Contrazione muscolare scheletrica: accoppiamento eccitazione-contrazione passo-passo
La contrazione del muscolo scheletrico è iniziata da un potenziale d'azione del motoneurone ed eseguita tramite accoppiamento eccitazione-contrazione (E-C) alla giunzione neuromuscolare (NMJ).
Sequenza degli eventi
- Potenziale d'azione motoneurone arriva al terminale presinaptico.
- Canali Ca²⁺ voltaggio-dipendenti si aprono → afflusso Ca²⁺.
- Rilascio acetilcolina (ACh) via fusione vescicole (esocitosi) in fessura sinaptica.
- ACh lega recettori nicotinici ACh (nAChR) su placca motoria (pieghi post-giunzionali).
- Afflusso Na⁺ / efflusso K⁺ attraverso nAChR → potenziale di placca (EPP) (depolarizzazione).
- EPP innesca canali Na⁺ voltaggio-dipendenti su sarcolemma → potenziale d'azione fibra muscolare.
- AP propaga lungo sarcolemma e giù per T-tubuli (tubuli trasversi).
- Depolarizzazione T-tubuli → cambio conformazionale in recettore diidropiridinico (DHPR, canale Ca²⁺ tipo L).
- DHPR si accoppia meccanicamente a recettore rianodinico (RyR1) su reticolo sarcoplasmatico (SR) → rilascio Ca²⁺ da SR (Ca²⁺-indotto rilascio Ca²⁺ minimo in scheletrico).
- Ca²⁺ lega troponina C (TnC) su filamento sottile (actina) → spostamento conformazionale tropomiosina → espone siti legame miosina su actina.
- Ciclo ponte trasverso: testa miosina lega actina → power stroke (rilascio ADP/Pi) → scorrimento filamenti → ATP lega miosina → distacco → idrolisi ATP ri-armata testa.
- Rilassamento: AP finisce → pompe SERCA riportano Ca²⁺ in SR → Ca²⁺ si dissocia da TnC → tropomiosina blocca siti legame → muscolo rilassa.
Proteine chiave
- DHPR (Cav1.1): sensore voltaggio in T-tubulo.
- RyR1: canale rilascio Ca²⁺ su SR.
- Complesso troponina (TnC, TnI, TnT): interruttore regolato da Ca²⁺.
- SERCA: Ca²⁺-ATPasi SR (riassorbimento).
Un motoneurone + tutte sue fibre muscolari = unità motoria. Forza graduale = reclutamento + rate coding.