Muscolare e Nervoso Flashcards
Tessuto muscolare scheletrico (non cardiaco): caratteristiche, origine, organizzazione muscolo (no struttura sarcomero)
Tessuto muscolare caratterizzato da striature dovute all’allineamento dei sarcomeri, contrazione volontaria in risposta a impulso nervoso (SN somatico).
Sincizio strutturale polinucleato, fibre muscolari diam. 10-100um e lunghezza variabile, sull’ordine del cm.
Membrana plasmatica = sarcolemma
REL = reticolo sarcoplasmatico
Il citoplasma contiene principalmente unità contrattili, miofibrille, e mitocondri per la produzione di energia. I nuclei sono in posizione sub-sarcoplasmatica, sulla periferia della fibra.
ORIGINE: mioblasti, cellule mononucleate precursori dei sincizi. Nella differenziazione, queste cellule si uniscono e iniziano a produrre miofibrille, per arrivare a comporre le fibre muscolari.
Rimangono, adese alle fibre, cellule “satelliti”; sono elementi staminali indifferenziati che in caso di necessità possono essere indotte a differenziarsi per riparare tessuti.
N.B.: le fibre muscolari sono cellule post-mitotiche, non in grado di proliferare!
ORGANIZZAZIONE:
FIBRA MUSCOLARE: unità morfologica.
in una fibra muscolare sono presenti tante miofibrille allineate.
ENDOMISIO: guaina di tessuto connettivo lasso, ricopre le fibre muscolari.
FASCICOLO: insieme di fibre muscolari, avvolte da PERIMISIO, tessuto connettivo lasso.
Il muscolo è costituito da tanti fascicoli, avvolti dalle rispettive guaine connettivali. Attorno all’insieme di fascicoli è presente l’EPIMISIO, guaina di tessuto connettivo denso.
Sarcomero: organizzazione, proteine
Un sarcomero (diam. 1,5um, lungh. 2,5um) è compreso tra due dischi Z, intercalati nella banda I, chIara. In centro al sarcomero banda M, intercalata nella banda A scura. Nella banda A, in centro, banda H chiara. Le bande chiare sono dovute a un solo tipo di filamento, le scure a 2 tipi di filamenti sovrapposti.
FILAMENTI SOTTILI: actina, tropomiosina, troponina, attorno ho nebulina, CAPS, all’estremità barbed end ho tropomodulina (stabilizzatori)
FILAMENTI SPESSI: miosina, titina (collega linee Z ed M interagendo con miosina, mantiene a registro i filamenti)
N.B.: per ogni filamento spesso, ce ne sono 6 sottili intorno.
DISCHI Z: chiamati così perché a TEM sono a zigzag. I filamenti sottili si collegano alla linea Z in modo sfalsato, attraverso una struttura costruita da alpha-actinina, che unisce un filamento sottile di un sarcomero a 4 filamenti sottili del sarcomero adiacente.
DISCHI M: ponti proteici che collegano i filamenti spessi attraverso proteina M, miomesina, schelemina.
MIOSINA: proteina costituita da una catena leggera (LMM), che sta sull’asse del filamento spesso, e una catena pesante (HMM), che possiede all’estremità due teste globulari: una per il legame con ATP, l’altra per il legame con actina. LMM e HMM sono legate da tripsina, che si piega nella contrazione.
COSTAMERI: filamenti intermedi (cheratine) di desmina si legano ai dischi Z mantenendole allineate, raggiungendo il sarcolemma dove si collega attraverso dei complessi proteici ai costameri, zone di adesione.
Desmina e vimentina si collegano al citoscheletro di actina.
L’actina raggiunge due complessi proteici:
- Vinculina e talina, si collegano a integrina transmembrana.
- Distrofina che si collega a sarco & distro-glicani, transmembrana
Laminina collega i complessi proteici alla membrana basale.
Meccanismo di contrazione del sarcomero: cosa cambia, fasi e ruolo del calcio
Il sarcomero nella contrazione si accorcia, grazie ai filamenti che si sovrappongono.
Banda A: non si accorcia, perché dipende dalla lunghezza del filamento spesso, che è costante.
