Differenza chiave: contrazione dei muscoli scheletrici e lisci
I muscoli danno forma al corpo e coinvolgono il movimento e varie altre funzioni del corpo. Coinvolgono in diverse attività dell'organismo che sono controllate da controlli sia volontari che involontari. Esistono tre tipi principali di muscoli: muscolo scheletrico, muscolo cardiaco e muscolo liscio. I muscoli scheletrici sono attaccati al sistema scheletrico e i muscoli lisci si trovano nelle pareti degli organi cavi come stomaco, vescica, utero, ecc. Durante la contrazione del muscolo scheletrico, un tipo speciale di proteina chiamata troponina svolge un ruolo fondamentale mentre la troponina non lo è coinvolti nella contrazione della muscolatura liscia. Questa è la differenza fondamentale tra il muscolo scheletrico e la contrazione della muscolatura liscia.
Cos'è la contrazione del muscolo scheletrico?
Nel contesto della contrazione del muscolo scheletrico, tutti i muscoli scheletrici si contraggono attraverso una serie di segnali elettrochimici che hanno origine nel cervello. Questi segnali passano attraverso il sistema nervoso nel motoneurone che si trova nelle fibre muscolari scheletriche. Il segnale avvierà il processo di contrazione muscolare. Quando si descrive la struttura della fibra muscolare scheletrica al suo livello di base, è costituita da un'unità di fibre più piccola che viene definita miofibrille. All'interno delle miofibrille sono presenti tipi speciali di proteine contrattili. Queste proteine contrattili sono actina e miosina. Sono i componenti più importanti del muscolo scheletrico quando si tratta di contrazione.
I filamenti di actina e miosina scivolano dentro e fuori l'uno sull' altro dando inizio al processo di contrazione muscolare. Pertanto, questo processo è noto come "teoria del filamento scorrevole" a causa dello scorrimento di queste proteine contrattili l'una sull' altra. Ci sono poche strutture importanti che vengono sotto i riflettori quando descrivono la contrazione del muscolo scheletrico. Sono miofibrilla, sarcomero (che è l'unità funzionale della miofibrilla), actina e miosina, tropomiosina (una proteina che si lega all'actina nella regolazione della contrazione muscolare) e troponina (che è un complesso di tre proteine che è presente nella tropomiosina unità).
Inizialmente, un impulso nervoso generato dal cervello viaggia attraverso il sistema nervoso in un luogo chiamato giunzione neuromuscolare. Ciò provoca il rilascio di acetilcolina, che è un neurotrasmettitore. Questo porta ad uno stato di depolarizzazione. Ciò si traduce nel rilascio di ioni calcio (Ca2+) dal reticolo sarcoplasmatico. Ca2+ si lega alla troponina che ne altera la forma e provoca il movimento della tropomiosina dalla proteina actina (sito attivo dell'actina). Questo fenomeno avvia il legame della miosina (teste di miosina) all'actina. Questo forma un ponte tra queste due proteine contrattili. La conversione di ATP in ADP + Pi, rilascia energia e consente la trazione dei filamenti di actina verso l'interno da parte della miosina. Questa trazione accorcia il muscolo.
Figura 01: Contrazione del muscolo scheletrico
Quando una molecola di ATP si lega alla miosina, si stacca dal filamento di actina e rompe il ponte trasversale formato. Questo processo avviene continuamente fino a quando lo stimolo nervoso si ferma e una quantità adeguata di ATP e Ca2+ è presente. Quando l'impulso cessa, Ca2+ viene riportato al reticolo sarcoplasmatico e il filamento di actina si sposta nella posizione di riposo. Questo allunga il muscolo nella sua posizione normale.
Cos'è la contrazione muscolare liscia?
La contrazione muscolare regolare si verifica come stimolazione nervosa e anche per stimolazione umorale. L'intero processo di contrazione potrebbe essere controllato mediante il controllo estrinseco e intrinseco. Sotto estrinseco, è composto da controllo neuronale e controllo umorale. Il controllo neuronale avviene con la presenza di fibre simpatiche che controllano sia la costrizione che il rilassamento. Il rilassamento è causato principalmente dai recettori β adrenergici e la contrazione è causata dai recettori α adrenergici. Sotto la componente di controllo umorale, diversi composti come angiotensina II, epinefrina, vasopressina inducono la contrazione e il rilassamento.
