1Anul universitar 2018-2019CURSUL 4 [619107]

1Anul universitar 2018-2019CURSUL 4
Fiziologia fibrei musculare striate și netedeFIZIOLOGIE GENERALĂ
UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “V.BABEȘ” TIMIȘOARA
DISCIPLINA DE FIZIOLOGIE
DEPARTAMENTUL DE ȘTIINȚE FUNCȚIONALE

2CUPRINS
1.Organizarea morfo -funcțională a fibrei musculare scheletice
2. Placa motorie
3. Cuplarea excitație –contracție în fibra musculară
scheletică
4. Mecanismul contracției musculare în fibra musculară
scheletică
5. Particularități fiziologice ale fibrei musculare netede
5.1. Tipuri de fibre musculare netede
5.2. Cuplarea excitație –contracție în fibra musculară netedă

3OBIECTIVE
Student: [anonimizat]:
Descrie componentele structurale implicate în cuplarea excitație –
contracție și în contracția fibrei musculare striate
Descrie etapele transmiterii excitației prin placa motorie și să discute
importanța practică a blocantelor plăcii motorii
Descrie etapele cuplării excitație –contracție și să discute rolul Ca2+în
cuplarea excitație –contracție din fibra musculară striată
Descrie mecanismul contracției musculare și să discute rolul ATP -ului
Descrie particularitățile componentelor structurale implicate în cuplarea
excitație –contracție și în contracția fibrei musculare netede
Explice particularitățile morfologice, electrofiziologice și funcționale ale
fibrelor musculare netede de tip multiunitar și unitar
Discute particularitățile privind etapele cuplării excitație –contracție și
parametrii contractilității fibrei musculare netede în comparație cu fibra
musculară striată

4
1.ORGANI ZAREAMORFO -FUNC ȚIONALĂ A
FIBREI MUSCULARE SCHELETICE
Celulă cilindrică, multinucleată
cu nuclei dispuși periferic
lungime = 1 –300 mm
diametru = 10 –150m
Membrana celulară = SARCOLEMĂ
Citoplasma = SARCOPLASMA
(a) P orțiune contractilă cu MIOFIBRILE
(b) Porțiune necontractilă
Nr.de mitocondrii
RS bine dezvoltat
Mioglobină
Incluziuni de glicogen și lipide (trigliceride)sub sarcolemă
în jurul miofibrilelor
la nivelul plăcii motoriiFIBRĂ

51.1.SISTEMUL SARCOTUBULAR
DEFINIȚIE -structură specializată a
sarcolemei (tubuli T) și a RS (tubuli L)
care asigură cuplarea excitație/contracție
(a) TUBULII TRANSVERSALI (T)
invaginațiitransversale ale sarcolemei la
nivelul joncțiunii dintre discul clar și
întunecat al miofibrilelor
prezintă canale lente de Ca2+voltaj –
dependente (DHP R)activate întimpul
depolariz ării sarcolemei
Rol:conduc impuls urile de pe suprafața
sarcolemei în interiorul celulei ,către RSDHPR = receptorul de
dihidropiridină
RYR = receptorul de
rianodină

6[Ca2+]icCONTRACȚIA
un segment longitudinal cupompe
deCa2+în repaus asigură
recaptarea Ca2+în RS
[Ca2+]icRELAXAREATRIADA
SARCOPLASMATICĂ
ansamblul format din 1
tubul T + 2 cisterne
adiacente
există 2 triade/sarcomer(b) TUBULII LONGITUDINALI (L)
RS dispus sub formă de rețea în jurul
miofibrilelor
Rol:depozit intracelular (ic) de Ca2+
Alcătuit din:
două dilatații laterale = cisterne cu
canale lente de Ca2+voltaj -dependente
(RYR)la stimulare determină ieșirea
Ca2+din RS în citoplasmă

7Sunt organite specifice cufuncție contractilă reprezintă aparatul
contractil alcelulei
Sunt dispuse de-alungul axului longitudinal, peîntreaga lungime
afibrei musculare reprezintă 80%dinvolumul fibrei musculare
Sunt alcătuite dinmiofilamente contractile demiozină șiactină
organizate însarcomere
Cuprinde osuccesiune ordonată debenzi saudiscuriaspectul
striat alfibrei musculare1.2. MIOFIBRILELE
Sarcomer
Miofilamente
subțiriMiofilamente
groaseBanda Z Banda Z
Disc I Disc I Disc ABanda H

