Tessuto muscolare Flashcards
Descrivi il tessuto muscolare.
I tessuti muscolari costituiscono il parenchima dei diversi tipi di muscolo: striato scheletrico, striato cardiaco
e liscio. La loro caratteristica è la capacità contrattile grazie ai miofilamenti.
Tutti i sistemi contrattili hanno in comune la capacità di ottenere energia meccanica dalla scissione enzimatica
dell’ATP, la quale determina il movimento di strutture filamentose costituite da proteine quali miosina, actina
e proteine regolative.
I tessuti muscolari svolgono diverse funzioni: sono responsabili della locomozione, del movimento relativo
delle parti del corpo, del mantenimento della postura, della circolazione, della respirazione, del movimento
del contenuto degli organi cavi, della termo regolazione e del rilascio di miochine (per questo può essere
definito lq più grande ghiandola endocrina del nostro organismo).
I diversi tipi di tessuto muscolare sono costituiti dalle cellule muscolari o fibre, che producono la contrazione,
e da connettivo che lo rende meccanicamente solidale e fornisce il supporto metabolico.
Il termine fibra in questo tessuto è sinonimo di cellula (non come negli altri tessuti.
Descrivo il tessuto muscolare striato scheletrico.
È il più abbondante, costituisce il 40% del peso corporeo di un adulto.
È costituito da cellule multinucleate cilindriche denominate fibre muscolari.
I muscoli scheletrici sono costituiti da fasci di fibre muscolari associati per mezzo del connettivo. Il muscolo è
avvolto da una guaina connettivale densa, l’epimisio, in continuità con il tendine. Dall’epimisio emanano setti
connettivali che avvolgono i fasci muscolari formando il perimisio.
Il perimisio si ramifica ulteriormente in sepimenti che avvolgono ciascuna fibra, l’endomisio.
Vasi e nervi seguono le ramificazioni del connettivo: si risolvono in una rete capillare che avvolge ogni fibra. La fibra muscolare striata ha forma di cilindro con spessore tra 10-100μm e lunghezza che varia da pochi mm
a diversi centimetri. In sezione trasversale hanno aspetto poligonale, adiacenti tra loro separate da endomisio.
La membrana plasmatica della fibra muscolare è chiamata sarcolemma ed è circondata da un glicocalice
proteico polisaccaridico (PAS-positivo), a sua volta contornato dall’endomisio (permettono di vedere
l’involucro della fibra in microscopia ottica).
La fibra è un sincizio polinucleato che si forma durante lo sviluppo embrionale in seguito alla fusione di molte
cellule muscolari embrionali mononucleate, ovvero i mioblasti. Derivano dal mesoderma parassiale tramite
un processo di segmentazione: questo porta alla formazione dei somiti, strutture epiteliodi che,
differenziandosi, formeranno sclerotomo, dermatomo e miotomo. Dal miotomo si sviluppano i mioblasti che
si differenzieranno nella miogenesi; i mioblasti, dopo aver proliferato, diventano mioblasti post-mitotici che si
fondono tra loro formando il sincizio. Il numero dei nuclei determina la dimensione della fibra. Aumento e diminuzione del numero dei nuclei è
dovuto rispettivamente a ipertrofia e atrofia, dovute all’enorme plasticità del tessuto muscolare.
L’ipertrofia porta ad un aumento in diametro delle fibre e ad un aumento del numero totale di mionuclei.
L’atrofia è dovuta a disuso, malattie croniche, denervazione, e porta alla riduzione delle dimensioni dei nuclei.
All’esterno della fibra si riscontrano altri nuclei appartenenti alle cellule satelliti, che rappresentano il
compartimento staminale del muscolo scheletrico e partecipano alla rigerazione muscolare.
Il citoplasma della fibra è chiamato sarcoplasma ed occupa gli interstizi tra miofibrille: vi si ritrovano Golgi in
posizione paranucleare, mitocondri e il reticolo sarcoplasmatico, ovvero una specializzazione del REL.
Contiene inoltre glicogeno, gocce lipidiche e la mioglobina, proteina coniugata col ferro e che è capace di
immagazzinare ossigeno e cederlo durante la contrazione.
Descrivi la striatura.
Uno dei caratteri più distintivi delle fibre muscolari scheletriche è la striatura:
* Trasversale: alternanza regolare di bande presente a livello delle singole miofibrille determinata dalla
disposizione dei filamenti spessi e sottili.
