Il Muscolo Scheletrico: Struttura e Funzione
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Questions and Answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il ruolo della titina nel sarcomero durante la contrazione muscolare?

  • Regola il legame tra actina e miosina mediato dal calcio.
  • Controlla il numero di monomeri di actina che formano il miofilamento sottile.
  • Impedisce fisicamente l'interazione tra actina e miosina a riposo.
  • Regola la centratura dei miofilamenti spessi durante la contrazione. (correct)

Cosa succede alla banda I del sarcomero durante la contrazione muscolare e perché?

  • Rimane invariata perché contiene solo filamenti di miosina.
  • Si restringe perché i filamenti di actina scorrono verso il centro del sarcomero. (correct)
  • Si allarga perché i filamenti di miosina si estendono in questa regione.
  • Scompare completamente perché i filamenti di miosina la sovrappongono.

Qual è il ruolo specifico del recettore DHPR (diidropiridina) nel meccanismo di accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo scheletrico?

  • Agire come sensore di voltaggio che, depolarizzandosi, attiva il recettore RIR per rilasciare calcio. (correct)
  • Idrolizzare l'ATP per fornire energia per il movimento dei filamenti di actina e miosina.
  • Trasportare ioni sodio attraverso la membrana plasmatica per depolarizzare la cellula muscolare.
  • Legare direttamente il calcio nel citoplasma per innescare la contrazione.

In che modo la tropomiosina impedisce la contrazione muscolare in condizioni di riposo e come viene superato questo blocco?

<p>Copre i siti di legame dell'actina per la miosina; il blocco viene rimosso dal legame del calcio alla troponina. (B)</p> Signup and view all the answers

Durante il ciclo di contrazione muscolare, quale evento è direttamente responsabile del distacco della miosina dall'actina?

<p>Il legame di una nuova molecola di ATP alla testa della miosina. (B)</p> Signup and view all the answers

Perché il rigor mortis si verifica dopo la morte e quali processi cellulari sono compromessi?

<p>A causa della mancanza di ATP per staccare la miosina dall'actina; la produzione di ATP si interrompe e il calcio non viene più rimosso dal citoplasma. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza fondamentale tra precarico e postcarico in termini di effetto sulla contrazione muscolare?

<p>Il precarico è la forza passiva che allunga il muscolo a riposo, mentre il postcarico è la forza che il muscolo deve superare per accorciarsi durante la contrazione. (D)</p> Signup and view all the answers

In una contrazione isotonica, quale parametro rimane costante e quali variano, e come influenzano il lavoro muscolare?

<p>La tensione muscolare rimane costante, mentre la lunghezza del muscolo varia; il lavoro è dato dal prodotto della forza per lo spostamento. (C)</p> Signup and view all the answers

Come differisce una contrazione eccentrica da una concentrica in termini di direzione del movimento e forza applicata?

<p>Nella contrazione eccentrica, il muscolo si allunga mentre genera forza, mentre nella concentrica si accorcia generando forza. (B)</p> Signup and view all the answers

Perché è più complesso studiare le contrazioni isotoniche in vivo rispetto agli studi in vitro?

<p>Perché in vivo è difficile controllare e mantenere costante la tensione muscolare a causa delle variabili angolazioni e forze agenti sul muscolo. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica principale di una stimolazione tetanica e come influisce sulla concentrazione di calcio intracellulare e sulla forza muscolare?

<p>Una stimolazione ad alta frequenza che mantiene elevata la concentrazione di calcio intracellulare, portando a una contrazione massimale e sostenuta. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la curva di tensione passiva in un grafico della relazione tensione-lunghezza del muscolo scheletrico e a cosa è dovuta?

<p>La tensione dovuta all'allungamento passivo del muscolo, causata dalle proprietà elastiche delle strutture connettivali e delle proteine strutturali. (D)</p> Signup and view all the answers

Perché esiste una lunghezza ottimale del sarcomero per la contrazione muscolare e cosa accade se il sarcomero è troppo corto o troppo lungo?