8DISCURILE CLARE, IZOTROPE (discurile I)
conțin actină
sunt împărțite în 2 hemidiscuri de către banda Z
DISCURILE ÎNTUNECATE, ANIZOTROPE (discurile A)
conțin miozină și parțial actină
prezintă central banda H, bisectată de către linia M
Sarcomer
Miofilamente
subțiriMiofilamente
groaseBanda Z Banda Z
Disc I Disc I Disc ABanda H

9MIOFILAMENTELE CONTRACTILE
1. Miofilamente groase
constituite din miozină
diametrul = 10 nm
lungimea = 1,5m
2. Miofilamente subțiri
constituite din actină
diametrul = 5 nm
lungimea = 2 m
RAPORTURI :lanivelul discului A(întunecat)
1miofilament demiozină /6miofilamente deactină
1miofilament deactină /3miofilamente demiozină
Sarcomer
Miofilamente
subțiriMiofilamente
groaseBanda Z Banda Z
Disc I Disc I Disc ABanda H

10sescurtează în timpul contracției prin glisarea filamentelor de
actină printre cele de miozină și apropierea membranelor ZSARCOMERUL
unitatea morfo -funcțională a miofibrilei
format din -1 disc întunecat (A)
-2 hemidiscuri clare (I)
delimitat de două membrane Z
lungime de 2–2,25mîn repaus
PROTEINELE MUSCULARE
1.Proteine contractile actina șimiozina
2.Proteine reglatoare troponinele și tropomiozina, care intră în
structura miofilamentului subțire, alături de actină

111.3. MIOGLOBINA
FIBRE MUSCULARE ROȘII
bogate înmioglobină
metabolism predominent aerob (+O2)
rezistente laoboseală
forță șiviteză redusă decontracție
FIBRE MUSCULARE ALBE
sărace înmioglobină
metabolism predominant anaerob (-O2)
puțin rezistente laoboseală
forță șiviteza crescută decontracțieproteină care conține Fe2+
constituie un rezervor temporar de O2
favorizează disocierea HbO2la nivel muscular
Fe2+

121.4.PROTEINELE MUSCULARE CONTRACTILE
(a)MIOZINA
fracțiunea proteică majoră, complexă, asimetrică
alcătuită din 2 lanțuri grele și4 lanțuri ușoare
organizare în 2 părți:
1. Light meromiozina (LMM)
formează “coada” (axul) miofilamentului
cuprinde cele 2 lanțuri grele dispuse
într-o conformație de alfa -helix,
înfășurate unul în jurul celuilalt
2. Heavy meromiozina (HMM) –cuprinde:
“capul” alcătuit din extremitatea lanțurilor grele șilanțurile ușoare
“gâtul” (brațul) leagă capul de coadă și asigură mobilitatea capului

13CAPUL MIOZINIC
Format din extremitatea plicaturată a
lanțu luigreu+lanțurile ușoare
Prezintă:
un situs de interacțiune cu actina
un situs nucleotidic ATP -azic(Mg2+-dependent)
care leagă ATP și îl scindează pentru a genera
energia necesară contracției
Orientarea capului față de axul filamentului
90°în condiții de repaus
45°în timpul contracției
Rol: capul + gâtul (are mobilitate) formează
”puntea” de legare cu actina (“cross –bridge”)
care inițiază contracția

14(b) ACTINA
se găsește sub 2 forme:
actina globulară (actina G) = forma monomerică
actina fibrilară (actina F) = forma polimerică (340 -380 monomeri)
are2 proprietăți:
capacitate de polimerizare
capacitate de interacțiune cu miozina
Miofilamentul de ACTINĂ
Troponinele (C,T,I)
Tropomiozina (T MZ)
Actina G