Banda I: si accorcia, perché i filamenti sottili si avvicinano alla linea M.
Banda H: si accorcia.
1) A RIPOSO la testa della miosina è inclinata di 45° e lega 1 ATP.
2) Si ha idrolisi di ATP in ADP + fosfato, che cambia l’inclinazione a 90°. Ciò favorisce l’adesione della miosina all’actina, che però deve avere il sito di legame scoperto dalla troponina che nel mentre ha legato il calcio.
3) Una volta che il sito di legame è scoperto, la miosina si lega all’actina.
4) Il rilascio del gruppo fosfato e ADP porta all’inclinazione della testa della miosina, “tirando” il filamento di actina.
N.B.: a questo punto la situazione resta bloccata nel RIGOR. Per far sì che la testa della miosina si stacchi dal filamento sottile deve legarsi un’altra molecola di ATP. Se non accade, come nella morte, si manifesta il RIGOR MORTIS.
Ruolo del calcio:
Nel filamento sottile abbiamo
- Tropomiosina, proteina allungata che copre il sito di legame in corrispondenza dei solchi della actina.
- Troponina, molecola globulare che possiede tre sub-unità:
– I: lega l’actina
– T: lega la tropomiosina
– C: lega il calcio.
Quando si lega il calcio, la troponina cambia conformazione scoprendo il sito di legame per la miosina.
Reticolo sarcoplasmatico, sarcolemma e triade (scheletrico)
Il reticolo sarcoplasmatico mette in rapporto tutte le miofibrille con la superficie cellulare; regola finemente la trasmissione dell’impulso nervoso e la disponibilità di calcio.
Costituito da tubuli longitudinali che decorrono lungo le mio miofibrille, e che si riuniscono a formare delle cisterne terminali tra le bande A e I, e all’altezza della linea M formano una rete anastomotica (cisterne fenestrate).
Caratteristiche del sarcolemma sono le invaginazioni della membrana a formare dei tubuli (tubuli T) che decorrono tra le miofibrille, accantonate dalle cisterne terminali del sarcolemma.
1 tubulo T + 2 cisterne terminali = TRIADE
Quando si ha una onda di propagazione, condotta dal sarcolemma, questa raggiunge i tubuli T di tutte le triadi.
Sul tubulo T c’è recettore DIIDROPIRIDINICO, proteina voltaggio-dipendente che avverte la depolarizzazione modificando il recettore RIANODINICO, che causa la fuoriuscita di calcio dal reticolo sarcoplasmatico.
Il calcio è stoccato tramite calsequestrina, proteina capace di legare fino a 50 ioni calcio.
Quando la contrazione termina, il calcio viene ripompato nel reticolo sarcoplasmatico.
Placca motrice / giunzione neuromuscolare (striato)
L’assone del motoneurone perde il rivestimento mielinico e termina con un “bottone” presinaptico, in cui la membrana basale dell’assone si fonde con quella della fibra muscolare e si forma un accumulo di nuclei (nuclei della suola). All’interno numerosi mitocondri e vescicole sinaptiche contenenti acetilcolina.
All’arrivo dell’impulso nervoso l’acetilcolina viene liberata nello spazio intersinaptico, e i recettori sulla fibra muscolare aprono i canali del sodio inducendo una depolarizzazione.
Tipologie di fibre muscolari striate scheletriche e fattori che influenzano il tessuto
Fibre 1: ROSSE
A contrazione lenta, presenta numerosi mitocondri e elevata quantità di mioglobina. Il metabolismo e tendenzialmente aerobico e ossidativo, la contrazione è meno veloce ma le fibre resistono bene a fatica. Caratteristico dei muscoli posturali.
Fibre 2B: BIANCHE
Mitocondri meno numerosi, prediligono metabolismo anaerobico e glicolitico. La contrazione è veloce ma risente della fatica.
Fibre 2A: INTERMEDIE
Caratteristiche intermedie
Fattori che influenzano il tessuto muscolare:
ALLENAMENTO: può portare a modificare il fenotipo delle fibre, anche se ciò dipende molto dal tipo di innervazione che riceve.