<p>Perché a quella lunghezza c'è la massima sovrapposizione tra actina e miosina, permettendo la formazione del massimo numero di ponti trasversali; se il sarcomero è troppo corto o troppo lungo, la forza diminuisce. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa definisce un'unità motoria e come la sua organizzazione influenza la precisione e la forza della contrazione muscolare?

<p>Un singolo motoneurone e tutte le fibre muscolari che innerva; unità motorie più piccole permettono contrazioni più precise, mentre unità motorie più grandi generano maggiore forza. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della calsequestrina nel rilassamento muscolare e dove si trova principalmente?

<p>Sequestra il calcio all'interno del reticolo sarcoplasmatico, riducendo la concentrazione citoplasmatica e permettendo il rilassamento; si trova nel reticolo sarcoplasmatico. (D)</p> Signup and view all the answers

Come la frequenza di stimolazione influisce sulla forza sviluppata da un muscolo scheletrico e quali meccanismi cellulari sono coinvolti?

<p>Aumentando la frequenza si aumenta la forza fino a un plateau tetanico, a causa della sommazione delle contrazioni e del mantenimento elevato del calcio citoplasmatico. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti eventi è il primo a verificarsi durante l'accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo scheletrico dopo che un potenziale d'azione raggiunge la giunzione neuromuscolare?

<p>Il legame dell'acetilcolina ai recettori nicotinici. (A)</p> Signup and view all the answers

In che modo il rilascio di fosfato (Pi) e ADP dalla testa della miosina contribuisce al ciclo di contrazione muscolare?

<p>Il rilascio di Pi causa il colpo di forza (power stroke), mentre il rilascio di ADP rilascia la miosina dal filamento di actina. (C)</p> Signup and view all the answers

Si consideri un muscolo scheletrico mantenuto in condizioni isometriche. Se la stimolazione tetanica aumenta gradualmente, cosa succede alla tensione attiva e passiva nel tempo?

<p>La tensione attiva aumenta fino a un plateau, mentre la tensione passiva rimane costante perché la lunghezza del muscolo è fissa. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo del sodio (Na+) nella giunzione neuromuscolare (placca motrice) e come contribuisce alla generazione del potenziale di placca (EPP)?

<p>Il sodio entra nella cellula muscolare postsinaptica attraverso i recettori nicotinici, depolarizzando la membrana e generando l'EPP. (C)</p> Signup and view all the answers

Come influenzano l'aumento del carico (post-carico) la latenza, la velocità e la durata dell'accorciamento in una contrazione isotonica?

<p>Aumenta la latenza, diminuisce la velocità, diminuisce la durata. (B)</p> Signup and view all the answers

In termini di consumo energetico, quale tipo di contrazione muscolare è generalmente considerato il più efficiente e perché?

<p>Contrazione eccentrica, perché può generare forza con un minore consumo di ATP rispetto alle contrazioni concentriche. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede ai livelli di calcio intracellulare durante il passaggio dalla contrazione al rilassamento muscolare, e quali meccanismi sono responsabili di questo cambiamento?

<p>Il calcio diminuisce perché viene pompato attivamente nel reticolo sarcoplasmatico dalle pompe SERCA. (A)</p> Signup and view all the answers

Comprendere come un muscolo scheletrico può generare diversi livelli di forza. Quali sono i meccanismi principali che il sistema nervoso utilizza per modulare la forza muscolare?

<p>Reclutando un numero variabile di unità motorie e modulando la frequenza di scarica dei motoneuroni. (A)</p> Signup and view all the answers

Come la presenza di titina nel sarcomero influenza la sua stabilità e la forza sviluppata durante la contrazione?

<p>La titina fornisce elasticità e stabilità al sarcomero, contribuendo alla forza passiva e centrando i filamenti di miosina. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo delle proteine strutturali come la nebulina nel sarcomero e come influenzano la contrazione muscolare?

