L'APPARATO MUSCOLARE

Muscolo musculus

apparato muscolare

• Determinazione del movimento • mantenimento della postura • stabilizzazione delle articolazioni• produzione di calore• protezione di strutture ossee ed organi interni • movimento di liquidi e sostanze

In base alle funzioni svolte i muscoli si dividono in

o SCHELETRICI

o CUTANEI

o VISCERALI

PERMETTONO IL MOVIMENTO DELLE OSSA

DANNO FORMA AL CORPO

PERMETTONO IN MOVIMENTO DEGLI ORGANI INTERNI

I MUSCOLI DEL CAPO E DEL COLLO

I muscoli pellicciai, situati, sotto la pelle, sono numerosi e piccoli. Sono detti anche muscoli mimici perché consentono di assumere le diverse espressioni del viso.

I muscoli masticatori, saldamente collegati alle ossa della faccia, muovono la mandibola in senso orizzontale e verticale e permettono la masticazione e la fonazione

I muscoli del collo sono piuttosto robusti: sostengono il peso del capo e gli consentono di abbassarsi, sollevarsi e ruotare. I principali sono gli

Sternocleidomastoidei: sono due grossi muscoli presenti ai lati del collo. Ciascuno di essi è collegato, in basso, allo sterno e alla clavicola, in alto ad un punto del cranio, posto sotto l’orecchio, chiamato processo mastoideo dell’osso temporale. Se si contrae un solo muscolo, la testa si piega sulla spalla; se si contraggono tutti e due i muscoli, la testa si piega in avanti. Quando uno dei due muscoli rimane contratto si avverte quel doloroso fastidio detto torcicollo.

I MUSCOLI DEL TRONCO

Anche nel tronco i muscoli sono numerosissimi, in modo da consentire una gran mobilità. Nel torace troviamo

Il gran pettorale, con forma simile ad un ventaglio; consente di portare il braccio ad affiancare e incrociare il petto:

Il gran dentato, solleva le costole e facilita l’ingresso dell’aria nei polmoni, permettendo la funzione respiiratoria.

Nell’addome sono ben visibili il retto e l’obliquo, che permettono al tronco di compiere movimenti di flessione e di inclinazione laterale: essi formano una parete robusta ed elastica in grado di mantenere al loro posto le viscere.

I muscoli del dorso piegano lateralmente la colonna vertebrale e permettono di compiere movimenti di torsione. Tra questi citiamo il trapezio che innalza la spalla e piega all’indiretro la testa.

Il massiccio grande gluteo delle natiche contribuisce alla stazione eretta e permette di camminare

Un muscolo particolare è il diaframma, un muscolo di piccolo spessore ma di relativamente estesa superficie. Esso separa la cavità toracica da quella addominale e, quando si contrae, fa aumentare il volume della gabbia toracica e permette ai polmoni di alllargarsi

I MUSCOLI DEGLI ARTI

Prima di parlare dei muscoli degli arti è utile fornire una classificazione sulla base dei movimenti che permettono di fare.

Muscoli flessori, se avvicinano un osso a un altro (es. il bicipite che avvicina l’avambraccio al braccio o il sartorio che avvicina la gamba alla coscia

Muscoli estensori se allontanano un osso rispetto a un latro (es. il tricipite e il quadricipite)

Muscoli adduttori, se avvicinano un arto alla linea mediana del corpo (es. il trapezio che avvicina il braccio al corpo)

Muscoli abduttori, se allontanano un arto dalla linea mediana del corpo (es. il muscolo pettorale che allontana il braccio dal corpo)

Muscoli rotatori, se fanno ruotare un osso sul suo asse (es. il deltoide che determina la rotazione del braccio)

I MUSCOLI DEGLI ARTI SUPERIORI tra i muscoli della spalla il più superficiale è il deltoide: è un muscolo abduttore inserito da una parte allla scapola e dal’altra all’omero. Esso consente il sollevamento del braccio fio alla posizione orizzontale.

Tutti gli altri muscoli della spalla sono rotatori, e permettono la rotazione del braccio attorno all’articolazione della spalla.