* Longitudinale: dovuta alla presenza delle miofibrille, sottili fibrille fra loro parallele disposte lungo l’asse longitudinale della fibra.
Che tipi di fibre muscolari esistono?
Le fibre muscolari si possono distinguere dalla colorazione in due tipi:
* Fibre rosse: contraddistinguono i muscoli lenti e sono caratterizzate da metabolismo ossidativo,
aerobico, con mitocondri numerosi disposti in file longitudinali tra le miofibrille nella regione
subsarcolemmale.
Le linee Z sono spesse e il RS è ben sviluppato.
Mioglobina più elevata.
* Fibre bianche: contraddistinguono i muscoli veloci e sono caratterizzate da un metabolismo
glicolitico, anaerobico, con mitocondri scarsi a livello sarcolemmale.
La linea Z è meno ampia e il RS è meno sviluppato.
Mioglobina più scarsa.
Descrivi le miofibrille.
La maggior parte del volume delle fibre muscolari è occupato dalle miofibrille, composte principalmente da
miofilamenti spessi e sottili.
Le miofibrille sono strutture longitudinali del diametro di 1-3μm, fittamente stipate. Occupano ogni fibra, si
estendono per la sua intera lunghezza e presentano una striatura.
Nell’esame a luce polarizzata si vedono:
* Bande A: anisotrope, bande bifrangenti, brillanti.
Ogni banda A presenta una zona centrale più chiara, la banda H, attraversata nel mezzo da una linea
più scura, la linea M.
* Bande I: isotrope, bande monofrangenti, poco colorabili.
Vi è una linea scura trasversale che divide la banda I, la linea Z.
Descrivi il sarcomero.
Ciascun segmento di miofibrilla compreso tra due linee Z successive forma un sarcomero, ovvero l’unità
strutturale e funzionale della miofibrilla: comprende una banda A e due emibande I. Il sarcomero, a riposo è lungo 2-3μm, mentre nella contrazione può ridursi a 1μm.
Gli accorciamenti dei sarcomeri si sommano determinando l’accorciamento della miofibrilla.
Se si parla di accorciamento del muscolo la contrazione è concentrica. Esistono anche la contrazione
eccentrica, quando la contrazione muscolare si oppone ad una forza che tende ad allungare il muscolo, e la
contrazione isometrica, quando non vi è accorciamento delle fibre muscolari.
I sarcomeri sono costituiti da miofilamenti di due tipi:
* Spessi, composti di miosina con 10nm di spessore e 1,5μm di lunghezza;
I filamenti spessi occupano l’intera banda A determianndone la lunghezza, sono paralleli e distano
45nm tra loro. Sono più spessi centralmente, costituendo la banda M.
* Sottili, composti di actina con 5nm di spessore e lunghi 1μm.
I filamenti sottili si estendono da ciascuna linea Z lungo la semibanda I e penetrano nella banda A:
ogni filamento spesso è circondato da sei filamenti sottili disposti agli angoli di un esagono.
La banda H è più chiara in quanto non occupata dai filamenti sottili.
La linea M, più densa è dovuta alla presenza di ponti trasversali che uniscono i filamenti spessi.
La linea Z è densa in quanto rappresenta l’ancoraggio dei filamenti sottili per mezzo dei filamenti Z, composti
da α-actinina, proteina appartanente alle spectrine e capace di legare l’actina; al legame tra α-actinina e actina
contribuiscono anche talina e miotilina.
Agiscono anche altre proteine segnalatrici giganti sarcomeriche come la:
* Titina: connesse tramite un sistema costituito da miomesina e proteina-C; determina l’allineamento
dei filamenti nei sarcomeri e le proprietà elastiche delle miofibrille.
* Nebulina: determina l’allineamento dei filamenti sottili.
* Oscurina: trasduce segnali meccanici generati nel sarcomero ed è implicata nella corretta
organizzazione delle proteine sarcomeriche.
La disposizione dei mitocondri è in stretto rapporto con l’organizzazione sarcomerica.
I mitocondri hanno disposizione regolare in rapporto alle bande trasversali:
* Nelle fibre bianche i mitocondri hanno disposizione para-Z, ovvero in coppia ai lati della linea Z;
* Nelle fibre rosse si dispongono in lunghe file continue tra le miofibrille.
A cosa serve la desmina?