<p>Regola la lunghezza dei filamenti di actina. (C)</p> Signup and view all the answers

Nell'ambito della fisiologia muscolare, come si caratterizza una contrazione isocinetica e quale tipo attrezzatura è tipicamente impiegata per studiarla?

<p>Contrazione a velocità angolare costante studiata con dispositivi isocinetici. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza dei tubuli T nel processo di accoppiamento eccitazione-contrazione e come la loro struttura influisce sulla velocità di risposta muscolare?

<p>I tubuli T sono invaginazioni della membrana plasmatica che permettono la rapida propagazione del potenziale d'azione all'interno della fibra muscolare, vicino al reticolo sarcoplasmatico. (D)</p> Signup and view all the answers

Come si modifica la composizione del sarcomero durante una contrazione muscolare e quali bande si accorciano o rimangono invariate?

<p>Le bande I e H si accorciano, mentre la banda A rimane invariata. (C)</p> Signup and view all the answers

Nella regolazione della contrazione muscolare, come interagiscono la troponina e la tropomiosina sui filamenti di actina e come il calcio influenza questa interazione?

<p>La tropomiosina blocca i siti di legame actina-miosina, e il calcio, legandosi alla troponina, sposta la tropomiosina, scoprendoli. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della linea M nel sarcomero e quali proteine si trovano principalmente in questa regione?

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Quale delle seguenti affermazioni descrive più accuratamente la relazione tra actina e miosina durante il rilassamento muscolare?

<p>L'actina e la miosina si separano a causa del legame dell'ATP alla miosina, riducendo l'affinità dell'actina per la miosina. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa succederebbe se una sostanza bloccasse irreversibilmente i recettori nicotinici nella giunzione neuromuscolare?

<p>Si verificherebbe paralisi muscolare a causa dell'incapacità di trasmettere il segnale dal nervo al muscolo. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale sarebbe l'effetto di un farmaco che inibisce specificamente la SERCA (pompa del calcio del reticolo sarcoplasmatico)?

<p>Prolungamento della fase di rilassamento muscolare a causa dell'aumentata disponibilità di calcio nel citoplasma. (D)</p> Signup and view all the answers

Considerando la teoria dello scorrimento dei filamenti, cosa succede alla larghezza della banda A durante la contrazione muscolare?

<p>La larghezza della banda A rimane costante poiché è determinata dalla lunghezza dei filamenti di miosina. (B)</p> Signup and view all the answers

In una fibra muscolare a riposo, quale proteina impedisce fisicamente l'interazione tra actina e miosina?

<p>Tropomiosina (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa accadrebbe se la titina fosse rimossa da un sarcomero?

<p>Il sarcomero diventerebbe instabile e incapace di mantenere la sua struttura durante la contrazione e il rilassamento. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo specifico del recettore della rianodina (RyR) nel processo di contrazione muscolare?

<p>Rilevare il potenziale d'azione che viaggia lungo i tubuli trasversi e avviare il rilascio di calcio dal reticolo sarcoplasmatico. (D)</p> Signup and view all the answers

Come influirebbe una mutazione che rende la miosina incapace di idrolizzare l'ATP sul ciclo di contrazione muscolare?

<p>Il muscolo sarebbe permanentemente contratto a causa dell'incapacità della miosina di staccarsi dall'actina. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale processo è direttamente responsabile della diminuzione della concentrazione di calcio nel citoplasma durante il rilassamento muscolare?

<p>L'azione delle pompe SERCA (sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase) che trasportano attivamente il calcio nel reticolo sarcoplasmatico. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa differenzia principalmente una contrazione isotonica da una isometrica?

<p>Nella contrazione isotonica, il muscolo cambia lunghezza, mentre nella isometrica la lunghezza rimane costante. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti è un esempio di contrazione eccentrica?

<p>Abbassare lentamente un bilanciere durante una distensione su panca. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenterebbe un punto al di sotto della lunghezza ottimale nella curva forza-lunghezza di un sarcomero?