Nel braccio troviamo il tricipite e il bicipite, che sono antagonisti e consentono di piegare e stendere il braccio in corrispondenza dell’articolazione del gomito. L’avamnraccio è provvisto id molti muscoli che permettono gli innumerevoli movimneti del polso e della mano. Gli estensori e i flessori sono attaccati alle dita attraverdso lunghi tendini, che si sentono molto bene sotto il dorso della mano. Questi muscoli permettono movimenti molto diversi e straordinariamente precisi.

MUSCOLI DEGLI ARTI INFERIORI

Nella coscia troviamo un lungo muscolo, il sartorio e il quadricipite femorale, entrambi postio anteriormente. Essi permettono i diversi movimenti della gamba e di mantenerci in equilibrio.

L’antagonista del quadricipite è il bicipite femorale: situato posteriormente permette di flettere la gamba.

Nella gamba troviamo i gemelli del polpaccio (gastrocnemio). In basso essi si collegano alle ossa del piede per mezzo di un lungo tendine, detto tendine di Achille.

Come nel braccio anche qui troviamo i flessori e gli estensori delle dita dei piedi.

I muscoli della pianta del piede, avvolti in un robusto tendine, hanno anche la funzione di proteggere i vasi sanguigni e i nervi, preservandoli dalle eccessive pressioni cui sono sottoposti.

• IL TESSUTO MUSCOLARE LISCIO È FORMATO DA CELLULE CHE NON PRESENTANO SARCOMERI O ALTRE UNITÀ FUNZIONALI

• IL TESSUTO MUSCOLARE STRIATO È CARATTERIZZATO DALLA PRESENZA DI SARCOMERI CHE VANNO A STRUTTURARE LE MIOFIBRILLE

• ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DELLE MIOFIBRILLE

LE MIOFIBRILLE SONO FASCETTI CONTRATTILI CHE DANNO LA STRIATURA LONGITUDINALE AL TESSUTO

• A LATO: striatura trasversale

LA STRIATURA TRASFERSALE DELLA MIOFIBRILLA È DOVUTA ALLA SUA ORGANIZZAZIONE SARCOMERICA

• MICROFOTOGRAFIA DI FIBRA MUSCOLARE SCHELETRICA DI UOMO SEZIONATA LONGITUDINALMENTE.

• MICROFOTOGRAFIA ELETTRONICA DI SEZIONE LONGITUDINALE DI MUSCOLO PAPILLARE DI GATTO CON INDICATI I NOMI DELLE BANDE.

Ciascun segmento di miofibrilla che si estende tra due linee Z successive prende il

nome di SARCOMERO

IL SARCOMERO È FORMATO DA UN INSIEME ORDINATO DI DUE TIPI DI MIOFILAMENTI

SARCOMERO SCHEMATIZZATO CON SEZIONI TRASVERSALI AI LIVELLI INDICATI DALLE FRECCE E MOLECOLE E FILAMENTI DI ACTINA E MIOSINA

I filamenti sono raccolti in fascio e appartengono

a due tipi diversi per dimensioni e

composizione chimica: i miofilamenti spessi

composti principalmente dalla proteina miosina, di

circa 15 nanometri di diametro e 1,5

micrometri di lunghezza; e i miofilamenti sottili

costituiti principalmente dalla proteina actina, di

circa 5 nanometri di diametro e un

micrometro di lunghezza

SOPRA:

• IN ALTO LO SCHEMA DELL'ORGANIZZAZIONE DEL SARCOMERO A RIPOSO

• IN BASSO LO SCHEMA DELL'ORGANIZZAZIONE DEL SARCOMERO DURANTE LA CONTRAZIONE : I FILAMENTI SOTTILI SCORRONO SU QUELLI SPESSI, IN DIREZIONE OPPOSTA CONVERGENDO VERSO IL CENTRO, COSÌ IL SARCOMERO SI ACCORCIA, LA BANDA H SCOMPARE MA LA LUNGHEZZA DEL DISCO A NON VARIA

• SOPRA: SARCOMERO CON BANDE E LINEE INDICATE

REGOLARE ORDINAMENTO ESAGONALE DEI FILAMENTI SOTTILI ATTORNO AL FILAMENTO SPESSO

LA CONTRAZIONE MUSCOLARE

IL CALCIO PRESENTE NEL SANGUE ATTIVA L'ACTINA DELLE FIBRE MUSCOLARI, CHE INSIEME A MIOSINA E ALTRI FILAMENTI DETERMINA LA CONTRAZIONE. IL MAGNESIO DÀ UNA MODESTA CARICA ELETTRICA CHE SPOSTA IL CALCIO DALLA PARTE OPPOSTA DELLA CELLULA, INVERTENDO LA CONTRAZIONE.