Il controllo umorale locale e l'autoregolazione miogenica avvengono sotto il controllo intrinseco. Durante l'autoregolazione miogenica, si verifica come risposta alla depolarizzazione e alla contrazione spontanee che si verificano nella muscolatura liscia. Questo sistema di regolazione non è presente in tutti i muscoli lisci del corpo, ma si trova principalmente nei vasi sanguigni come l'arteriola glomerulare afferente. Durante il controllo umorale locale, i composti secreti dalle cellule che imitano le cellule autocrine e paracrine portano alla contrazione e al rilassamento delle fibre muscolari lisce. Questi composti includono bradichinina, prostaglandine, trombossano, endotelina, adenosina e istamina. L'endotelina è considerata il più potente costrittore mentre l'adenosina è considerata il vasodilatatore più abbondante.
Durante la contrazione della muscolatura liscia, il potenziale d'azione generato nel motoneurone simpatico viaggia e raggiunge il terminale sinaptico e provoca l'induzione dell'afflusso di Ca2+ all'interno del citoplasma. L'incremento della concentrazione di Ca2+ all'interno della cellula porta allo sviluppo di cambiamenti conformazionali nei microtubuli del citoscheletro neurale. Questo provoca il rilascio di noradrenalina, che è un neurotrasmettitore nello spazio interstiziale.
Figura 02: Contrazione della muscolatura liscia
La noradrenalina si sposta nella cellula muscolare liscia e si lega a un recettore del canale che è accoppiato con una proteina G. Ciò si traduce nella formazione di un complesso recettore trasmettitore e nell'attivazione della proteina G. Inoltre, il Ca2+ accumulato all'interno della cellula porta al legame con la calmodulina e forma il complesso Ca2+-calmodulina. Questo complesso lega e attiva la miosina chinasi della catena leggera (MLCK). MLCK comporta una reazione di fosforilazione che fosforila la catena leggera della miosina e consente il legame del ponte trasversale della miosina ai filamenti di actina. Questo avvia la contrazione. Questo processo è terminato dalla defosforilazione della catena leggera della miosina e dal coinvolgimento dell'enzima fosfatasi a catena leggera della miosina (MLCP).
Quali sono le somiglianze tra la contrazione della muscolatura scheletrica e quella liscia?
- Sia le contrazioni dello scheletro che della muscolatura liscia dipendono dalla concentrazione di Ca2+.
- Sia le contrazioni dello scheletro che della muscolatura liscia sono molto importanti per mantenere il movimento e la forma del corpo.
Qual è la differenza tra la contrazione della muscolatura liscia e quella dello scheletro?
Contrazione dello scheletro e della muscolatura liscia |
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| La contrazione dei muscoli scheletrici è il processo di contrazione dei muscoli scheletrici attraverso una serie di segnali elettrochimici che hanno origine nel cervello. | La contrazione muscolare liscia è il processo causato dallo scorrimento dei filamenti di actina e miosina l'uno sull' altro. |
| Velocità di contrazione | |
| La contrazione del muscolo scheletrico si verifica a velocità diverse. | La contrazione muscolare regolare è molto lenta. |
| Proteine della troponina | |
| La contrazione del muscolo scheletrico coinvolge la troponina. | La contrazione muscolare regolare non implica la troponina. |
Riepilogo – Contrazione dei muscoli scheletrici e lisci
Tutti i muscoli scheletrici si contraggono attraverso una serie di segnali elettrochimici che hanno origine nel cervello. Quando si descrive la struttura della fibra muscolare scheletrica al suo livello di base, è composta da unità di fibre più piccole che vengono chiamate miofibrille. All'interno delle miofibrille sono presenti tipi speciali di proteine contrattili. Queste proteine contrattili sono actina e miosina. La contrazione del muscolo scheletrico si basa sulla teoria del filamento scorrevole. Durante la contrazione della muscolatura liscia, viene generato un potenziale d'azione nel motoneurone simpatico. L'intero processo di contrazione della muscolatura liscia potrebbe essere controllato attraverso mezzi di controllo estrinseco e intrinseco. Sotto estrinseco, è composto da controllo neuronale e controllo umorale. Il controllo umorale locale e l'autoregolazione miogenica avvengono sotto il controllo intrinseco.