<p>Un'eccessiva sovrapposizione dei filamenti di actina, che interferisce con la formazione dei ponti trasversali. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale caratteristica distingue principalmente una stimolazione tetanica da una singola scossa muscolare?

<p>Nella stimolazione tetanica, la frequenza degli stimoli è così alta che il muscolo non ha il tempo di rilassarsi completamente tra uno stimolo e l'altro. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica un aumento del precarico in termini di fisiologia muscolare-cardiaca?

<p>Un aumento del volume telediastolico e quindi un aumento della forza di contrazione, secondo il meccanismo di Frank-Starling. (C)</p> Signup and view all the answers

In che modo l'organizzazione delle unità motorie influisce sulla precisione e sulla forza della contrazione muscolare?

<p>Unità motorie più piccole e numerose consentono movimenti più precisi e controllo fine, mentre unità motorie più grandi generano maggiore forza. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa accadrebbe se un farmaco aumentasse la concentrazione di acetilcolinesterasi nella giunzione neuromuscolare?

<p>La trasmissione neuromuscolare sarebbe inibita, portando a debolezza muscolare o paralisi. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale evento è direttamente responsabile dell'inizio del rilassamento muscolare?

<p>La diminuzione del rilascio di acetilcolina nella giunzione neuromuscolare. (A)</p> Signup and view all the answers

In una contrazione isotonica, come cambiano la velocità e la durata dell'accorciamento muscolare all'aumentare del carico?

<p>Diminuiscono sia la velocità che la durata dell'accorciamento. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della calsequestrina nel reticolo sarcoplasmatico?

<p>Legare il calcio all'interno del reticolo sarcoplasmatico, permettendo di immagazzinarne grandi quantità. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la fase di 'rigor' nel ciclo di contrazione muscolare?

<p>La fase in cui l'actina e la miosina sono legate saldamente insieme in assenza di ATP. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti eventi si verifica per primo dopo che un potenziale d'azione raggiunge la giunzione neuromuscolare?

<p>Legame dell'acetilcolina ai recettori nicotinici. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa accadrebbe se i tubuli T in una fibra muscolare fossero danneggiati o assenti?

<p>La fibra muscolare si contrarrebbe solo sulla superficie, portando a una contrazione disomogenea. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della nebulina nel sarcomero?

<p>Regolare la lunghezza dei filamenti sottili di actina. (C)</p> Signup and view all the answers

Come influisce la frequenza di stimolazione sulla forza sviluppata da un muscolo scheletrico?

<p>Una frequenza più alta aumenta la forza fino a un punto in cui si raggiunge una contrazione tetanica. (B)</p> Signup and view all the answers

Se un muscolo scheletrico venisse stirato oltre la sua lunghezza ottimale, come cambierebbe la forza che può generare?

<p>La forza diminuirebbe a causa della ridotta sovrapposizione dei filamenti di actina e miosina. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale conseguenza dell'accumulo di acido lattico durante l'esercizio fisico intenso?

<p>Una diminuzione del pH intracellulare, che può interferire con la contrazione muscolare e causare fatica. (D)</p> Signup and view all the answers

Come si definisce il post-carico in termini di contrazione muscolare?

<p>La forza che il muscolo deve superare per accorciarsi durante la contrazione. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa distingue una contrazione isocinetica dalle contrazioni isotoniche e isometriche?

<p>La contrazione isocinetica avviene a velocità angolare costante, mentre le altre due non hanno questa caratteristica. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale del sodio (Na+) nella giunzione neuromuscolare?

<p>Entrare nella cellula postsinaptica e generare il potenziale di placca (EPP). (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa comporta un aumento del postcarico sulla contrazione muscolare isotonica?

<p>Diminuisce la velocità di accorciamento e aumenta la latenza. (A)</p> Signup and view all the answers

In termini di consumo energetico, quale tipo di contrazione muscolare tende ad essere il più 'costoso' (richiede più ATP) per unità di tempo e perché?

