miociti

miociti sono multinucleari Cellule muscolari. Formano i muscoli scheletrici. Oltre alla contrazione, fa parte della sua gamma di compiti anche il metabolismo energetico.

Cosa sono i miociti

I miociti sono cellule muscolari a forma di fuso. La miosina è una proteina che svolge un ruolo importante nella loro anatomia e funzione. Antoni van Leeuwenhoek descrisse per la prima volta le cellule muscolari nel XVII secolo. L'intera muscolatura dello scheletro è costituita da queste unità cellulari di base. Le cellule muscolari sono anche chiamate fibre muscolari. La muscolatura liscia degli organi non è costituita da miociti. Le cellule muscolari sono costituite da mioblasti fusi e quindi hanno una struttura multinucleare, il che rende fuorviante il termine cellula muscolare.

Una cellula muscolare contiene in realtà diverse cellule e nuclei cellulari. Tuttavia, le singole cellule del composto cellulare non possono più essere differenziate come tali nella fibra muscolare, ma formano un sincizio ampiamente ramificato. Diversi tipi di fibre sono differenziati nella muscolatura scheletrica e raggruppati sotto il termine generico di miociti. Le fibre più importanti sono le fibre S e le fibre F. Le fibre S si contraggono più lentamente delle fibre F. A differenza delle fibre F, si stancano lentamente e sono progettate per contrazioni continue.

Anatomia e struttura

Le estensioni della membrana cellulare si trasformano in pieghe simili a tubi sulla fibra muscolare e formano un sistema di tubuli trasversali. In questo modo, i potenziali d'azione sulla membrana cellulare raggiungono anche gli strati cellulari più profondi delle fibre muscolari. Nelle profondità delle fibre muscolari c'è un secondo sistema di cavità costituito da protuberanze dal reticolo endoplasmatico. Gli ioni calcio sono immagazzinati in questo sistema di tubuli longitudinali. Di lato, le camere Ca2 + incontrano una piega nel sistema tubulare, in modo che le singole membrane si trovino contro la membrana cellulare ripiegata.

I recettori in queste membrane possono così comunicare direttamente tra loro. Ogni fibra muscolare si unisce al tessuto nervoso associato per formare un'unità motoria, il cui motoneurone si trova sulla piastra terminale del motore. Il citoplasma delle fibre contiene mitocondri, alcuni dei quali contengono pigmenti che immagazzinano ossigeno, glicogeno ed enzimi specializzati per il metabolismo energetico dei muscoli. Ci sono anche diverse centinaia di miofibrille in una fibra muscolare. Queste miofibrille sono un sistema di ventole che corrisponde alle unità contrattili del muscolo. Uno strato di tessuto connettivo collega le fibre muscolari con un tendine e può combinare diversi muscoli in una scatola.

Funzione e compiti

I miociti svolgono un ruolo sia nel metabolismo energetico che nelle capacità motorie in generale. Le capacità motorie sono garantite dalla capacità di contrarsi dei miociti. Le fibre muscolari mantengono questa capacità di contrarsi grazie alla capacità delle loro due proteine, actina e miosina, di comunicare. Una fibra muscolare scheletrica può utilizzare queste due proteine ​​per ridurne la lunghezza in una contrazione concentrica. Può anche mantenere la lunghezza rispetto alla resistenza, nota come contrazione isometrica. Infine, può reagire con resistenza a un'estensione. Questo principio è noto anche come contrazione eccentrica.

La capacità di contrarsi deriva dalla capacità della miosina di legarsi all'actina. La proteina tropomiosina impedisce ai muscoli di legarsi quando sono a riposo. Ma quando si verifica un potenziale d'azione, vengono rilasciati ioni calcio, che impediscono alla tropomiosina di bloccare i siti di legame. La contrazione viene innescata in base allo scorrimento del filamento. Un singolo potenziale d'azione provoca solo una contrazione muscolare scheletrica. Per ottenere un accorciamento forte o duraturo della fibra muscolare, i potenziali d'azione arrivano in rapida successione. Le singole contrazioni si sovrappongono gradualmente e si sommano a una contrazione.

La forza muscolare nelle fibre è regolata, tra le altre cose, dalle diverse frequenze degli impulsi dei motoneuroni. Il metabolismo energetico dei muscoli è rilevante per l'esecuzione del lavoro muscolare descritto. Il fornitore di energia ATP è immagazzinato in tutte le cellule del corpo. L'approvvigionamento energetico avviene o con il consumo di ossigeno o senza ossigeno. Con il consumo di ossigeno, l'ATP si rompe e viene prodotto nuovo ATP nei muscoli con l'aiuto dei fosfati di creatina.

Una forma più rapida di approvvigionamento energetico è la forma senza ossigeno, che si verifica con il consumo di glucosio. Poiché il glucosio non viene completamente scomposto durante questo processo, la resa energetica di questo processo è, tuttavia, solo bassa. Due molecole di ATP vengono create da una molecola di glucosio. Se lo stesso processo avviene con l'ausilio dell'ossigeno, da una molecola di zucchero vengono create un totale di 38 molecole di ATP. I grassi possono essere utilizzati anche in questo contesto.

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Malattie

Varie malattie colpiscono i miociti. Disturbi del metabolismo energetico possono, ad esempio, limitare le capacità motorie delle fibre muscolari. Nella malattia mitocondriale, ad esempio, c'è una carenza di ATP, che può innescare una malattia multiorgano. Le malattie mitocondriali possono avere cause diverse. Ad esempio, l'infiammazione può danneggiare i mitocondri. Anche lo stress mentale e fisico, la malnutrizione o i traumi tossici possono mettere in pericolo la fornitura di ATP. Il risultato è un metabolismo energetico disturbato.

Oltre a tali disturbi del metabolismo energetico, anche le malattie del sistema nervoso possono rendere più difficile il lavoro dei miociti. Se, ad esempio, la trasmissione del segnale è disturbata a causa di danni nel tessuto nervoso centrale o periferico, ciò può portare alla paralisi. Certi muscoli possono essere mossi solo atatticamente o per niente, perché i segnali non arrivano più in successione diretta nelle unità motorie solo quando la velocità di conduzione è ridotta e quindi non possono più sovrapporsi e sommarsi. Anche i tremori muscolari possono verificarsi come parte di questo fenomeno.

Le fibre muscolari possono anche essere influenzate dalle malattie stesse. La malattia ereditaria di Naxos, ad esempio, comporta un'estesa perdita di miociti. Un fenomeno più noto è una fibra muscolare strappata. Questo fenomeno si manifesta in un improvviso e forte dolore ai muscoli. I muscoli interessati sono mobili solo in misura limitata e si verifica gonfiore. Altrettanto comuni sono le infiammazioni delle fibre muscolari causate da infezioni o disturbi immunitari. Questo deve essere distinto dall'indurimento muscolare, che di solito si verifica dopo uno stress a lungo termine dovuto a un metabolismo muscolare modificato, ma in rari casi può anche essere correlato all'infiammazione muscolare.