IL MECCANISMO DI CONTRAZIONE MUSCOLARE PUO' ESSERE RIASSUNTO NEI SEGUENTI PUNTI:

• Le linee Z si avvicinano• La banda I si riduce per

l’avvicinamento fra banda A e linea Z

• La zona H scompare

NELLO SPECIFICO:

Quando una fibra è stimolata, le teste della molecole di miosina si spostano verso i filamenti sottili, ai quali si attaccano formando ponti trasversali temporanei. Le teste si muovono come un remo, tirando il filamento spesso e spingendo quello sottile. La ripetizione di questi rapidi cicli di “aggancio-sgancio-riaggancio” fa muovere i due filamenti l'uno sull'altro. I filamenti sottili ai lati opposti del sarcomero si muovono l'uno verso l'altro cosicché le linee Z delimitanti il sarcomero si avvicinano.

L'ATP è essenziale per la contrazione dei sarcomeri, sia

perché la sua idrolisi da parte della molecola di miosina fornisce

l'energia per il ciclo, sia perché l'arrivo di una nuova molecola di

ATP libera la testa della miosina dai siti di legame presenti sulla

molecola di actina consentendo l'inizio di uno ciclo.

Nella muscolatura scheletrica la contrazione viene resa possibile, oltre che dagli ioni calcio, anche da altri due gruppi di molecole organiche, la troponina e la tropomiosina. Le molecole di tropomiosina sono delle lunghe e sottili funi doppie, poste lungo le molecole di actina del filamento sottile, che bloccano i siti di legame dei ponti trasversali presenti su quelle molecole. Le molecole di troponina sono aggregati di proteine globulari situati a intervalli regolari sulle catene di tropomiosina.

I MUSCOLI SONO SOTTO IL CONTROLLO DEI NEURONI MOTORI

QUANDO LO IONE CALCIO SI COMBINA CON LE MOLECOLE DI TROPONINA, QUESTE SUBISCONO UN CAMBIAMENTO DI CONFORMAZIONE CHE PRODUCE LO SCIVOLAMENTO DELLE CATENE DI TROPOMIOSINA E L'ESPOSIZIONE DEI SITI DI LEGAME NEI PONTI TRASVERSALI. LA DISPONIBILITÀ DI CALCIO E IL CONSEGUENTE INIZIO DELLA CONTRAZIONE DIPENDONO DALLA STIMOLAZIONE DEL MUSCOLO DA PARTE DI UN SEGNALE PROVENIENTE DA UN NEURONE MOTORIO.

NEURONE MOTORIO

Nei vertebrati è denominato neurone motorio o motoneurone ogni neurone localizzato all'interno del sistema nervoso centrale (SNC) che trasporta il segnale all'esterno del SNC per controllare direttamente o indirettamente i muscoli e il movimento dei muscoli.

Il segnale proveniente dal sistema nervoso può passare dal neurone al tessuto muscolare per mezzo di una sostanza, chiamata acetilcolina, che stimola il reticolo sarcoplasmatico a liberare ioni calcio.

Il rilascio di questi ioni dura solo per il periodo in cui la fibra viene stimolata: una volta che la stimolazione cessa gli ioni vengono ripompati dentro i vacuoli del reticolo sarcoplasmatico mediante un meccanismo di trasporto attivo; si può dire quindi che sono proprio gli ioni calcio ad “accendere” e “spegnere” il meccanismo della contrazione.