<p>Contrazioni isometriche, per il continuo riformarsi dei ponti actina-miosina senza produzione di movimento. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale ruolo svolge l'ATP nel rilassamento muscolare?

<p>Provoca il distacco della miosina dall'actina, permettendo al muscolo di rilassarsi. (A)</p> Signup and view all the answers

Come il sistema nervoso centrale modula la forza muscolare?

<p>Variando il numero di unità motorie reclutate e la frequenza di scarica dei motoneuroni. (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende con l'espressione 'accoppiamento eccitazione-contrazione'?

<p>Il processo attraverso il quale uno stimolo nervoso porta alla contrazione muscolare. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la relazione tra una singola scossa muscolare e una contrazione tetanica?

<p>Una scossa singola è una singola contrazione e rilassamento, mentre la tetania è una serie di contrazioni che si sommano. (C)</p> Signup and view all the answers

Se un muscolo viene stimolato ripetutamente a una frequenza tale da non consentire un completo rilassamento tra gli stimoli, si verifica un fenomeno chiamato:

<p>Sommazione temporale. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Cosa sono i muscoli?

Strutture che permettono di compiere diverse azioni, come il mantenimento della postura, i movimenti peristaltici intestinali e il battito cardiaco.

Tipi di muscoli

I muscoli possono essere classificati in striati (scheletrici e cardiaci) e lisci, in base alla loro apparenza microscopica.

Controllo muscolare

I muscoli volontari sono innervati dal sistema nervoso somatico, mentre quelli involontari sono innervati dal sistema nervoso autonomo.

Cos'è una fibra muscolare?

La singola cellula muscolare, è composta da miofibrille ed è multinucleata.

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Cos'è il sarcomero?

Unità funzionale del muscolo scheletrico, la più piccola struttura che svolge l’attività dell’organo.

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Cos'è la banda I?

Banda del sarcomero costituita solamente da filamenti sottili (actina) e con basso indice di rifrazione.

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Cos'è la banda H?

Banda del sarcomero costituita da molecole di miosina a cavallo della linea M.

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Cosa sono le linee Z?

Linee che delimitano il sarcomero.

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Cos'è la linea M?

Linea al centro del sarcomero.

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Cos'è la miosina?

Proteina che costituisce i filamenti spessi del sarcomero.

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Cos'è l'actina?

Proteina che costituisce i filamenti sottili del sarcomero.

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Cos'è la tropomiosina?

Proteina che avvolge i filamenti di actina impedendo l'interazione con la miosina.

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Cos'è la troponina?

Proteina che, legandosi al calcio, sposta la tropomiosina permettendo l'interazione actina-miosina.

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Cos'è la titina?

Proteina strutturale che regola la centratura dei miofilamenti spessi durante la contrazione.

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Cos'è la nebulina?

Proteina strutturale che controlla il numero di monomeri di actina che formano il miofilamento sottile.

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Sito ATPasico

Sito sulla testa della miosina dove l'ATP viene idrolizzato per fornire energia.

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Sito motorio

Sito sulla testa della miosina che si lega all'actina per permettere la contrazione.

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Cos'è il filamento sottile?

Filamenti di F-actina a doppia elica a spirale.

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Cos'è la subunità T?

Subunità della troponina che si lega alla tropomiosina.

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Cos'è la subunità I?

Subunità della troponina che si lega all'actina inibendo il legame actina-miosina.

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Cos'è la subunità C?

Subunità della troponina che si lega al calcio, causando modifiche conformazionali che spostano la tropomiosina.

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Teoria dello scorrimento

Teoria secondo cui durante la contrazione i filamenti sottili scorrono verso il centro del sarcomero, aumentando la sovrapposizione tra actina e miosina.

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Cos'è il colpo di forza?

Definito come il cambiamento di forma del ponte trasversale actina-miosina che tira il filamento sottile verso l'interno del sarcomero.

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Cos'è il rigor mortis?

Stato di forte legame tra actina e miosina dovuto alla mancanza di ATP, tipico dopo la morte.

