Tessuto muscolare: caratteristiche, funzioni, tipi, cellule muscolari, malattie
Il tessuto muscolare è incaricato di orchestrare i movimenti e le contrazioni del corpo. È formato da cellule che hanno la capacità di contrarsi, chiamate miociti. È un tessuto abbondante e negli umani compone poco meno della metà della sua intera massa.
Esistono tre tipi di tessuto muscolare, che si differenziano principalmente nelle caratteristiche cellulari e nella loro posizione. Questi sono il muscolo scheletrico, la muscolatura liscia e il muscolo cardiaco.
La funzione principale del tessuto muscolare è legata al movimento, sia volontario che involontario.
Dirige sia i movimenti delle estremità e del tronco, sia i movimenti degli organi interni (vasodilatazione, vasocostrizione, movimenti dell'intestino, dell'esofago, dello stomaco, ecc.). Dirige anche i movimenti delle cellule cardiache in battiti ritmici.
lineamenti
I muscoli sono tessuti che hanno la capacità di essere eccitati e di rispondere a una serie di stimoli, come cambiamenti di pressione, calore, luce, tra gli altri. Questo tessuto è responsabile del movimento degli organismi. I muscoli sono caratterizzati dalle loro proprietà di contrattilità, estensibilità ed elasticità.
I muscoli sono composti da quasi l'80% di acqua, che svolge un ruolo vitale nella contrazione e fornisce un mezzo adeguato per gli ioni inorganici e composti organici presenti nel tessuto. Le proteine che lo compongono sono di tipo contrattile: actina, miosina e tropomiosina.
funzioni
Il movimento è considerato una proprietà degli esseri viventi e può manifestarsi in modi diversi.
Tutte le cellule viventi mostrano il movimento dei loro componenti intracellulari, le amebe (come molti organismi unicellulari) possono esplorare il loro ambiente con il movimento e alcuni organismi hanno ciglia e flagelli che ne consentono il movimento.
Negli organismi multicellulari più complessi, il movimento è orchestrato da un tessuto specializzato: quello muscolare. Per questo motivo, la funzione principale associata al tessuto muscolare è la locomozione e il movimento, comprese le funzioni associate alla digestione, alla riproduzione, all'escrezione, tra gli altri.
tipo
Nei vertebrati ci sono tre tipi di cellule muscolari che costituiscono il 60-75% del peso corporeo totale. C'è muscolo scheletrico, muscolatura liscia e muscolo cardiaco. Successivamente descriveremo i dettagli di ognuno:
Muscolo scheletrico
È anche chiamato muscolo striato o volontario, perché queste strutture possono essere mobilitate coscientemente dall'animale. Le cellule sono multinucleate e disposte longitudinalmente. Nella prossima sezione descriveremo questa disposizione in dettaglio.
Il muscolo scheletrico partecipa ai movimenti del corpo. Ogni muscolo è direttamente collegato a due o più ossa per mezzo di tessuto connettivo. Quando il muscolo si contrae, le ossa si muovono attorno all'articolazione che le tiene insieme.
Dal peso totale dell'animale, il muscolo striato corrisponde a circa il 40%. Nell'uomo, è stato trovato che nel sesso femminile la proporzione del muscolo striato è inferiore.
Le unità che compongono questo sistema sono formate da actina, miosina e tropomiosina. Tra le tre, la proteina più abbondante è la miosina e si trova nei filamenti primari. L'actina si trova nei filamenti secondari e nella tropomiosina nelle bande I.
Muscolo liscio
Il secondo tipo di tessuto muscolare è la muscolatura liscia, caratterizzata dalla mancanza di smagliature e dall'essere involontaria. Questo tipo di muscolo fa parte delle pareti degli organi interni come il tubo digerente, il tratto respiratorio, la vescica, le vene, le arterie e altri organi.
Come possiamo immaginare, non siamo in grado di muovere le nostre viscere o contrarre le nostre vene volontariamente come facciamo con le nostre membra. Puoi muovere un braccio, ma non modulare i movimenti intestinali, quindi questo muscolo è involontario.
Nella stirpe degli invertebrati c'è un tipo simile di muscolo liscio e sono chiamati filamenti di paramiosina. Li troviamo nei molluschi e in altri gruppi.
