Come si contrae il muscolo striato?

Il muscolo striato, noto anche come muscolo scheletrico, si contrae attraverso un processo complesso che coinvolge l'interazione dei filamenti di actina e miosina, gli elementi costitutivi di base delle fibre muscolari. Il processo di contrazione è innescato da impulsi nervosi che provocano il rilascio di ioni calcio dal reticolo sarcoplasmatico, il deposito interno di calcio della cellula muscolare. Ecco una spiegazione passo passo di come si contrae il muscolo striato:

1. Impulso nervoso:

- Un impulso nervoso raggiunge la fibra muscolare, provocando il rilascio di acetilcolina, un neurotrasmettitore, nella fessura sinaptica (lo spazio tra le cellule nervose e quelle muscolari).

- L'acetilcolina si lega a recettori specifici sulla membrana delle cellule muscolari, portando alla generazione di un potenziale d'azione.

2. Potenziale d'azione:

- Il potenziale d'azione viaggia lungo la membrana delle cellule muscolari, provocando l'invaginazione della membrana in siti specifici chiamati tubuli trasversali (tubuli T).

3. Rilascio di calcio:

- I tubuli T sono strettamente associati al reticolo sarcoplasmatico, che immagazzina gli ioni calcio.

- Il potenziale d'azione provoca un cambiamento conformazionale nei tubuli T, portando all'apertura dei canali del calcio sul reticolo sarcoplasmatico.

- Gli ioni calcio fuoriescono dal reticolo sarcoplasmatico e entrano nel sarcomero (l'unità contrattile della fibra muscolare).

4. Legame del calcio con la troponina:

- All'interno del sarcomero, gli ioni calcio si legano ad una proteina chiamata troponina, che fa parte del complesso troponina-tropomiosina.

- Questo legame provoca un cambiamento conformazionale nel complesso troponina-tropomiosina, esponendo un sito di legame sul filamento di actina.

5. Legame della testa della miosina con l'actina:

- La miosina, una proteina motrice, ha due teste globulari che possono legarsi e idrolizzare l'ATP (adenosina trifosfato), la moneta energetica della cellula.

- Con il calcio legato alla troponina, le teste della miosina possono ora legarsi ai siti di legame esposti sul filamento di actina.

6. Colpo di potenza:

- Una volta legate all'actina, le teste di miosina subiscono un cambiamento conformazionale, facendole ruotare e tirando il filamento di actina verso il centro del sarcomero.

- Questo movimento è noto come colpo di potenza e provoca l'accorciamento del sarcomero.

7. Formazione di ponti incrociati e meccanismo di scorrimento del filamento:

- Il colpo di potenza porta alla formazione di ponti trasversali tra le teste di miosina e i filamenti di actina.

- Finché il calcio è presente e l'ATP è disponibile, le teste della miosina continueranno a legarsi all'actina, subiranno colpi di potenza e rilasceranno actina, facendo scivolare i filamenti uno accanto all'altro.

- Questo meccanismo di scorrimento dei filamenti accorcia il sarcomero e genera la contrazione muscolare.

8. Rilassamento:

- Quando l'impulso nervoso cessa e i livelli di calcio nel sarcopere diminuiscono, gli ioni calcio vengono attivamente pompati nuovamente nel reticolo sarcoplasmatico.

- Senza calcio legato alla troponina, il complesso troponina-tropomiosina ritorna alla sua conformazione originale, bloccando i siti di legame della miosina sull'actina.

- Le teste della miosina si staccano dall'actina e il sarcomero si rilassa.

Ripetendo questo processo, i muscoli striati possono contrarsi e rilassarsi, consentendo movimenti controllati e varie attività fisiche.