La desmina, insieme a beta-sinemina, filamina e plectina, forma un’impalcatura a livello della linea Z e la
connette al citoscheletro subsarcolemmale. Questi elementi formano un reticolo che mantiene in registro i
sarcomeri appartenenti a miofibrille parallele e trasmette la forza generata dalla contrazione al sarcolemma.
Cos’è il complesso associato alla distrofina?
Il complesso molecolare glicoproteico associato alla distrofina, o DGC, connette il citoscheletro alla ECM
tramite il sarcolemma.
A cura di Giorgio Guadalupi 127
Funzioni:
* Contribuisce al comportamento solidale;
* Protegge il sarcolemma dallo stress meccanico generato durante la contrazione e la distensione.
* Segnalazione cellulare.
Il principale componente del DGC è la distrofina, la quale si lega all’actina e con la porzione intracellulare del
distroglicano-beta. Quest’ultimo, tramite il distroglicano-alfa, si lega alla laminina, che a sua volta è connessa
ad altri componenti della ECM (agrina e perlecano).
Alterazioni delle componenti causano distrofie muscolari. Se vi sono alterazioni nella glicosilazione dei distroglicani, distroglicanopatie.
Cosa sono i sarcoglicani?
I sarcoglicani formano un complesso transmembrana costituito da 4 glicoproteine unite al sarcospan e legati
al DGC attraverso la distrobrevina-alfa, ancorandolo al sarcolemma. Si forma una struttura tra sarcomero,
citoscheletro e ECM che stabilizza il sarcolemma e permette la trasduzione della forza contrattile
trasversalmente.
Cosa sono i costameri?
I complessi DGC, insieme al complesso integrine-vincolina-talina, formano i costameri.
I costameri sono associati alla linea Z e:
* Mantengono in registro le miofibrille;
* Ancorano il sarcolemma alle miofibrille e alla ECM;
* Trasducono segnali di stress meccanico generati all’esterno della fibra.
Il complesso integrine-vincolina-talina ancora i costameri alle integrine.
A quest’ultime si associano la:
* Chinasi delle adesioni focali (FAK): si attiva quando le integrine interagiscono con la ECM durante la
contrazione, attivando la costamerogenesi e la miofibrillogenesi
* Caveolina-3 e cavin-1: proteine integrali di membrana costituenti le caveole, invaginazioni vescicolari
della membrana plasmatica coinvolte nel flusso ionico e nella segnalazione cellulare
Descrivi i miofilamenti spessi.
I miofilamenti spessi sono composti da un insieme di molecole di miosina di tipo II, orientate
longitudinalmente e disposte parallelamente tra loro.
Presentano una regione centrale liscia e porzioni periferiche con ponti trasversali che li collegano ai filamenti
sottili.
Ogni filamento è composto da un fascio di molecole di miosina orientate con la coda verso il centro del
filamento e la testa globosa verso l’una o l’altra estremità del miofilamento (o verso l’estremità della banda A
o verso l’estremità opposta). Si genera così un filamento in cui le due metà hanno polarità strutturale opposta.
Le teste di miosina costituiscono le proiezioni trasversali che si legano ai filamenti sottili, sono poste ad
intervalli di 14nm e secondo un andamento elicoidale con passo di 40nm.
La porzione liscia, o banda H, è costituita dalle code delle miosine più centrali.
La miosina di tipo II è composta da 6 subunità a due a due uguali:
* due catene pesanti MyHC;
* due catene leggere essenziali ELC;
* due catene leggere regolative RLC.
È formata da una coda e due teste; tra queste due parti vi è una regione cerniera.
Le catene pesanti sono avvolte a spirale nella regione della coda e sono caratterizzate dalle due teste globose.
Le leggere sono localizzate sulle cerniere e sulle teste.
Le teste sono la regione funzionale: vi è il sito per l’ATP e il sito di legame per l’actina.
La dsposizione delle molecole di miosina è controllata da proteine: miomesina, proteina C legante la miosina,
proteina M.
La proteina C connette i miofilamenti spessi alla titina.
Descrivi i miofilamenti sottili.
I filamenti sottili sono formati dall’avvolgimento reciproco di due filamenti di F-actina; nel solco
della doppia elica vi sono filamenti di tropomiosina, associati a troponina.
I filamenti di F-actina sono composti da una sequenza di monomeri di G-actina asimmetrici e orientati nella
stessa direzione: vi è quindi una polarità del filamento dalla linea Z alla banda H.