La contrazione della muscolatura liscia si contrae molto più lentamente di quella scheletrica, ma le sue contrazioni sono più prolungate.
Muscolo cardiaco
Il muscolo cardiaco si trova esclusivamente nel cuore. È composto da fibre striate multinucleate, che ricordano il muscolo scheletrico in diversi aspetti. Le fibre sono in modalità sinciziale, ma non si fondono l'una con l'altra.
A differenza del muscolo scheletrico, il cuore genera ATP aerobicamente e utilizza acidi grassi per la sua generazione (e non glucosio).
Questi muscoli sono specializzati nel rispondere agli stimoli ritmicamente, per far battere il cuore. Come la muscolatura liscia, è innervata dal sistema autonomo, che è il motivo per cui è un muscolo involontario.
Comparativamente, il muscolo cardiaco assomiglia alla muscolatura liscia nella struttura ed è involontario come la muscolatura striata.
Muscoli fasici e tonici
Nel corpo dei vertebrati, i muscoli hanno due tipi di disposizioni nei muscoli fasici e tonici. Il primo ha inserimenti nelle strutture e lavora in coppie antagoniste.
I muscoli tonici si trovano negli organi molli, come il cuore, la vescica urinaria, il tubo digerente e le pareti del corpo. Questi non hanno origini o inserzioni paragonabili alla muscolatura fasica.
Cellule muscolari
Ogni muscolo è formato da un insieme di cellule chiamate fibre muscolari o miociti organizzati in parallelo con i loro vicini. Questa strutturazione consente a tutte le fibre di lavorare in parallelo.
Per fare riferimento alle cellule dei muscoli, usiamo il termine "fibra", poiché sono molto più lunghe che larghe. Tuttavia, dovremmo evitare di confonderci con altri tipi di fibre, come ad esempio le fibre di collagene.
Le cellule di tessuto muscolare hanno una propria nomenclatura: il citoplasma è noto come sarcoplasma, la membrana cellulare come un sarcolemma, il reticolo endoplasmatico liscio è liscio reticolo saccharcoplasmico, e l'unità funzionale è il sarcomero.
A seconda del tipo di muscolo, le cellule variano nella forma e nel numero di nuclei. Le differenze più note sono:
Cellule muscolari striate
Le cellule che fanno parte del muscolo striato hanno un diametro compreso tra 5 e 10 um, mentre la lunghezza può raggiungere diversi centimetri.
Questa incredibile dimensione può essere spiegata come ogni cellula proviene da molte cellule embrionali chiamate mioblasti che si fondono per dar vita a una struttura grande e multinucleata. Inoltre, queste cellule sono ricche di mitocondri.
Struttura e organizzazione
Queste unità multinucleate sono chiamate miotubi. Come suggerisce il nome, la struttura contiene più tubi all'interno di una singola membrana plasmatica e si differenziano in una fibra muscolare matura o miofiber.
Ogni fibra muscolare è formata da subunità multiple raggruppate in miofibrille, chiamate a parallelo, che a loro volta sono formate da una serie di elementi ripetuti longitudinalmente chiamati sarcomeri.
I sarcomeri sono le unità funzionali del muscolo striato e ciascuno è delimitato dalle sue estremità dalla cosiddetta linea Z.
L'aspetto "striato" del muscolo appare perché le miofibrille di una fibra muscolare sono formate da sarcomeri allineati in un modo molto preciso, acquisendo un aspetto legato alla luce del microscopio ottico.
Le fasce sono formate dalle proteine contrattili. Gli oscuri sono formati principalmente da miosina (principalmente) e quelli chiari da actina.
Cellule muscolari lisce
Anatomicamente, la muscolatura liscia è composta da cellule a forma di fuso con lunghe cellule a spigoli vivi e un nucleo situato nella regione centrale.
Sebbene siano anche formati dalle proteine dell'actina e della miosina, mancano delle striature e dei tubuli o rami.
Cellule muscolari cardiache
Come le cellule muscolari lisce, le cellule muscolari del cuore hanno diversi nuclei, sebbene ci siano cellule che ne hanno solo una. Sono più brevi di quelli del muscolo scheletrico.
Per quanto riguarda la loro morfologia, sono allungati e hanno molteplici ramificazioni. Le estremità della cellula sono smussate. Sono ricchi di mitocondri, granuli di glicogeno e lipofuscina. Se osservati al microscopio, osserveremo un modello di smagliature simile a quello del muscolo scheletrico.
