Reticolo sarcoplasmatico

Il reticolo sarcoplasmatico è un sistema a membrana costituito da tubi che si trova nel sarcoplasma delle fibre muscolari. Supporta il trasporto di sostanze all'interno della cellula e immagazzina ioni calcio, il cui rilascio porta alla contrazione muscolare. Questa esecuzione dell'attività è compromessa in varie malattie muscolari, ad esempio nell'ipertermia maligna o nella sindrome del dolore miofasciale.

Qual è il reticolo sarcoplasmatico?

Il reticolo sarcoplasmatico è un sistema di membrane tubolari all'interno delle fibre muscolari. Una fibra muscolare corrisponde a una cellula muscolare, ma ha diversi nuclei cellulari che vengono creati dalla divisione cellulare (mitosi) e consentono alla fibra di crescere in lunghezza mentre si sviluppa.

Ogni fibra muscolare è divisa in altre fibre, chiamate miofibrille. Possono essere suddivisi in sezioni trasversali (sarcomeri), che danno il nome ai muscoli scheletrici striati. Il modello è creato dai filamenti di miosina e actina / tropomiosina: fili molto sottili che scorrono l'uno nell'altro alternativamente secondo il principio della cerniera. La muscolatura liscia ha anche un reticolo sarcoplasmatico; funziona in modo simile, ma la sua struttura non è così chiaramente suddivisa in singole unità. Invece, i muscoli lisci formano una superficie piana.

Il reticolo sarcoplasmatico è simile al reticolo endoplasmatico (ER), che è il sistema della membrana interna in altri tipi di cellule. La biologia distingue tra ER liscio e ER grezzo; Quest'ultimo ha numerosi ribosomi sulla superficie. Queste macromolecole sintetizzano le proteine ​​secondo il modello fornito dal genoma. Il reticolo sarcoplasmatico è un pronto soccorso liscio. Non solo i muscoli hanno un ER liscio, ma anche organi come il fegato o i reni.

Anatomia e struttura

Nella sua interezza, il reticolo sarcoplasmatico forma un complesso sistema di tubi costituito da membrane. Si trova nella fibra muscolare o nella cellula muscolare nel sarcoplasma. Il reticolo sarcoplasmatico si diffonde lungo le miofibrille e le circonda, poiché la contrazione muscolare effettiva avviene nei loro sarcomeri. I mitocondri, che forniscono energia alla cellula sotto forma di ATP, sono spesso molto vicini e, come il reticolo sarcoplasmatico, si trovano nel tessuto tra le singole miofibrille.

Le membrane dell'ER liscio formano strutture prevalentemente tubolari, ma anche sacche o cisterne e vescicole. Hanno tutti uno spazio interno all'interno della membrana, che la biologia chiama anche lumen. Il sistema di tubi può adattarsi alle esigenze del tessuto modificandone la struttura ed espandendola maggiormente in determinate zone, creando nuove diramazioni o unendo più canali.

Funzione e compiti

Come parte della contrazione muscolare, il reticolo sarcoplasmatico aiuta a distribuire i segnali nervosi in arrivo nella fibra muscolare ea far contrarre il muscolo con l'aiuto degli ioni calcio. La ragione di ciò è il segnale di una fibra nervosa che termina al muscolo. Le informazioni neurali possono provenire sia dal cervello che dal midollo spinale, attraverso il quale sono collegati molti riflessi.

All'estremità della fibra nervosa si trova la piastra terminale del motore che, come il pulsante terminale della sinapsi interneuronale, contiene vescicole riempite di sostanze messaggere (neurotrasmettitori). I neurotrasmettitori vengono rilasciati quando l'impulso elettrico stimola la piastra terminale del motore. Le molecole biochimiche trasmettono quindi il segnale alla membrana muscolare, dove aprono i canali ionici e quindi innescano un cambiamento nella carica della cellula. Il cambio di carica si diffonde attraverso il sarcolemma e i tubuli a T.

I tubuli a T sono tubi perpendicolari alle miofibrille; giacciono sui dischi Z dei sarcomeri e sono collegati al reticolo sarcoplasmatico. Quando la tensione raggiunge il reticolo sarcoplasmatico, rilascia gli ioni calcio immagazzinati. Questi si attaccano al filamento di actina-tropomiosina e ne modificano temporaneamente la struttura; di conseguenza, le estremità dei filamenti di miosina possono scorrere ulteriormente tra le fibre di actina-tropomiosina. In questo modo il muscolo si accorcia.

Gli ioni calcio non si legano in modo permanente al complesso actina-tropomiosina, ma poi si dissolvono di nuovo. Il reticolo sarcoplasmatico riporta quindi le particelle cariche nelle sue cisterne in modo che il processo possa essere ripetuto la prossima volta che viene stimolato. Le pompe nella membrana del sistema di tubi riportano indietro gli ioni calcio. Inoltre, come il reticolo endoplasmatico in altre cellule, il reticolo sarcoplasmatico supporta la distribuzione di sostanze nel sarcoplasma, per cui funge da strada per le molecole di trasporto.

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Malattie

La funzionalità insufficiente del reticolo sarcoplasmatico è stata collegata a vari disturbi e complicanze muscolari. Un esempio di ciò è l'ipertermia maligna, che può verificarsi a seguito di anestesia medica.

È caratterizzato da rigidità muscolare (rigidità), iperacidificazione (acidosi metabolica), tachicardia, aumento del contenuto di anidride carbonica nel sangue o nel respiro, carenza di ossigeno e spasmo muscolare masticatorio (sul muscolo massetere, spasmo massetere). I sintomi sono dovuti a un rilascio incontrollato di ioni calcio nella fibra muscolare, dopodiché il tessuto si contrae come un'irritazione arbitraria, la cellula soffre rapidamente di mancanza di energia e produce grandi quantità di calore e anidride carbonica.

Ne derivano vari sintomi clinici, inclusa la rottura delle fibre muscolari (rabdomiolisi). La causa dell'ipertermia maligna è una predisposizione genetica che porta a cambiamenti del recettore. La somministrazione di alcuni anestetici innesca una falsa reazione, motivo per cui la medicina parla anche di sostanze scatenanti in questo contesto.

Nella sindrome del dolore miofasciale, l'indurimento si verifica nel tessuto muscolare, noto anche come punti trigger. L'indurimento è causato da una contrazione muscolare prolungata: a causa di un insufficiente apporto della zona interessata, il reticolo endoplasmatico non è in grado di pompare gli ioni calcio rilasciati al suo interno. Gli ioni sono ancora disponibili e assicurano che la contrazione muscolare continui.