L’allenamento aumenta il volume delle fibre muscolari attraverso nuovi miofilamenti; non aumenta necessariamente il numero di fibre (che dipende dalle satelliti)
- TESTOSTERONE e STEROIDI ANABOLIZZANTI
Tessuto muscolare cardiaco: caratteristiche, giunzioni
Tipologia di striato situato nel miocardio. NON sono sincizi ma singole cellule (sincizio funzionale, non strutturale), che presentano ramificazioni a Y (aspetto più “disorganizzato”) e nuclei in posizione centrale. La contrazione è involontaria, controllata dal SN autonomo ma indotta da cellule specializzate.
Le giunzioni tra cellule sono dette “strie scalariformi” o “dischi intercalari”, e presentano una porzione trasversale ed una longitudinale (scalariforme appunto). Miofibrille distribuite in maniera più variabile, ma sono visibili le striature caratteristiche. Lunghe circa 100um.
In sezione è presente tessuto connettivo, analogo dell’endomisio, disposto tra le fibre e ospitante la rete di capillari. Spesso si vedono nuclei esterni ai cardiomiociti, sono fibroblasti!
Giunzioni:
Porzione TRASVERSALE: taglia le miofibrille perpendicolarmente, sono presenti fasce aderenti e desmosomi per il mantenimento dell’integrità strutturale. (fasce aderenti diverse da zonule aderenti: le zonule, viste negli epiteli, si dispongono a cintura, nei cardiomiociti no ma hanno la stessa funzione).
Le fasce aderenti sono essenziali anche per l’ancoraggio delle miofibrille alle porzioni trasversali!
Porzione LONGITUDINALE: parallela alle miofibrille, utilizzata per inserire giunzioni GAP, fondamentali per la propagazione dell’impulso di contrazione. Risente meno delle forze di contrazione.
Organizzazione del reticolo sarcoplasmatico e del sarcolemma nei cardiomiociti
Come visto nelle muscolari, sono presenti invaginazioni di sarcolemma (tubuli T) per la propagazione dell’impulso alle miofibrille interne alla cellula.
Differenze:
- Il diametro del tubulo T è circa 2-3 volte più grande!
- Il tubulo T giace sulla linea Z.
Il reticolo sarcoplasmatico presenta tubuli lungo i sarcomeri per il rilascio di Ca++, non presenta anastomosi dei tubuli e in prossimità del tubulo T NON presenta cisterne terminali. Il reticolo semplicemente si dilata entrando in contatto con il tubulo ricevendo il comando di rilasciare calcio.
Tubulo T + espansione R.S. = DIADE
La funzione è esattamente la stessa delle scheletriche.
Trasmissione dell’impulso nel miocardio
L’impulso nasce da cellule specializzate nella produzione spontanea di un impulso contrattile, nel nodo seno-atriale. Il sistema nervoso autonomo ha unicamente funzione modulatoria (forza di contrazione e ritmo cardiaco).
L’impulso si propaga alle cellule degli atri e giunge al nodo atrio-ventricolare, in cui dal fascio di His, attraverso branche destra e sinistra, giunge alle fibre del Purkinje.
Cellule del Purkinje: più grandi, meno colorabili, presentano meno miofilamenti perché la loro funzione principale è la trasmissione dell’impulso nervoso.
Tessuto muscolare liscio: caratteristiche generali, cellule speciali, strati negli organi cavi
Cellule di forma fusata, nucleo centrale ovoidale parallelo alla forma della cellula. Le cellule sono disposte in maniera sfalsata e unite da giunzioni GAP. In sezione trasversale possono non essere presenti i nuclei; dipende dalla sezione di taglio, se li include o meno. Scarso connettivo a ricoprirle.
NON presenta striature, e l’apparato contrattile si “monta” solamente nel momento della contrazione, utilizzando sempre filamenti spessi e sottili. Muscolatura involontaria controllata dal sistema nervoso autonomo.
Cellule speciali:
- Mioepiteliali: caratteristiche intermedie tra epiteliali e muscolari lisce, permettono la contrazione degli adenomeri favorendo l’espulsione del contenuto degli adenomeri.