Questa è una condizione essenziale per lo scorrimento dei filamenti sottili verso il centro.
La tropomiosina è una molecola filamentosa avvolta a doppia elica; le molecole si dispongono una dopo l’altra
lungo il filamento sottile, nel solco della doppia elica di actina.
Esistono due monomeri diversi di tropomiosina:
* Forma α: predomina nelle fibre veloci;
* Forma β: predomina nelle fibre lente.
Ad ogni molecola di tropomiosina è associato un complesso troponinico, assente nel muscolo liscio, e formato
da tre subunità: troponina-T che lega il filamento di tropomiosina, troponina-I che lega l’actina impedendo il legame actina-miosina, troponina-C che lega il calcio.
Cos’è il reticolo sarcoplasmatico?
Il reticolo sarcoplasmatico è una specializzazione del REL presente solo nel muscolo striato: con il
sistema T (formato da tubuli trasversali, tubuli T) forma cisterne e tubuli che rapportano le miofibrille con la
superficie cellulare e regola la trasmissione dell’impulso nervoso e la disponibilità di calcio.
Il RS è formato dai sarcotubuli, un sistema continuo di canalicoli delimitati da membrana.
Al centro del sarcomero, sulla banda H, i tubuli si anastomizzano in una rete fenestrata detta cisterna
fenestrata centrale.
A livello di ciascuna giunzione A-I, i tubuli formano una coppia di cisterne terminali, tra le quali si interpone
un tubulo T, che insieme formano la triade o unità di rilascio di Ca2+ (URC).
Il tubulo T è un’invaginazione della membrana plasmatica.
La triade è il punto in cui avviene l’accoppiamento eccitazione-contrazione e il rilascio di Ca2+ in risposta
alla propagazione di un potenziale depolarizzante nella membrana del tubulo T.
Infatti, la parete dei tubuli T contiene il recettore diidropiridinico, una proteina attivata dalla variazione di
voltaggio, e le membrane delle cisterne terminali presentano recettori rianodinici che formano canali per il
passaggio del calcio rilasciato nel sarcoplasma.
I tubuli T sono accoppiati alle cisterne del RS grazie a dei ponti. Questo collegamento fa sì che l’attivazione del
recettore diidropiridinico (dipendente dalla depolarizzazione), provoca l’apertura del canale del recettore
rianodinico che fa defluire il calcio dalla cisterna terminale.
Successivamente il calcio viene recuperato dal sarcoplasma e pompato nelle cisterne del reticolo.
Il lume del RS è capace di accumulare notevoli quantità di calcio (fondamentale per l’interazione actomiosinica) grazie alla calsequestrina.
In associazione con le cisterne vi sono mitocondri e granuli di glicogeno per le necessità energetiche del
sistema contrattile.
Fasi:
1. Cisterne contengono grandi quantità di calcio legate alla calsequestrina;
2. Un impulso nervoso provoca depolarizzazione della membrana della fibra;
3. La depolarizzazione attiva i recettori diidropiridinici, che attivano i recettori riadonici, che rilasciano
calcio nel sarcoplasma.
4. In presenza di calcio, la troponina-C provoca lo smascheramento del sito attivo dell’actina che può
interagire con la miosina: si verifica lo scorrimento dei filamenti spessi e sottili, con conseguente
accorciamento del sarcomero.
5. Il calcio viene richiamato nelle cisterne e la troponina-I si associa all’actina, interrompendo la
contrazione.
Come funziona la contrazione muscolare?
Durante la contrazione concentrica, i filamenti sottili scorrono lungo i filamenti spessi verso il centro della
banda A, trascinandosi le due linee Z.
Il meccanismo di interazione tra i due tipi di miofilamenti, l’intervento dell’ATP e il ruolo del calcio,
costituiscono il meccanismo ciclico di formazione e rilascio del ponte acto-miosinico.
Nel sarcomero a riposo la concentrazione di calcio nel sarcoplasma è bassa e la troponina-I maschera il sito
attivo dell’actina, in modo che i miofilamenti non interagiscono.
I siti ATPasici delle teste di miosina sono occupati da ADP.
Prima fase di contrazione
La depolarizzazione, indotta dal motoneurone, si diffonde tramite i tubuli T al RS e, mediante i recettori
diidropiridinici e rianodinici, gli ioni calcio sono rilasciati nel sarcoplasma.