L'ATPPer contrarsi il muscolo ha bisogno di energia, quindi di ATP; purtroppo la quantità di ATP che può accumulare dura solo per 5 secondi, poi deve essere nuovamente sintetizzata. Il muscolo riesce a procurarsi ATP in 3 modi:1. con la scissione di creatinfosfato e ADP in creatina e ATP;2. con la respirazione aerobica a livello dei mitocontri, reazione

che utilizza ossigeno e glucosio producendo 36 molecole di ATP, di ossido di carbonio e acqua; benché efficiente, questo processo è lento e necessita di molto ossigeno (a riposo o in lieve movimento il 95% dell'energia che usiamo viene prodotta in questo modo);

3. con la glicolisi anaerobica quando i muscoli necessitano ATP in breve tempo e non sono presenti quantità adeguate di ossigeno o glucosio; tale processo acido lattico.

• Quando il muscolo si trova in debito di ossigeno, utilizza la via anaerobica; il conseguente accumulo di acido lattico provoca la sensazione di fatica e dolore muscolare. A causa dello squilibrio idrico che ne deriva, il muscolo fa sempre più fatica a contrarsi, fino ad arrivare a non rispondere più agli stimoli nervosi. Di solito la fatica generale ci fa fermare prima di arrivare alla fatica muscolare vera e propria, che si verifica solo in atleti sottoposti a lunghi ed estenuanti sforzi fisici.

• Continui a prolungati esercizi di tipo aerobico o di resistenza, come la corsa o il ciclismo, fanno aumentare sia i vasi sanguigni che portano ossigeno ai muscoli sia il numero di mitocondri in ogni fibra muscolare. Ne risulta un miglioramento delle prestazioni di tutto l'organismo, anche se i muscoli risultano ridefiniti ma non di volume maggiore. Al contrario gli esercizi di potenza, come il sollevamento pesi, accrescono il volume del muscolo poiché aumenta il numero di miofibrille per fibra muscolare e la quantità di tessuto connettivo che avvolge le cellule.

I MUSCOLI SCHELETRICI LAVORANO IN COPPIA

Come fa un muscolo scheletrico contratto a tornare alla sua forma iniziale?

Nella maggior parte dei casi, questa azione è svolta da un altro muscolo, che agisce nella direzione opposta, ed è detto antagonista.Questo spiega perché i muscoli scheletrici sono disposti in coppia.

IL MUSCOLO SCHELETRICO PUO' MUOVERSI ANCHE INVOLONTARIALMENTE

• RIFLESSI SPINALI: sono risposte motorie automatiche a stimoli sensoriali, a livello nervoso periferico, senza trasmissione dell’impulso alla corteccia vertebrale

• RIFLESSO PATELLARE: è la risposta di estensione della gamba alla percussione della rotula del ginocchio con un martelletto. È indipendente dalla volontà purché il soggetto sia rilassato.

IL MUSCOLO CARDIACO• Anche le fibre cellulari del muscolo cardiaco contengono

miofibrille di actina e miosina, ma sono di diametro maggiore e più corte rispetto a quelle del muscolo scheletrico. Per questo motivo anche il muscolo cardiaco è striato, anche se le fibre non sono tutte allineate come quelle del muscolo scheletrico, ma hanno un aspetto intrecciato.

• Le cellule cardiache hanno un unico nucleo e sono interconnesse tra di loro a livello dei dischi intercalari, porzioni di sarcolemo ispessito dove sono presenti giunzioni comunicanti. Le fibre cardiache non vengono attivate da uno stimolo nervoso esterno, ma sono dotate esse stesse di autocontrattilità. Infatti, isolando un cuore in soluzione nutritiva ossigenata, questo manterrà la sua capacità contrattile per un breve periodo.

RIASSUMENDO...

LE MALATTIE

• FIBRODISPLASIA OSSIFICANTE PROGRESSIVA: La fibrodisplasia ossificante progressiva (FOP), è una malattia genetica rarissima caratterizzata dalla presenza di focolai di ossificazione a livello del tessuto connettivo, in particolare tendini e legamenti, e del tessuto muscolare

• ATROFIA MUSCOLARE: L'atrofia muscolare è una riduzione della massa muscolare che ne determina una parziale o completa perdita di funzione. La principale conseguenza dell'atrofia è la debolezza muscolare, poiché la forza che può essere generata da un muscolo dipende (sebbene non esclusivamente) dalla sua massa.

PRESENTAZIONE DI:

• Mazzotti Margherita

• Pitingaro Martina

• Zannoli Francesca