- Miofibroblasti: cellule che contraggono la ferita, favorendo la cicatrizzazione.
- Mioidi: a circondare i tubuli seminiferi, fanno progredire gli spermatozoi nel tubulo.
Tonaca muscolare: strato degli organi cavi del tubo digerente, presenta due strati di tessuto muscolare liscio necessari per la peristalsi.
- Strato interno: muscolatura circolare, “strozza” il tubo
- Strato esterno: longitudinale, fa avanzare il contenuto
Contrazione delle cellule muscolari lisce: morfologia dei componenti e meccanismo di contrazione
CAVEOLE: invaginazioni di sarcolemma, con funzione analoga ai tubuli T. Sotto a queste caveole sono presenti porzioni di reticolo sarcoplasmatico. Queste caveole possono trasmettere l’impulso di depolarizzazione al reticolo!
FILAMENTI SOTTILI:
- Actina (isoforma del liscio)
- Tropomiosina
- Caldesmone, calponina e calmodulina (a sostituire la troponina)
FILAMENTI SPESSI:
- Miosina II, che a riposo presenta la coda ripiegata ad anello, non permettendo la formazione di filamenti spessi e non permettendo il legame con actina.
CORPI DENSI: elettrondensi al TEM, danno ancoraggio a filamenti sottili e filamenti intermedi del citoscheletro. Svolgono una funzione analoga alle linee Z dello scheletrico.
PLACCHE DENSE: sulla superficie interna della cellula, attraverso complessi proteici che coinvolgono vinculina, talina e integrina fanno aderire i corpi densi al sarcolemma.
MECCANISMO: innanzitutto si ha l’ingresso di ioni calcio nel citoplasma cellulare.
1) Ca++ si lega a calmodulina
2) Il complesso si lega al caldesmone, liberando il sito di legame per la miosina.
3) Il complesso attiva inoltre la chinasi della catena leggera della miosina (MLCK), la quale fosforilando la miosina II la allunga, la “srotola”.
4) La miosina può ora formare i filamenti spessi, i quali saranno a polarità laterale (su un lato le teste hanno una direzione, sull’altro un’altra).
5) La contrazione avviene, tramite ATP, attraverso lo scivolamento dei filamenti sottili sugli spessi, in maniera analoga allo striato. La cellula si “STRIZZA”.
6) A fine contrazione viene rilasciato il calcio, che esce dalla cellula disassemblando gli apparati contrattili.
Innervazione della muscolatura liscia
Tipologie
- Multiunitaria: le fibre nervose si diramano all’interno del tessuto muscolare e tramite bottoni sinaptici comunicano con più cellule muscolari.
- A singola unità: la fibra nervosa raggiunge poche cellule, il meccanismo di contrazione viene propagato principalmente grazie a giunzioni GAP.
Muscoli multiunitari richiedono maggior controllo, come quelli dell’occhio.
Muscoli a singola unità compiono movimenti più grezzi, come la peristalsi dell’intestino.
Caratteristiche dei neuroni: funzioni, proprietà, componenti
Unità funzionali del tessuto nervoso, è in grado di ricevere informazioni, elaborarle, e produrre una risposta.
Proprietà:
- Eccitabilità: reagisce a stimoli, trasformandoli in impulsi nervosi
- Conducibilità: trasmette il segnale ad altre parti della cellula e ad altre cellule
- Polarizzazione funzionale: la direzione di propagazione dell’impulso è ben precisa
NEURONE: dimensioni da 4 a 135um
- Pirenoforo / corpo cellulare: racchiude il pericarion, citoplasma del neurone.
– Nucleo eucromatico molto attivo
– Abbondante RER che con i poliribosomi costituisce i corpi di NISSL o SOSTANZA TIGROIDE per l’aspetto.
– Golgi molto sviluppato
– Citoscheletro: microtubuli, f. intermedi (neurofilamenti), microfilamenti
– LIPOFUSCINE: colorabili, resti di organuli digeriti, si accumulano con l’età.
