Come funzionano generalmente i muscoli scheletrici?

I muscoli scheletrici, chiamati anche muscoli volontari, sono attaccati alle ossa e sono responsabili del movimento del corpo. Funzionano attraverso una sequenza coordinata di eventi che coinvolgono l'interazione tra le fibre muscolari e il sistema nervoso. Ecco una panoramica generale di come funzionano i muscoli scheletrici:

1. Attivazione neurale:

- Il processo inizia con un segnale proveniente dal sistema nervoso centrale, in particolare dalla corteccia motoria del cervello.

- La corteccia motoria invia segnali attraverso i motoneuroni, che sono cellule nervose specializzate, alle fibre muscolari scheletriche.

2. Potenziale d'azione :

- Quando il motoneurone raggiunge il muscolo, rilascia un messaggero chimico chiamato acetilcolina nella giunzione neuromuscolare, lo spazio tra la terminazione nervosa e la fibra muscolare.

- L'acetilcolina si lega ai recettori della fibra muscolare, che generano un impulso elettrico chiamato potenziale d'azione.

3. Depolarizzazione delle fibre muscolari:

- Il potenziale d'azione si diffonde lungo la membrana superficiale della fibra muscolare, provocandone la depolarizzazione. Ciò significa che la carica elettrica attraverso la membrana cambia, creando un impulso elettrico che viaggia lungo la fibra muscolare.

4. Accoppiamento eccitazione-contrazione:

- La depolarizzazione della fibra muscolare innesca un processo noto come accoppiamento eccitazione-contrazione. Questo processo collega il segnale elettrico alla contrazione meccanica del muscolo.

5. Rilascio di calcio:

- Durante l'accoppiamento eccitazione-contrazione, il potenziale d'azione provoca il rilascio di ioni calcio dal reticolo sarcoplasmatico, un compartimento specializzato all'interno delle cellule muscolari.

6. Interazione calcio-troponina:

- Gli ioni calcio si legano alla troponina, un complesso proteico sui sottili filamenti di actina all'interno della fibra muscolare. Questo legame modifica la forma della troponina e rimuove il suo effetto bloccante sui siti attivi dell'actina.

7. Legame della testa della miosina:

- I siti attivi esposti sull'actina ora consentono alle teste di miosina, proiezioni dei filamenti spessi di miosina, di legarsi ad essi. Questa interazione forma ponti trasversali tra i filamenti di actina e miosina.

8. Meccanismo del filamento scorrevole:

- Con le teste di miosina fortemente legate all'actina, avviene un processo noto come meccanismo di scorrimento del filamento. Le teste di miosina agiscono come remi, utilizzando l'energia derivante dall'idrolisi dell'ATP (rottura dell'adenosina trifosfato) per tirare i filamenti di actina verso il centro del sarcomero, l'unità base della contrazione muscolare.

9. Accorciamento muscolare:

- Mentre i filamenti di actina scivolano verso l'interno, avvicinano i dischi Z (bordi del sarcomero), provocando un accorciamento della fibra muscolare. Questo accorciamento genera tensione e porta alla contrazione muscolare.

10. Rilassamento muscolare:

- Il rilassamento si verifica quando il sistema nervoso smette di inviare segnali al muscolo. Gli ioni calcio vengono attivamente pompati nel reticolo sarcoplasmatico, riducendo la concentrazione di calcio nella fibra muscolare. Ciò fa sì che le teste di miosina si distacchino dall'actina e la fibra muscolare ritorni al suo stato di riposo.

È importante notare che i muscoli scheletrici lavorano in gruppi coordinati per eseguire movimenti specifici. Il sistema nervoso regola con precisione i tempi e l'intensità delle contrazioni muscolari per generare movimenti fluidi e controllati.