SARCOLEMMA: CARATTERISTICHE, STRUTTURA E FUNZIONE - BIOLOGIA - 2024

Il sarcolemma , chiamato anche miolema, è la membrana plasmatica che costituisce le cellule muscolari o le fibre dei tessuti contrattili degli animali. Queste fibre hanno la capacità di contrarsi di fronte a specifici stimoli elettrici, cioè possono ridurne la lunghezza, generando una forza meccanica che permette lo spostamento delle articolazioni, il movimento e la deambulazione degli animali.

Le cellule muscolari sono cellule di grande lunghezza (soprattutto quelle striate); sono cellule nucleate che possiedono tutti gli organelli interni caratteristici degli organismi eucariotici: mitocondri, reticolo endoplasmatico e complesso di Golgi, lisosomi, perossisomi, ecc.

Organizzazione strutturale di una fibra muscolare (Fonte: OpenStax tramite Wikimedia Commons)

Tuttavia, a differenza delle cellule di altri tessuti, ai componenti delle cellule del tessuto muscolare vengono assegnati nomi specifici, che aiutano a distinguerli da altre cellule non contrattili.

Pertanto, la sua membrana plasmatica è nota come sarcolemma, il suo citosol come sarcoplasma, il suo reticolo endoplasmatico come reticolo sarcoplasmatico ei suoi mitocondri come sarcosomi.

Caratteristiche e struttura

Il sarcolemma, come tutte le membrane cellulari, è una membrana composta da un doppio strato lipidico in cui i lipidi sono organizzati in modo tale che le porzioni idrofile “guardino” verso entrambe le superfici della stessa (intra- ed extracellulare) e le porzioni idrofobiche sono "di fronte" al centro.

Ha uno spessore di circa 100Ǻ ed è una membrana specializzata, poiché molte delle sue caratteristiche sono legate alle funzioni delle cellule muscolari.

Nella regione immediata alla periferia esterna del sarcolemma c'è uno strato molto più spesso (circa 500Ǻ), che corrisponde a una deposizione extracellulare di materiali moderatamente densi.

Questi materiali rappresentano la membrana basale, la cui densità diminuisce man mano che si allontana dal sarcolemma, si avvicina allo spazio extracellulare e si mescola con la sostanza fondamentale del tessuto connettivo circostante.

Sistema sarcotubulare

Il sarcolemma è una membrana eccitabile, che per molti aspetti assomiglia alla membrana plasmatica delle cellule neuronali, poiché funziona per condurre impulsi elettrici e ha la capacità di condurre un potenziale d'azione.

Oltre a coprirli, questa membrana si estende nelle fibre muscolari striate sotto forma di proiezioni o invaginazioni note come tubuli trasversali o tubuli a T, costituendo quello che molti autori riconoscono come un sistema sarcotubulare, attraverso il quale si propagano gli impulsi nervoso nelle fibre.

Sarcolemma, sarcoplasma e tubuli T (Fonte: Arcadian tramite Wikimedia Commons)

I tubuli T di questo sistema si proiettano trasversalmente verso i siti di legame delle bande A e I dei sarcomeri nelle cellule del muscolo striato, dove entrano in contatto con il sistema tubulare del reticolo sarcoplasmatico nel citosol (sarcoplasma) dello stesso fibra muscolare.

Poiché il contatto tra il reticolo sarcoplasmatico e un tubulo a T avviene in modo tale che il tubulo è attaccato a ciascun lato con la membrana del reticolo, questa "struttura" che si forma è nota come triade.

Così, quando un impulso nervoso stimola il sarcolemma sulla superficie cellulare, la depolarizzazione della membrana "viaggia" o si diffonde nella sua interezza, compresi i tubuli T a contatto con il reticolo sarcoplasmatico, che, a sua volta, è in strettamente correlato alle miofibrille contrattili (fibre di actina e miosina).

La depolarizzazione dei tubuli T provoca poi la depolarizzazione del reticolo sarcoplasmatico, che provoca il rilascio di ioni calcio verso i miofilamenti, attivandone la contrazione.

Proteine ​​sarcolemmali

Come per tutte le membrane cellulari, il sarcolemma è associato a varie proteine, integrali e periferiche, che gli conferiscono molte delle sue proprietà funzionali caratteristiche.

Queste proteine ​​sono note come proteine ​​sarcolemmali e molte di esse contribuiscono al mantenimento dell'integrità strutturale delle fibre muscolari, poiché agiscono contro le forze fisiche di contrazione che vengono esercitate sul sarcolemma.

Alcune di queste proteine ​​ancorano la struttura interna dei muscoli alla membrana basale e alla matrice extracellulare. Questi includono distrofina, sarcoglicani, utrofina, disferlin, caveolina, merosina e filamenti intermedi.

Poiché le cellule muscolari hanno un elevato fabbisogno energetico, il sarcolemma è anche dotato di una serie di proteine ​​integrali sotto forma di canali che facilitano il trasporto di diversi tipi di molecole da e verso la cellula, inclusi carboidrati, ioni e altri.

Queste proteine ​​di tipo canale sono essenziali per la contrazione muscolare, perché grazie ad esse una fibra muscolare può tornare alla sua condizione di riposo dopo la depolarizzazione indotta dall'impulso della fibra nervosa che la innerva.

Funzione Sarcolemma

Il sarcolemma funziona nella costituzione delle cellule muscolari, così come la membrana plasmatica di qualsiasi tipo di cellula del corpo. Questa membrana svolge quindi importanti funzioni come barriera semipermeabile al passaggio di diversi tipi di molecole e come struttura per il mantenimento dell'integrità cellulare.

La matrice extracellulare associata al sarcolemma possiede centinaia di polisaccaridi che consentono alle cellule muscolari di ancorarsi ai diversi componenti che compongono e sostengono il tessuto muscolare, comprese altre fibre muscolari adiacenti, favorendo la contrazione simultanea del muscolo stesso.

Contrazione muscolare delle fibre striate

Ogni fibra muscolare presente in un dato muscolo è innervata dalla ramificazione di uno specifico motoneurone, che è ciò che ne stimola la contrazione. Il rilascio di acetilcolina nel sito della sinapsi nervosa tra il neurone e la fibra sarcolemma genera una "corrente" che si diffonde e attiva i canali del sodio sarcolemmale.

L'attivazione di questi canali promuove l'avvio di un potenziale d'azione che inizia nel sito della sinapsi e si distribuisce rapidamente in tutto il sarcolemma. Nelle fibre muscolari striate, questo potenziale d'azione, a sua volta, eccita i recettori sensibili alla tensione nelle triadi formate tra i tubuli T e il reticolo sarcoplasmatico.

Questi recettori attivano i canali del calcio una volta che "avvertono" la presenza di un potenziale d'azione, consentendo il rilascio di piccole quantità di calcio bivalente nel sarcoplasma (dal reticolo sarcoplasmatico), aumentandone la concentrazione intracellulare.

Il calcio si lega a siti speciali nella struttura di una proteina chiamata troponina-C, eliminando l'effetto inibitorio sulle miofibrille di un'altra proteina ad essa associata nota come tropomiosina, stimolando la contrazione.

Riferimenti

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