La troponina-C, a seguito del legame con il calcio, fa scorrere il filamento di tropomiosina smascherando il
sito attivo dell’actina, che forma il ponte con la testa di miosina.
L’ATP ancora non lega la miosina, e la testa è ancora nella sua conformazione originale, non flessa: complessi
rigor. Responsabile del rigor mortis, la rigidità muscolare dopo la morte.
Seconda fase di contrazione
Le molecole di ATP si legano alle teste di miosina, determinando il distacco dell’actina.
L’attività ATPasica determina l’idrolisi dell’ATP in ADP + fosfato inorganico: vi è un cambiamento
conformazionale delle teste di miosina che si flettono verso la linea Z caricandosi di energia potenziale.
Terza fase di contrazione
Il rilascio del fosfato inorganico provoca un cambiamento conformazionale delle teste di miosina che genera
il colpo di frusta (powerstroke): si forma un nuovo legame con un’actina più periferica di quella legata in
prima fase e trasformazione dell’energia chimica dell’ATP in energia cinetica con il ritorno della testa
nell’angolo pre-flessione, cioè verso il centro del sarcomero, trascinando con sé il filamento sottile.
Si ritorna così alla prima fase, ma con un ponte che ora coinvolge una molecola di actina più vicina alla linea
Z: si è verificato uno spostamento.
Se lo stimolo persiste, il sarcomero compie un altro passo e si accorcia nuovamente.
In assenza di stimolazione, invece, vi è la diminuzione del calcio libero sarcoplasmatico ad opera della pompa
SERCA nel lume delle cisterne, e quindi il rilassamento del muscolo.
Descrivi il funzionamento della placca motrice.
La contrazione della fibra muscolare è innescata da un impulso che giunge tramite una fibra nervosa motoria.
Queste originano dal tronco encefalico o dal midollo spinale, si ramificano nel perimisio e nell’endomisio e
terminano nel sarcolemma in sinapsi, dette giunzioni neuromuscolari o placche motrici.
Le estremità delle fibre nervose perdono la guaina mielinica ma restano rivestite dalla cellula di Schwann
terminale o cellula di teloglia. La membrana basale della cellula di Schwann si fonde con la fibra muscolare,
interponendosi tra le membrane presinaptica e postsinaptica.
La placca motrice è costituita da due parti: una della fibra nervosa e l’altra della fibra muscolare. Nel
citoplasma della terminazione nervosa (bottone presinaptico) sono presenti numerosi mitocondri e vescicole
sinaptiche.
La membrana plasmatica della fibra muscolare è polarizzata e, quando eccitata, depolarizza, ovvero inverte il
suo potenziale di riposo, originando un potenziale d’azione che scatena la contrazione muscolare.
La giunzione muscolare si genera attraverso un processo che richiede un’interazione tra terminazione nervosa
e la zona del sarcolemma con cui entra in contatto: la membrana quindi si modifica dando origine alla membrana postsinaptica, specializzata in cui confluiscono i recettori nicotinici dell’acetilcolina della fibra
muscolare.
Nella fibra muscolare, in corrispondenza della placca motrice, si osserva una zona di citoplasma denso con
struttura granulare ed un accumulo di nuclei (nuclei della suola).
Le ramificazioni dell’assone sono accolte in invaginazioni della fibra muscolare, dette fessure sinaptiche
primarie. Queste presentano a loro volta dei ripiegamenti, detti fessure sinaptiche secondarie, le quali
aumentano localmente la superficie del sarcolemma. Questo sistema è detto apparato sottoneurale. A livello della placca motrice, la distrofina è sostituita dalla utrofina che forma strutture denominate UGC per legare la membrana basale al citoscheletro.
Come si trasmette l’impulso nervoso?
La trasmissione dell’impulso nervoso origina dal motoneurone e viene propagato lungo tutto l’assone fino al
bottone presinaptico.
1. Liberazione acetilcolina delle vescicole del bottone presinaptico nello spazio intersinaptico. Il rilascio
avviene per “pacchetti”. La tossina prodotta da Clostridiumbotulinum inibisce l’esocitosi delle vescicole di
acetilcolina interferendo con le proteine SNARE.
2. Legame acetilcolina con recettori nicotinici (nAChR) sulla membrana postsinaptica. Conseguente apertura
dei canali ionici per l’ingresso di Na+ e successiva depolarizzazione.
