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Contrazione muscolare: modello dei filamenti scorrevoli - Coggle Diagram
Contrazione muscolare: modello dei filamenti scorrevoli
Proteine contrattili
Collocazione
Miofibrilla
Tipologie
Filamenti spessi di miosina
Costituiti da centinaia di miosine
Ogni miosina presenta 1 coda e 2 teste (2 mazze da golf intrecciate)
Centinaia di miosine si intrecciano tramite le code per formare il filamento spesso
Filamenti sottili di actina
Costituiti da piccole proteine globulari chiamate actina-G
Ogni actina-G presenta un sito attivo a cui si lega la testa della miosina durante la contrazione
Le actine G si dispongono a formare un filamento con struttura ad elica (collana di perle leggermente attorcigliata)
L'intero filamento costituito da actine-G è chiamato actina-F
L'actina-F è legata da 2 proteine regolatorie
Troponina
Piccola proteina composta da 3 subunità
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Tropomiosina
Proteina a forma di corda che avvolge l'actina-F coprendo i siti attivi delle actine-G
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L'insieme di actina-F, troponina e tropomiosina costituisce l'intero filamento sottile
Sarcomeri
Aspetto
Osservazione dei filamenti al microscopio elettronico
Filamenti spessi di miosina
Bande scure
Conferimento di un aspetto striato alla fibra muscolare
Filamenti sottili di actina
Bande chiare
Definizione
Unità contrattile in cui vengono organizzati i filamenti di actina e miosina
Struttura
Regioni
Linea M
Collocata al centro del sarcomero
Costituita dalla proteina miomesina
Rappresenta il punto di ancoraggio dei filamenti spessi di miosina
Dischi Z
Collocati alle estremità del sarcomero
Costituiti dalla proteina α-actina
Rappresenta il punto di ancoraggio per i filamenti leggeri
Bande I
Costituite soltanto dai filamenti leggeri
Al microscopio elettronico appaiono di colore chiaro
Collocate alle estremità del sarcomero
Delimitate lateralmente dai dischi Z
Banda A
Collocata nella zona mediale del sarcomero
Costituita dai filamenti pesanti
Al microscopio elettronico appare di colore scuro
Per la maggior parte della sua estensione presenta l'intersezione tra filamenti spessi e filamenti sottili
Banda H
Sotto-regione della banda A
Collocata al centro della banda A
Area appena adiacente alla linea M
Rappresenta la porzione di sarcomero costituita soltanto da filamenti spessi
Al microscopio elettronico appare di colore leggermente più chiaro rispetto alla banda A
Disposizione dei filamenti
Per ogni filamento spesso ce ne sono 2 leggeri
Ogni filamento spesso presenta un filamento leggero in basso e uno in alto
I filamenti spessi si intersecano con i filamenti leggeri
Dinamica
Contrazione muscolare
Effetti
Accorciamento del sarcomero
Accorciamento della banda I e della banda H
Con l'aumento della sovrapposizione dei filamenti spessi e sottili, le regioni costituite da un singolo tipo di filamento si accorciano
La banda A rimane invariata
La banda A rappresenta la lunghezza del filamento spesso
Causa
I filamenti spessi attirano i filamenti sottili verso la linea M
Condizione di massima contrazione muscolare
Causa
Sovrapposizione quasi completa dei filamenti spessi e sottili
Effetto
Sparizione quasi completa della banda H e della banda I
Contrazione muscolare
Innesco
Arrivo del potenziale d'azione nel sarcolemma
Raggiungimento dei tubuli T da parte del PA
Stimolazione dei recettori DHP (recettori collocati nei tubuli T, collegati a recettori rianodinici: canali ionici collocati sulla membrana del reticolo sarcoplasmatico)
Cambiamento conformazionale dei recettori DHP
Apertura dei recettori rianodinici collegati ai recettori DHC
Passaggio di un grosso numero di ioni Ca++ dal reticolo sarcoplasmatico al sarcoplasma
Legame del Ca++ alla subunità C delle troponine
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Rilassamento
Interruzione del segnale trasportato dal motoneurone inferiore
Interruzione del potenziale d'azione
Pompe calcio consumano ATP per riportare il Ca++ dal sarcoplasma al reticolo sarcoplasmatico
Liberazione della subunità C della troponina
La troponina torna nella sua conformazione originale
La tropomiosina torna a coprire i siti attivi dell'actina
Le teste di miosina non possono più legarsi all'actina
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Ciclo dei ponti trasversali (cross-bridge)
Fase III
Rilascio dell'energia accumulata nella testa della miosina
Power stroke (meccanismo che ricorda il rilascio della catapulta)
Spostamento della testa di miosina verso la linea M
Spostamento del filamento di actina verso la linea M
Il power stroke combinato di tutte le teste di miosina comporta lo scorrimento del filamento sottile sul filamento spesso
Liberazione del Pi dalla testa della miosina
Fase IV
Liberazione dell'ADP dalla testa di miosina
Stato di rigor
Fase II
Legame della testa della miosina energizzata al sito attivo dell'actina
Formazione del ponte trasversale
Fase V
Legame di una nuova molecola di ATP alla testa della miosina
Fibra a riposo
Fase I
Prima di poter legare l'actina G, la miosina deve essere energizzata
Parte della testa della miosina ha funzione ATPasica
La testa della miosina è in grado di scindere ATP in ADP+Pi ricavandone energia
L'energia ricavata dalla scissione di ATP viene utilizzata per portare indietro la testa della miosina (meccanismo che ricorda il caricamento di una catapulta)
La testa della miosina assume una posizione detta "high energy position"