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Accoppiamento eccitazione-contrazione

Processo che collega l'attivazione della fibra muscolare a livello della sinapsi alla contrazione muscolare.

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Cosa sono i tubuli T?

Invaginazioni della membrana della fibra muscolare che portano il potenziale d'azione all'interno della fibra.

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Cos'è il reticolo sarcoplasmatico?

Membrana che circonda le miofibrille e contiene il calcio necessario per la contrazione muscolare.

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Cosa sono le cisterne?

Strutture alle estremità del reticolo sarcoplasmatico che immagazzinano il calcio.

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Recettore DHPR

Recettore della membrana dei tubuli T sensibile al voltaggio.

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Recettore RIR

Recettore del reticolo sarcoplasmatico che rilascia il calcio nel citoplasma.

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Pompa SERCA

Enzima che trasporta attivamente il calcio dal citoplasma al reticolo sarcoplasmatico, riducendo la concentrazione citoplasmatica di calcio.

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Calsequestrina

Proteina all'interno del reticolo sarcoplasmatico che lega il calcio.

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Cos'è il pre-carico?

Carico applicato al muscolo prima della contrazione.

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Cos'è il post-carico?

Resistenza che il muscolo deve superare durante la contrazione.

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Contrazione isometrica

Contrazione in cui la lunghezza del muscolo rimane costante.

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Contrazione isotonica

Contrazione in cui la tensione del muscolo rimane costante ma la lunghezza si accorcia.

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Cos'è la contrazione eccentrica?

Tipo di contrazione isotonica in cui il muscolo si allunga.

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Cos'è la contrazione concentrica?

Tipo di contrazione isotonica in cui il muscolo si accorcia.

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Contrazione isocinetica

Contrazione a velocità costante.

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Cosa è un'unità motoria?

Neurone motore e l'insieme delle fibre muscolari innervate.

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Study Notes

Il Muscolo Scheletrico

  • I muscoli permettono il mantenimento della postura, i movimenti peristaltici intestinali e il battito cardiaco.
  • Si distinguono muscoli striati (scheletrici e cardiaco) e lisci.
  • La contrazione può essere volontaria o involontaria.
  • Il tessuto muscolare striato mostra un'alternanza di bande chiare e scure al microscopio ottico, mentre il muscolo liscio appare disorganizzato.
  • I muscoli possono essere volontari (innervati dal sistema nervoso somatico) o involontari (innervati dal sistema nervoso autonomo).
  • La fibra muscolare (cellula muscolare) è un sincizio anatomico composto da miofibrille.
  • Il muscolo ha una parte contrattile e una parte elastica (tendine) che lo aggancia all'osso.

La Miofibrilla e il Sarcomero

  • La miofibrilla contiene il sarcomero, l'unità funzionale del muscolo.
  • Le bande nella miofibrilla sono A (anisotropa), I (isotropa, solo filamenti sottili), e H (solo miosina).
  • Le linee sono Z (tra) e M (a metà).
  • Le proteine spesse sono costituite da miosina, mentre i filamenti sottili sono costituiti da actina, troponina e tropomiosina.
  • Il sarcomero è la porzione tra due linee Z.
  • Sezioni diverse del sarcomero rivelano diverse composizioni proteiche.

Classificazione delle Proteine del Sarcomero

  • Proteine contrattili: actina e miosina.
  • Proteine regolatorie: troponina e tropomiosina.
  • Proteine strutturali: titina e nebulina.
  • L'actina forma filamenti sottili e interagisce con la miosina.
  • La miosina costituisce i filamenti spessi e interagisce con l'actina.
  • La tropomiosina regola l'interazione actina-miosina sul filamento sottile.
  • La troponina, legando il calcio, modifica l'attività della tropomiosina.
  • La titina centra i filamenti spessi, mentre la nebulina controlla la lunghezza dei filamenti sottili.