Un meccanismo di limitazione della trasmissione è operato dall’aceticolinesterasi, un enzima rilasciato dal
bottone presinaptico e concentrato nel sarcolemma postinaptico che idrolizza l’acetilcolina nello spazio
intersinaptico.
3. Attivazione canali per il Na+ voltaggio-dipendenti che causa il propagarsi della depolarizzazione a tutto
il sarcolemma, includi i tubuli T.
4. La depolarizzazione attiva i recettori diidropiridinici —> conseguente attivazione dei recettori
rianodinici e liberazione del Ca2+ nel sarcoplasma.
5. Legame ioni calcio alla troponina-C e formazione ponte tra miosina e actina.
6. Ritorno della concentrazione del Ca2+ ai livelli di riposo grazie alla pompa SERCA.
Cos’è il fuso neuromuscolare?
Il fuso neuromuscolare è un tipo specializzato di recettore meccanico; ha ruolo di controllo del movimento
volontario, monitorando la lunghezza di ogni muscolo e il tasso di variazione di quella lunghezza.
I fusi hanno una lunghezza di 1,5mm e sono ancorati alle estremità del connettivo attaccato alle fibre
muscolari: ogni fuso contiene 10-15 fibre specializzate, dette fibre intrafusali.
Nei fusi sono incluse due tipi di fibre intrafusali:
* Fibre a sacco nucleare: hanno un rigonfiamento nella parte centrale della fibra, dove sono contenuti
i nuclei.
* Fibre a catena nucleare: hanno un diametro più piccolo e i nuclei sono disposti lungo una catena.
Le fibre intrafusali sono innervate da fibre nervose sensoriali e motorie e circondate da una capsula
connettivale, da cui è separata da uno spazio pieno di liquido.
Gli assoni sensoriali formano due tipi di terminazioni:
* Terminazioni primarie: l’assone si avvolge a spirale intorno al centro del sacco nucleare o della catena;
* Terminazioni secondarie: dette fiorami, più comuni sulle catene.
Gli assoni motori sono mielinizzati e innevano le porzioni contrattili delle fibre intrafusali, così da permettere
l’accorciamento di queste fibre quando si accorciano quelle extrafusali.
Perchè il muscolo scheletrico è considerato anche come organo endocrino?
Il muscolo scheletrico è considerato anche un organo endocrino, nel quale vengono prodotte citochine e altri
peptidi in grado di esercitare effetti autocrini, paracrini ed endocrini.
Le principali sostanze prodotte sono le miochine, tra cui spicca la miostatina, inibitrice della crescita
muscolare.
Un aumento della miostatina provoca insulino-resistenza, obesità, atrofia muscolare, sarcopenia. Una sua
inibizione determina una riduzione dell’adiposità, induce la conversione del tessuto adiposo bianco in bruno
e contrasta l’atrofia e la degenerazione muscolare.
Altre miochine sono la IL-6 che, a livello sistemico, promuove la lisi degli adipociti, conversione del tessuto
adiposo bianco in bruno, produzione di glucosio e secrezione di insulina.
A livello locale, stimola l’ossidazione degli acidi grassi e l’uptake di glucosio e partecipa all’attivazione delle
cellule satelliti.
Altri prodotti di secrezione sono i fattori di crescita IGF-1, IGF-2 e TGF, che hanno ruolo nel metabolismo
dell’osso.
Come avviene la rigenerazione muscolare?
Meccanismo omeostatico attivato in risposta a stimoli che porta all’attivazione della componente staminale
(cellule satelliti).
La rigenerazione muscolare si esplica in cinque fasi correlate:
1. Degenerazione, in cui vi è una rapida necrosi dovuto a influsso di calcio extracellulare che induce la
proteolisi delle miofibre, che stimola una risposta infiammatoria;
Le fibre necrotiche sono più pallide.
2. Infiammazione, in cui le prime cellule infiammatorie, i neutrofili, raggiungono la sede del danno per
la rimozione dei detriti cellulari insieme ai macrofagi; vi è inoltra un attivo reclutamento dei monociti
che differenziano in macrofagi e cellule dendritiche;
Macrofagi M1 (pro-infiammatori) fagocitano attivamente; macrofagi M2 rilasciano citochine
antinfiammatorie e stimolano l’attivazione delle cellule satellite.