15(a) TROPOMIOZINA (Tmz)
este dispusă subformă debastonașe de-alungul miofilamentului
deactină -1moleculă deTmz /7monomeri deactină G
-50molecule deTmz /1filament deactină
când [Ca2+] citosolic scade la 10-7M (repaus) Tmz se interpune
între actină și miozină împiedică interacțiunea actino -miozinică1.5.PROTEINELE MUSCULARE REGLATORII
când [Ca2+] citosolic crește la
10-5M (stimulare) Tmz se
deplasează lateral și permite
formarea punților transversale
actino -miozinice inițierea
contracției musculare

16
2. Troponina T (TnT)
leagă complexul de troponine de Tmz
3. Troponina I (TnI)
leagă complexul de troponine de actină
menține Tmz în poziția de blocare a
interacțiunii actino -miozinice
inhibă ATP -azacapului miozinic(b) TROPONINELE
complex de 3 molecule reglatorii
1.Troponina C (TnC)
fixează Ca2+când [Ca2+]citosolic crește la
10-5M și declanșează deplasarea laterală a
Tmzse pot forma punțile transversale
actino -miozinice

172.PLACA MOTORIE
DEFINIȚIE :joncțiunea dintre axonul neuronului motor cuoriginea în
coarnele anterioare amăduvei spinării sauînnucleii motori somatici
ainervilor cranieni dintrunchiului cerebral șifibra musculară striată
scheletică
CARACTERISTICI STRUCTURALE
1.Componenta presinaptică -butonul
terminal al moto -neuronului, cu
vezicule cu Ach
2.Fanta sinaptică
3.Componenta postsinaptică -invaginație
plicaturată a sarcolemei, cu Rec.
NicotiniciPLACA MOTORIE = sinapsă chimică de tip excitator

18mediator chimic: ACh depozitată în veziculele butonului
receptori postsinaptici: Rec. Nicotinic i
întârziere sinaptică: 0,4–0,7msec
potențial de placă: PPSECARACTERISTICI FUNCȚIONALE
Receptorul nicotinic
= canal de Na+
PR muscular = -90 mV
PA (spike) = + 30 mV

19TRANSMITEREA EXCITAȚIEI ÎN PLACA MOTORIE
1.Invazia butonului sinaptic de către PA ne uronalinflux de Ca2+
2.Eliberarea și difuziunea ACh în fanta sinaptică
3.Acțiunea Achasupra Rec. Nicotinici
4. Inactivarea ACh sub acțiunea AChE
desfacerea complexul ACh -Receptor și hidroliza AChInflux de Na+princanale rapide voltaj -dependente
depolarizare musculară (până la + 30 mV)Influx de Na+prin canale operate de ligand
Potențial de placă sumare temporo -spațială până
la valoarea prag a PA muscular (-55 mV )
PA muscular propagat lent (30 m/sec) la nivelul
sarcolemei și apoi prin tubulii T

20BLOCANTELE PLĂCII MOTORII
1.MEDICAȚIA ADJUVANTĂ întimpul anesteziei
permite obținerea relaxării musculare (paralizie musculară flacidă)
combate spasmele șiconvulsiile
(a) Blocante ale receptorului nicotinic de tip CURARA
determină scăderea progresivă a
amplitudinii șiduratei PPSE pe
măsura creșterii dozei de curara
blocajul este complet (curarizare
totală) când amplitudinea PPSE
scade la 1/3 din amplitudinea
normală
împiedică fixarea ACh pe Rec.
nicotinic prin blocarea lui

21înfaza I -produc depolarizarea
postsinapticăcontracție tranzitorie
înfaza II -rămân fixate de Rec. nicotinic
desensibilizează Rec.nicotinic la ACh
mențin sarcolema în stare repolarizată
2. TOXINA BOTULINICĂ
este produsă de bacilul
botulinic (anaerob)
blochează exocitoza ACh
de la nivel presinaptic
poate produce paralizie
(b) Blocante ale Rec. nicotinic de tip SUCCINILCOLINĂ

223.CUPLAREA EXCITAȚIE -CONTRACȚIE
DEFINIȚIE -succesiunea defenomene care realizează legătura
funcțională între sarcolemă șistructurile contractile care determină
declanșarea contracției șideclanșarea relaxării musculare
este ofuncție aSISTEMULUI SARCOTUBULAR
Declanșarea contracției Declanșarea relaxării