Il Filamento Spesso

  • Il filamento spesso è formato da miosina, con molecole a forma di "mazza da golf".
  • Ogni molecola di miosina ha una coda lunga e una testa globulare con siti per ATP e actina.
  • L'idrolisi dell'ATP fornisce energia.
  • Metà delle teste di miosina sono orientate in una direzione, metà nell'altra.
  • Circa 300 molecole di miosina formano un filamento spesso.
  • La zona senza teste è la banda H, mentre la zona con le teste è la banda A.

Il Filamento Sottile

  • Il filamento sottile è composto da G-actina che forma F-actina a doppia elica.
  • I siti di attacco per la miosina sull'actina permettono il cross-bridge e il colpo di forza.
  • Le proteine aggiuntive sono troponina e tropomiosina.
  • La troponina ha tre subunità: T (lega la tropomiosina), I (inibisce l'actina), e C (lega il calcio).
  • La tropomiosina è una proteina filamentosa a doppia elica avvolta attorno all'actina.

Il Meccanismo della Contrazione

  • Durante la contrazione, la banda H e la banda I si restringono, mentre la banda A rimane invariata.
  • La teoria dello scorrimento afferma che i filamenti sottili scorrono verso il centro del sarcomero, aumentando la sovrapposizione tra actina e miosina.
  • In assenza di eccitazione, il sito di legame dell'actina è bloccato dalla tropomiosina.
  • Il calcio rilasciato si lega alla troponina, spostando la tropomiosina e permettendo il legame actina-miosina.
  • Si forma così il ponte trasversale e si innesca il colpo di forza, che tira il filamento sottile verso la linea M.
  • Un singolo colpo di forza produce solo una piccola frazione dell'accorciamento totale.
  • Il ripetersi ciclico dei colpi di forza porta all'accorciamento completo del sarcomero.

Il Ruolo dell'ATP nella Contrazione Muscolare

  • L'ATP viene idrolizzato a ADP+Pi sulla testa della miosina, "armando" il ponte per la remata.
  • In assenza di calcio, il legame actina-miosina non avviene nonostante l'energia disponibile.
  • Il calcio si lega alla troponina, spostando la tropomiosina e permettendo il legame actina-miosina.
  • Durante il colpo di forza, vengono rilasciati fosfato (Pi) e ADP.
  • Il legame actina-miosina diventa molto forte (complesso di rigor) fino all'arrivo di una nuova molecola di ATP.
  • L'ATP causa il distacco di actina e miosina e il ciclo ricomincia.
  • In caso di morte, la mancanza di ATP causa il rigor mortis.

Meccanismo di Accoppiamento Eccitazione-Contrazione

  • Questo accoppiamento collega l'attivazione fibromuscolare a livello della sinapsi alla contrazione muscolare.
  • Gli attori sono il motoneurone, la giunzione neuromuscolare e la fibra muscolare.
  • Il motoneurone ha il corpo cellulare nel midollo spinale e innerva le fibre muscolari.
  • Strutture importanti sono il tubulo T e il reticolo sarcoplasmatico (con le cisterne).
  • Il potenziale d'azione sulla membrana della fibra si propaga attraverso i tubuli T.
  • Il reticolo sarcoplasmatico contiene calcio, che viene rilasciato quando arriva il potenziale d'azione.

Sequenza degli Eventi

  • L'assone rilascia acetilcolina (Ach) nella fessura sinaptica.
  • Ach interagisce con i recettori nicotinici, generando un potenziale di placca (EPP).
  • L'EPP genera un potenziale d'azione che corre lungo la membrana e nei tubuli T.
  • Il potenziale d'azione induce il rilascio di calcio.
  • Il calcio si lega alla troponina, permettendo il legame actina-miosina e il "colpo di forza".
  • Il ciclo si ripete finché c'è calcio disponibile.
  • Il meccanismo termina quando non c'è più rilascio di Ach.