3. Rigenerazione, in cui le cellule satelliti presenti vengono attivate grazie al rilascio di citochine e fattori
di crescita per generare una popolazione di mioblasti in grado di differenziare e fondere le fibre
danneggiate;
4. Rimodellamento, in cui vi è la deposizione di nuovo tessuto connettivo e di nuovi vasi;
5. Maturazione, in cui vi è la ricostruzione del tessuto integro e funzionale, che si conclude con
l’innervazione delle fibre rigenerate.
Un muscolo invecchiato presenta limitate capacità rigenerative in quanto il microambiente tissutale rimane
privo di fattori di crescita insulino-simili IGF-1.
L’invecchiamento, inoltre, causa una riduzione della massa muscolare, ovvero sarcopenia: vi è una progressiva
denervazione, la trasformazione di fibre veloci in lente e una alterata omeostasi del calcio intracellulare.
Cosa sono le cellule satelliti?
Le cellule satelliti sono cellule mononucleate e quiescenti poste tra il sarcolemma e la lamina
basale delle fibre muscolari; mediano il processo di rigenerazione.
Le cellule satelliti possono attivarsi in seguito ad esercizio fisico, danni muscolari o patologie. Una volta attivate
vanno incontro a tutte le fasi del programma miogenico.
Sono centro-nucleate e possono riattivare l’espressione della forma embrionale della miosina.
Oltra alle cellule satelliti vi sono anche altre popolazioni cellulari non-muscolari (endoteliali, interstiziali e
derivate dal midollo osseo) che partecipano alla rigenerazione muscolare direttamente o attivando le satelliti.
I progenitori fibro-adipogenici (FAPs) sono responasbili dell’attivazione delle cellule satelliti: una volta
completata la loro azione, le FAPs ricevono segnali apoptotici direttamente dalle satelliti, che ristabiliscono
l’equilibrio funzionale.
Sono a loro volta attivate da IL-4 (secreta dagli eosinofili in seguito a danno muscolare) e dalla presenza di un
microambiente qualitativo.
In casi di distrofia, o invecchiamento, queste cellule si trasformano in adipociti.
Descrivi l’organizzazione del muscolo cardiaco.
Le cellule che costituiscono la muscolatura cardiaca, o miocardio, presentano filamenti spessi e sottili simili
a quelli del muscolo scheletrico; tuttavia, si contraggono in modo involontario e presentato differenze
strutturali rispetto a quelle scheletriche.
Le cellule muscolari cardiache sono chiamate cardiomiociti e sono mono- o bi-nucleate, congiunte alle loro
estremità per mezzo dei dischi intercalari.
Hanno l’aspetto di corti cilindri che si biforcano alle estremità connettendosi con le altre formando una rete
tridimensionale.
Il nucleo, di forma allungata, occupa posizione centrale e, per questo, le miofibrille si flettono per passare
intorno al nucleo lasciando libere due regioni coniche che sono occupate da numerosi mitocondri (elevato
metabolismo energetico), Golgi e glicogeno.
I miofilamenti sottili sono più sottili, quelli spessi sono più spessi —> maggior contrasto tra bande A e I.
Questi filamenti tendono a confluire e intrecciarsi, non hanno decorso rettilineo.
Questa minore individualità delle miofibrille è dovuta dall’abbondanza di mitocondri, dal decorso non
rettilineo delle fibrille, alla minor complessità del reticolo sarcoplasmatico.
Vi è, inoltre, un’eterogeneità delle miosine tra fibre atriali e ventricolari.
Le fibre cardiache sono innervate dal SNA, che tuttavia non è necessario per iniziare il battito: questo insorge
spontaneamente nelle cellule muscolari specializzate del nodo seno-atriale. Da qui si propaga a tutte le fibre
cardiache tramite il sistema di conduzione.
Il SNA non crea giunzioni neuromuscolari come quelle delle fibre scheletriche e non innerva individualmente
le fibre. Si osservano apparati di giunzioni simili alle gap, le quali mediano la trasmissione dell’impulso
elettrico da un cardiomiocito all’altro.
La desmina costituisce i filamenti intermedi dei cardiomiociti; mette in relazione sarcomeri e citoscheletro
subsarcolemmale e contribuisce a mantenere in registro i sarcomeri.
Come sono strutturati il reticolo sarcoplasmatico ed il tubulo T nelle fibre cardiache?
Il reticolo sarcoplasmatico ed il sistema T delle fibre cardiache presentano differenze rispetto a quelli delle
fibre scheletriche.
