Cosa significa contratto nel muscolo?

Nella fisiologia muscolare, la contrazione si riferisce al processo mediante il quale i muscoli generano forza e si accorciano o si irrigidiscono. Quando un muscolo si contrae, tira i suoi punti di attacco, provocando il movimento di un'articolazione.

Il meccanismo di base della contrazione muscolare coinvolge la teoria dello scorrimento dei filamenti. Ecco una panoramica del processo:

Filamenti di actina e miosina:i muscoli sono costituiti da lunghi fasci paralleli di filamenti proteici chiamati actina e miosina. I filamenti di actina sono sottili e contengono una proteina chiamata actina, mentre i filamenti di miosina sono più spessi e contengono una proteina chiamata miosina.

Unità motorie:i muscoli sono divisi in numerose unità motorie, ciascuna costituita da un motoneurone e dalle fibre muscolari da esso innervate. Quando un motoneurone riceve un segnale dal sistema nervoso, rilascia neurotrasmettitori che si legano ai recettori sulle fibre muscolari.

Rilascio di calcio:il legame dei neurotrasmettitori innesca il rilascio di ioni calcio (Ca2+) dal reticolo sarcoplasmatico, che è l'organello di deposito del calcio all'interno delle cellule muscolari.

Legame del calcio con la troponina:gli ioni calcio si legano a una proteina chiamata troponina, che si trova sui filamenti di actina. Questo legame induce un cambiamento conformazionale nella troponina, che rimuove una molecola bloccante chiamata tropomiosina dai siti di legame sui filamenti di actina.

Legame della testa della miosina:i siti di legame esposti sui filamenti di actina possono ora interagire con le teste delle molecole di miosina. Ciascuna testa di miosina ha una struttura globulare che contiene una molecola di adenosina trifosfato (ATP), che funge da fonte di energia.

Idrolisi dell'ATP:il legame delle teste della miosina ai filamenti di actina innesca l'idrolisi dell'ATP in adenosina difosfato (ADP) e fosfato inorganico (Pi). Questo evento di idrolisi fornisce l'energia per la contrazione muscolare.

Colpo di potenza:dopo l'idrolisi dell'ATP, si verifica un cambiamento conformazionale nella testa della miosina, facendola ruotare e tirare il filamento di actina verso il centro del sarcomero (l'unità ripetitiva di una fibra muscolare). Questa azione di trazione, nota come colpo di potenza, provoca l'accorciamento della fibra muscolare e la generazione di forza.

Rilassamento:una volta terminato il potenziale d'azione, gli ioni calcio vengono attivamente pompati nuovamente nel reticolo sarcoplasmatico e staccati dalla troponina. Ciò porta al rilegatura della tropomiosina ai filamenti di actina, bloccando i siti di legame della miosina e provocando il rilassamento del muscolo.

Ripetendo continuamente questo ciclo di contrazione e rilassamento, i muscoli possono generare movimento, mantenere la postura ed eseguire varie funzioni corporee che richiedono la produzione di forza. La coordinazione di più unità motorie all'interno di un muscolo e l'input del sistema nervoso consentono un controllo e una regolazione precisi delle contrazioni muscolari.