Come si muovono le ossa dello scheletro umano? I muscoli scheletrici si contraggono e si rilassano per muovere meccanicamente il corpo. I messaggi del sistema nervoso causano queste contrazioni muscolari. L’intero processo è chiamato meccanismo di contrazione muscolare e può essere riassunto in tre passi:
(1) Un messaggio viaggia dal sistema nervoso al sistema muscolare, innescando reazioni chimiche.
(2) Le reazioni chimiche portano le fibre muscolari a riorganizzarsi in un modo che accorcia il muscolo – questa è la contrazione.
(3) Quando il segnale del sistema nervoso non è più presente, il processo chimico si inverte, e le fibre muscolari si riorganizzano di nuovo e il muscolo si rilassa.
Guardiamo un po’ più da vicino le fasi del meccanismo della contrazione muscolare.
La contrazione muscolare è innescata quando un potenziale d’azione viaggia lungo i nervi fino ai muscoli
La contrazione muscolare inizia quando il sistema nervoso genera un segnale. Il segnale, un impulso chiamato potenziale d’azione, viaggia attraverso un tipo di cellula nervosa chiamata motoneurone. La giunzione neuromuscolare è il nome del luogo in cui il motoneurone raggiunge una cellula muscolare. Il tessuto muscolare scheletrico è composto da cellule chiamate fibre muscolari. Quando il segnale del sistema nervoso raggiunge la giunzione neuromuscolare, un messaggio chimico viene rilasciato dal motoneurone. Il messaggio chimico, un neurotrasmettitore chiamato acetilcolina, si lega ai recettori all’esterno della fibra muscolare. Questo avvia una reazione chimica all’interno del muscolo.
L’acetilcolina viene rilasciata e si lega ai recettori sulla membrana muscolare
Un processo molecolare multistep all’interno della fibra muscolare inizia quando l’acetilcolina si lega ai recettori sulla membrana della fibra muscolare. Le proteine all’interno delle fibre muscolari sono organizzate in lunghe catene che possono interagire tra loro, riorganizzandosi per accorciarsi e rilassarsi. Quando l’acetilcolina raggiunge i recettori sulle membrane delle fibre muscolari, i canali di membrana si aprono e inizia il processo che contrae le fibre muscolari rilassate:
- I canali aperti permettono un afflusso di ioni sodio nel citoplasma della fibra muscolare.
- L’afflusso di sodio invia anche un messaggio nella fibra muscolare per innescare il rilascio di ioni calcio immagazzinati.
- Gli ioni calcio si diffondono nella fibra muscolare.
- La relazione tra le catene di proteine all’interno delle cellule muscolari cambia, portando alla contrazione.
Le fibre muscolari si rilassano quando il segnale del sistema nervoso non è più presente
Quando la stimolazione del motoneurone che fornisce l’impulso alle fibre muscolari si ferma, la reazione chimica che causa il riordinamento delle proteine delle fibre muscolari si ferma. Questo inverte i processi chimici nelle fibre muscolari e il muscolo si rilassa.
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