Il RS è meno sviluppato: non vi sono cisterne trasversali in corrispondenza della banda H e mancano le
cisterne terminali, sostituite da piccole espansioni terminali dei tubuli longitudinali che aderiscono alle
membrane dei tubuli T, che sono più voluminosi.
Al posto delle triadi, vi sono quindi delle diadi, formate dal tubulo T e una sola cisterna trasversale; le diadi
sono situate a livello delle linee Z e ne presente una per sarcomero.
La lamina basale glicoproteica che avvolge la membrana plasmatica della fibra si continua nel tubulo T
rivestendo la sua superficie interna.
Cosa sono i dischi intercalari?
I dischi intercalari sono zone di contatto e adesione tra le estremità di cardiomiociti adiacenti.
Può decorrere rettilineo per tutto lo spessore della fibra oppure essere suddiviso in segmenti trasversali
disposti a livelli diversi collegati da segmenti longitudinali, che compongono le strie scalariformi.
Nei segmenti trasversali incidono le forze generate dall’attività contrattile e le membrane appaiono come
dense linee parallele con decorso ondulato.
Ci sono aree corrispondenti a:
* Desmosomi: a livello di questi vi sono ispessimenti determinati dalla convergenza di filamenti
intermedi di desmina.
* Giunzioni aderenti: in corrispondenza di queste il sarcoplasma appare ispessito da una placca di
materiale filamentoso sulla quale prendono attacco i miofilamenti sottili della banda I del sarcomero
che termina in quella posizone.
Nei tratti longitudinali vi sono invece delle giunzioni gap, con le quali si realizza il passaggio di ioni e
l’accoppiamento elettrico tra i miocardiociti, diffondendo l’impulso.
I dischi intercalari fanno sì che i miocardiociti adiacenti in senso longitudinale, pur essendo strutturalmente
rappresentati da singole cellule mononucleate, si comportino come dei sincizi funzionali.
Come avviene la conduzione nel muscolo cardiaco?
Il tessuto cardiaco è innervato dal sistema nervoso autonomo (SNA) parasimpatico e simpatico che ha
funzione:
* Cronotropa, ovvero di modulazione della frequenza;
* Inotropa, ovvero di modulazione della forza.
Le fibre autonomiche amieliniche si distribuiscono alle cellule muscolari costitutive del sistema di conduzione
e ai cardiomiociti comuni di atri e ventricoli.
Assumono contatti con il plasmalemma ma non vi sono placche motrici comparabili a quelle dei muscoli striati;
le terminazioni contengono numerose vescicole sinaptiche.
Il rilascio di acetilcolina da parte dei nervi parasimpatici rallenta il battito, mentre la liberazione di
noradrenalina da parte dei nervi simpatici lo accelera.
Lo stesso neurotrasmettitore (acetilcolina) ha effetto opposto nel muscolo scheletrico e cardiaco:
* Nelle giunzioni neuromuscolari del muscolo scheletrico sono presenti recettori di tipo nicotinico, che
sono canali per il sodio. L’acetilcolina apre questi canali con conseguente depolarizzazione e
attivazione della contrazione.
* Nelle giunzioni neuromuscolari del muscolo cardiaco i recettori dell’acetilcolina sono di tipo
muscarinico, associati a proteine G. Generano effetti contrari rispetto al muscolo scheletrico:
provocano indirettamente apertura di canali per il potassio, che provoca iperpolarizzazione e
inibizione dell’attività contrattile.
Il tessuto cardiaco deputato alla conduzione è costituito dal nodo senoatriale, dove si genera in modo ritmico
e spontaneo l’impulso elettrico per la contrazione del cuore.
L’impulso viene poi propagato al nodo atriventricolare fino ad arrivare alle branche destra e sinistra del fascio atroventricolare di His che si distribuiscono ai ventricoli: ognuna delle due branche si ramifica al di sotto
dell’endocardio e le ramificazioni (fibre di Purkinje) penetrano al miocardio venendo in contatto con i
cardiomiociti.
Le fibre di Purkinje sono cellule più grandi dei cardiomiociti, in cui solo le parti periferiche del loro citoplasma
sono occupare da miofibrille; tutto il resto del citoplasma è sede di accumulo di glicogeno e mitocondri.
Sono caratterizzate da un’elevata velocità di conduzione dell’impulso nervoso.