Malattie dei tessuti muscolari
Ci sono diverse condizioni che influenzano i muscoli dell'essere umano. Tutte queste condizioni hanno conseguenze sulla locomozione - poiché la funzione principale dei muscoli è quella di servire il movimento.
Il termine miopatia viene usato per descrivere l'insieme di sintomi che risultano da una alterazione primaria nel tessuto muscolare striato. È anche chiamata sindrome miopatica. Cioè, il termine si applica a qualsiasi condizione primaria e in un senso più ampio può essere applicato anche a qualsiasi lesione muscolare.
Le più importanti malattie e condizioni mediche che influenzano il tessuto muscolare sono:
Distrofia muscolare
La distrofia muscolare di Duchenne è una condizione causata da una malattia genetica di natura recessiva che è legata al cromosoma sessuale X. La causa è una mutazione nel gene che codifica per la distrofina, causando la sua assenza nel muscolo. La distrofia muscolare colpisce un bambino ogni 3.500.
È interessante notare che, in termini di dimensioni, il gene della distrofina è uno dei più noti, con 2, 4 Mb e un RNA messaggero di 14 kB. A seconda di quale sia la mutazione, la distrofia può essere più o meno grave.
La funzione principale della distrofina sana nel muscolo è strutturale, poiché collega i filamenti di actina all'interno delle cellule con le proteine situate nella membrana cellulare. Il movimento e la forza delle miofibrille sono trasmesse da questa proteina alle proteine della membrana e quindi allo spazio extracellulare.
La malattia è caratterizzata dall'influenzare tutti i muscoli, causando loro debolezza e atrofia muscolare. I primi sintomi di solito compaiono nelle estremità del corpo. Con il progredire della malattia, i pazienti devono essere trasportati su sedia a rotelle.
rabdomiolisi
La rabdomiolisi è una patologia causata dalla necrosi (morte cellulare patologica) dei muscoli. Nello specifico, non è una malattia ma una sindrome che può essere associata a molteplici cause: eccesso di attività fisica, infezioni, intossicazione da droghe e alcol, tra gli altri.
Quando le cellule muoiono, varie sostanze che in condizioni normali si trovano all'interno delle cellule muscolari vengono rilasciate nella circolazione sanguigna. Le sostanze più comuni da rilasciare sono la creatina fosfochinasi e la mioglobina.
L'eliminazione di questi composti atipici dal sangue può essere effettuata mediante dialisi o filtrazione del sangue.
Miastenia grave
Il termine miastenia grave ha origine in latino e greco e significa "grave debolezza muscolare". È una patologia autoimmune cronica che colpisce il muscolo scheletrico del corpo, causando la perdita di forza in loro.
Con il progredire della malattia, la debolezza diventa più evidente. Colpisce i muscoli che partecipano alle attività quotidiane di base come il movimento degli occhi, la masticazione, il parlare, la deglutizione del cibo, tra gli altri.
miosite
L'inflazione muscolare è designata come miosite. Le cause di questa infiammazione variano notevolmente, dalle lesioni alle malattie autoimmuni. Ci sono due categorie principali di questa condizione infiammatoria: polimiosite e dermatomiosite.
Il primo causa una significativa debolezza muscolare nel paziente e colpisce i muscoli situati vicino all'addome e al tronco. Al contrario, la seconda patologia, oltre a causare debolezza muscolare, colpisce la pelle.
Sclerosi laterale amiotrofica
La sclerosi laterale amiotrofica, la malattia di Lou Gehrig o la malattia di Charcot è una condizione del tipo neuromuscolare che compare quando le cellule del sistema nervoso muoiono progressivamente, provocando la paralisi dei muscoli. A lungo termine, questa malattia provoca la morte del paziente.
La malattia è più frequente negli uomini anziani. Stephen Hawking era un eminente fisico ed è forse il paziente più famoso con sclerosi laterale amiotrofica.
Lesioni e tendiniti
L'uso eccessivo dei muscoli può comportare condizioni mediche che influenzano l'abilità locomotoria del paziente. La tendinite è una condizione che di solito colpisce le articolazioni e si verifica a causa dell'uso eccessivo e forzato delle articolazioni, come i polsi.
