ma, mentre il
muscolo scheletrico lavora
vicino alla sua lunghezza
ottimale, le fibre
miocardiche del cuore
normale hanno una
lunghezza inferiore rispetto
a quella ottimale per la
contrazione.
Una fibrocellula muscolare cardiaca è in grado di eseguire una contrazione
graduata: la fibra varia la quantità di forza che genera
La forza è proporzionale al numero di ponti trasversali attivi
Il numero di ponti attivati è in parte direttamente proporzionale alla [Ca2+]intra
Verifiche
Se una cellula miocardica contrattile è immersa in un liquido simile a quello
interstiziale e viene depolarizzata, essa si contrae. Se il Ca2+ è rimosso dal
liquido che bagna la cellula e successivamente la cellula viene depolarizzata,
la contrazione non si verifica. Se lo stesso esperimento è effettuato su una
fibrocellula muscolare scheletrica, depolarizzando la cellula, la contrazione si
verifica comunque, anche in assenza di Ca2+ extracellulare.
Quali conclusioni si possono trarre da questo esperimento?
Come si modifica la forza di contrazione in una cellula miocardica se
nella soluzione extracellulare è posto un farmaco che blocca tutti i
canali del Ca2+ presenti sulla membrana cellulare? E se ne blocca
solo alcuni?