N.B.: i neuroni sono metabolicamente molto attivi, producono molte proteine che sono sia neurotrasmettitori, sia (e in prevalenza) proteine di membrana. I neuroni possiedono superfici di membrana molto estese!
DENDRITI: estensioni dal nucleo arborizzate/ramificate, ricoperte da plasmalemma, superficie rialzata a “spine” (actina) ricoperta di bottoni sinaptici per la ricezione di segnali. Non superano il mm di lunghezza. Contiene organelli, ma poco RER.
ASSONI: nascono dal cono di emergenza, possono essere lunghi fino al metro (ischiatico). Non presenta ramificazioni, se non nella sua parte terminale, e nel caso di rami collaterali a 90°. L’assone può essere mielinizzato o meno, con variazione della velocità di conduzione. Contiene numerosi mitocondri e filamenti di citoscheletro soprattutto per il traffico vescicolare.
Calibro uniforme
Neuroni: classificazioni, struttura dei nervi spinali e relazione tra le tipologie di neuroni
Numero di prolungamenti:
- Unipolari: solo un assone
- Bipolari: un dendrite e un assone
- Multipolari: tanti dendriti e un assone
- Pseudounipolari: un prolungamento che si ramifica in due. Uno è l’assone, l’altro è il dendrite. Tipico dei GALGLI
Lunghezza degli assoni:
- 1° tipo del Golgi: assone molto lungo, es neuroni periferici.
- 2° tipo del Golgi: assone molto breve, es nel cervello.
Funzione:
- Sensitivi: ricevono l’informazione dalla periferia
- Motori: portano l’informazione alla periferia
- Interneuroni: 99% dei neuroni, posti tra gli afferenti e gli efferenti.
NERVI SPINALI: nervi che nascono dal midollo spinale , presentano sia neuroni sensitivi che motori.
Dal midollo spinale nascono delle “corna” o radichette, anteriori e posteriori:
- Anteriormente: partono gli assoni dei neuroni effettori.
- Posteriormente: arrivano gli assoni dei neuroni sensitivi, che prima di inserirsi nella sostanza grigia del midollo spinale, raggiungono il ganglio della radice dorsale. I neuroni dei gangli sono pseudounipolari.
Tra un neurone motore ed un neurone sensitivo può essere interposto un interneurone, che ha la capacità di modulare la risposta. L’interneurone è:
- Stimolatorio se induce una risposta al neurone motorio
- Inibitorio se inibisce l’effettore.
Inoltre tra uno o più neuroni sensitivi e uno o più neuroni motori possono essere collegati uno o più interneuroni; la risposta può quindi essere ampliamente regolata attraverso l’azione di neuroni inibitori o stimolatori, aumentando la complessità del sistema.
Contenuto e trasporto / flusso di sostanze nei dendriti e assoni
Le dendriti sono molto più corte degli assoni e il contenuto è analogo a quello del pirenoforo; presentano RER (scarso ma c’è -> sostanza tigroide!) e citoscheletro.
- Actina, che va a costituire le spine dendritiche;
- Microtubuli, che possono posizionarsi in direzioni differenti (da + a -, da - a +, rispetto al pirenoforo)
L’assone all’interno presenta scarso REL, non è presente RER, Golgi e ribosomi, sono presenti numerosi mitocondri.
Il citoscheletro all’interno è molto sviluppato:
- Neurofilamenti (filamenti intermedi)
- Microtubuli
- Microfilamenti
La funzione è di sostegno, trasporto vescicolare, necessaria al rilascio dei neurotrasmettitori alla terminazione sinaptica.
N.B.: i microtubuli dell’assone originano indipendentemente dal MTOC del neurone! Sono presenti MAP stabilizzanti che inducono la formazione di microtubuli in modo parallelo e concorde (da - a + verso la periferia.
Chinesine e dineine si muovono all’interno dell’assone trasportando carichi:
- Chinesine in senso anterogrado, portano neurotrasmettitori, proteine, mitocondri ecc.. con velocità fino a 200mm al giorno. Più lentamente, 1mm al giorno, vengono trasportati anche componenti del citoscheletro.
- Dineine in senso retrogrado, trasportando materiale internalizzato come neurotrasmettitori .
