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Abbiamo tre diversi tipi di muscoli, tra cui muscolo scheletrico, muscolo liscio e muscolo cardiaco. Tuttavia, tutti i muscoli sono costituiti da fibre che si contraggono da un meccanismo simile: lo scorrimento di sottili filamenti di actina su spessi filamenti di miosina.
Caratteristiche
La fibra muscolare è una singola cellula che contiene un fascio di miofibrille. Questi sono costituiti da filamenti spessi e sottili, che formano sarcomeri. I filamenti sottili sono costituiti da una proteina chiamata actina, che è circondata da un'altra proteina chiamata tropomiosina, mentre i filamenti spessi sono formati dalla proteina miosina.
Contrazione
In una fibra muscolare a riposo, i filamenti sottili e spessi si sovrappongono solo parzialmente su ciascun sarcomero, con il centro del sarcomero contenente solo filamenti spessi, mentre la parte esterna contiene solo filamenti sottili. La lunghezza di questi filamenti non cambia. La contrazione muscolare si verifica quando i filamenti scivolano l'uno sull'altro, aumentando così il numero di sovrapposizioni tra di loro, accorciando il sarcomero. Tutti i sarcomeri contenuti nella fibra muscolare si contraggono immediatamente, accorciando la fibra nel suo insieme.
Meccanismo molecolare
I filamenti scivolano attraverso la parte superiore della miosina (testa), e i filamenti spessi sono responsabili della trazione dei filamenti sottili lungo la fibra. Alimentate dall'adenosina trifosfato (ATP), le teste di miosina si aggrappano più volte all'actina, si piegano, si separano dall'actina, tornano al loro stato naturale e poi si aggrappano di nuovo. Tutte le teste di miosina del filamento spesso, quando piegate, tirano l'actina nella stessa direzione, facendo scorrere i filamenti l'uno sull'altro.
Regolamento
Quando una fibra muscolare è rilassata, la tropomiosina dei filamenti sottili copre l'actina, impedendo il legame della testa della miosina. Gli ioni calcio sono responsabili del cambiamento di questa posizione della tropomiosina, consentendo l'esposizione dei siti di legame dell'actina, con conseguente contrazione muscolare. I neuroni che controllano la contrazione muscolare, così come il rilassamento, funzionano a seconda della concentrazione di ioni di calcio nel corpo.
Tipi
Diversi tipi di fibre muscolari sono stati adattati per funzioni specifiche. Le fibre muscolari a contrazione rapida vengono utilizzate per contrazioni brevi e potenti, mentre le fibre a contrazione lenta possono trattenere le contrazioni per lunghi periodi di tempo. La maggior parte dei muscoli contiene una combinazione di fibre a contrazione rapida e lenta. Alcuni animali hanno fibre muscolari che sono in grado di contrarsi molto più velocemente delle fibre a contrazione rapida degli umani. Ad esempio, il sonaglio di un serpente a sonagli è controllato da fibre muscolari super veloci. Le fibre muscolari possono anche essere classificate in fibre ossidative e glicolitiche. Le fibre ossidative ottengono energia (ATP) attraverso la respirazione aerobica, mentre le fibre glicolitiche dipendono dalla glicolisi. Quando mangi il pollo, puoi facilmente distinguere questi due tipi. La parte scura della carne è costituita da fibre ossidative, mentre la carne bianca è costituita da fibre glicolitiche.