Meccanismo contrazione muscolare: actina, miosina, calcio e ATP
La contrazione muscolare scheletrica è guidata dal meccanismo a filamenti scorrevoli, orchestrato da quattro componenti chiave:
1. Proteine strutturali
- Actina (filamenti sottili): Doppia elica di actina globulare (G-actina) con complessi regolatori tropomiosina e troponina.
- Miosina (filamenti spessi): Fasci di molecole miosina II, ciascuna con testa globulare (ponte trasverso) che lega actina e idrolizza ATP.
2. Ioni Calcio (Ca²⁺) — Il grilletto
- Potenziale d'azione depolarizza T-tubuli → apre recettori rianodina (RyR1) su reticolo sarcoplasmatico (RS) → massiccio rilascio Ca²⁺.
- Ca²⁺ lega troponina C → cambiamento conformazionale sposta tropomiosina da siti legame miosina su actina.
3. ATP — La fonte energetica
- ATP lega testa miosina → distacco da actina (rilassamento).
- ATPasi miosina idrolizza ATP → ADP + Pi → "arma" testa miosina a stato alta energia.
- Ciclo ponti trasversi: Miosina lega actina → power stroke (rilascio Pi) → rilascio ADP → nuovo ATP lega → distacco.
4. Ciclo contrazione e rilassamento
- Accoppiamento eccitazione-contrazione: Impulso nervoso → rilascio Ca²⁺ → siti legame esposti.
- Ciclo ponti trasversi: Teste miosina si attaccano ripetutamente, tirano actina verso centro sarcomero (accorciamento), si staccano, si ri-armano.
- Rilassamento: Ca²⁺ pompato attivamente indietro in RS (pompa SERCA) → tropomiosina ricopre siti legame → ponti trasversi cessano → elementi elastici passivi ripristinano lunghezza sarcomero.
Questa danza molecolare coordinata converte energia chimica (ATP) in forza meccanica, abilitando movimento, postura, e generazione calore.