Eventi Analitici

  • Il potenziale d'azione nel motoneurone causa l'entrata di calcio e il rilascio di Ach.
  • Ach si lega ai recettori nicotinici, favorendo l'entrata di Na+ e generando l'EPP.
  • L'EPP depolarizza la fibra muscolare e genera il potenziale d'azione muscolare.
  • I recettori DHPR e RIR permettono l'uscita del calcio dal reticolo sarcoplasmatico.
  • Il calcio si lega alla troponina e si formano i ponti trasversali.

Rilasciamento Muscolare

  • Inizia quando il motoneurone non è più stimolato e cessa il rilascio di Ach.
  • Il calcio non viene più liberato dal reticolo sarcoplasmatico.
  • Le pompe SERCA riportano il calcio nel reticolo, con l'aiuto della calsequestrina.
  • La concentrazione citoplasmatica di calcio diminuisce e la troponina non si lega più.
  • Troponina e tropomiosina si spostano, interrompendo il legame actina-miosina.

Tipi di Contrazione Muscolare

  • L'attività contrattile dura più a lungo dell'evento elettrico che la genera.
  • Il potenziale d'azione dura 1-2 ms, mentre la contrazione dura circa 50 ms e il rilasciamento altri 50 ms.
  • Un muscolo ha una componente contrattile (sarcomeri) e una componente non contrattile (tendini, titina).
  • Il pre-carico è il carico applicato al muscolo rilasciato, mentre il post-carico è la forza che il muscolo incontra quando si contrae.

Classificazione dei Tipi di Contrazione Muscolare

  • Contrazione isometrica: la lunghezza del muscolo è costante, la tensione si sviluppa senza accorciamento.
  • Contrazione isotonica: la tensione muscolare è costante, ma la lunghezza del muscolo si accorcia.
  • All'interno della contrazione isotonica si distinguono:
    • Contrazione eccentrica: il muscolo si allunga mentre sviluppa forza
    • Contrazione concentrica: il muscolo si accorcia.
  • Le contrazioni isotoniche pure sono rare nella vita quotidiana.

Studio delle Contrazioni

  • Le contrazioni isometriche e isotoniche sono studiate in vitro con set-up sperimentali su muscoli isolati.
  • Nella contrazione isometrica, il muscolo è teso tra supporti rigidi che impediscono l'accorciamento.
  • Nella contrazione isotonica, il muscolo può accorciarsi e spostare un carico.

Relazione tra Tensione e Carico

  • Nella contrazione isotonica, l'intensità e la forma della contrazione dipendono dal carico.
  • All'aumentare del carico: aumenta la latenza (tempo tra stimolo e inizio dell'accorciamento) diminusce la velocità diminuisce la durata dell'accorciamento.

Altri Tipi di Contrazione

  • Contrazione isocinetica: contrazione a velocità costante (studiata con apparati specifici).
  • Le contrazioni sono spesso una combinazione di isometrica e isotonica.
  • Alcuni muscoli, come quelli della lingua o gli sfinteri, non sono attaccati alle estremità ossee.
  • In una stimolazione tetanica isometrica, la forza rimane costante per tutta la durata della stimolazione.

Relazione tra Tensione e Lunghezza del Muscolo Scheletrico

  • La tensione passiva aumenta con l'allungamento del muscolo a riposo, a causa delle proprietà elastiche.
  • La tensione totale è data dalla somma della tensione passiva e della tensione attiva (indotta dalle proteine contrattili).
  • Esiste una lunghezza ottimale (circa la lunghezza a riposo) alla quale una contrazione tetanica isometrica sviluppa la forza massima.

Unità Motoria

  • Un motoneurone innerva più fibre muscolari, ma sempre dello stesso tipo.
  • Un'unità motoria è il motoneurone insieme a tutte le fibre muscolari che innerva.
  • Le fibre di un'unità motoria sono frammiste ad altre fibre di altre unità motorie.

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Esplora la struttura e la funzione del muscolo scheletrico, dalla sua composizione di fibre muscolari e miofibrille al ruolo del sarcomero. Scopri come le bande A, I e H contribuiscono alla contrazione muscolare. Approfondisci la distinzione tra muscoli striati e lisci e il controllo volontario e involontario.

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