23Activarea canalelor lente deCa2+(RYR) din
membrana cisternelor tubulilor Ldetermină
ieșirea Ca2+încitoplasmă creșterea
concentrației dela10-7Mpână la10-5M
1.Fixarea Ca2+pe troponina C
2.Deplasarea laterală a Tmz eliberarea
situsurilor de interacțiune actino -miozinică
3.Formarea punților actino -mioziniceI.DECLANȘAREA CONTRACȚIEI MUSCULARE
CONTRACȚIA MUSCULARĂ
PAmuscular sepropagă lent de-alungul
sarcolemei activează canalele lente de
Ca2+(DHPR) dinmembrana tubulilor T

24Activarea pompelor deCa2+dinsegmentul
longitudinal altubulilor Ldetermină
recaptarea Ca2+îndepozite (stocare pe
calsechestrină) scăderea concentrației
Ca2+citosolic dela10-5Mpână la10-7MII.DECLANȘAREA RELAXĂRII MUSCULARE
1.Eliberarea Ca2+depetroponina C
2.Revenirea Tmz în poziția inițială
blocarea situsurilor de
interacțiune actino -miozinică
3.Desfacerea punțilo ractino -miozinice
RELAXAREA MUSCULARĂ

254. MECANISMUL CONTRACȚIEI
MUSCULARE
Reprezintă alunecarea (glisarea)
miofilamentelor deactin ăprintre cele
demiozin ăapropierea discurilor Z
șiscurtarea sarcomerului
hemidiscurile clare semicșoreaz ă
discul întunecat rămâne nemodificat
“CICLUL PUNȚILOR”
Reprezintă mecanismul molecular al contracție iformarea și
desfacerea ciclică a punților transversale actino -miozinice atât
timp cât concentrația Ca2+este 10-5M
Nu se desfășoară simultan la nivelul unui sarcomer o parte din
punți mențin „ ancorate ” miofilamentele de actină deja glisate spre
interiorul sarcomerului

26afinitatea capului miozinic pentru actină este scăzută
legăturile actino -miozinice sunt slabe
la nivelul capului miozinei este fixat ADP și Pi
între capul miozinic și axul filam entului existăununghi de 90 
energia este acumulată în “poziționarea” situsului de interacțiune
miozinic în dreptul situsului de interacțiune actinic
(a) INIȚIEREA “CICLULUI PUNȚILOR”

27
legăturile actino -miozinice devin puternice
ADP și Pi sunt elibera tede la nivelul capului miozinic
eliberarea energiei acumulate (“working stroke”) determină:
1.flexia capului miozinic
2.micșorarea unghiului față de axul miofilamentului de la 90la 45
3.alunecarea miofilamentului de actin ăspre centrul sarcom erului(b) FORMAREA PUNȚILOR TRANSVERSALE

28(c) DESFACEREA PUNȚILOR TRANSVERSALE
detașarea capului miozinic de miofilamentul de actină are loc
NUMAI după fixarea unei noi molecule de ATP pe capul miozinei
capul rămâne flectat pe brațul miofilamentului de miozină
în lipsa ATP -ului punțile acto -miozinice rămân atașate și ciclurile
sunt blocate rigiditatea cadaverică (“rigor mortis ”)

29
(d) RE LUAREA “CICLULUI PUN ȚILOR”
hidroliza ATP -uluisub acțiunea ATP -azei miozinice determină:
1. fixarea ADP și Pi la nivelul situsului nucleotidic al capului miozinei
2. restabilirea unghiului de 90 între capul miozinic și axul
miofilamentului de miozină
3.orientarea capului miozinic spre următoarea actină G
4. restabilirea legăturilor inițiale actino -miozinice slabe

3030

31FORMA -fusiformă
lungime: 20–500m
diametru: 2 –10m
STRUCTURĂ
Nucleu: unic, central5.PARTICULARIT ĂȚIFIZIOLOGICE ALE
FIBREI MUSCULARE NETEDE
Sarcolema
pompe ionice: pompe de Ca2+
canale lente de Ca2+-voltaj -dependente
-operate de ligand
-operate mecanic
Zone specializate
caveole -înlocuiesc tubii T
corpi denși -înlocuiesc discurile Z
conexoni -sinapse electrice între celule

32
formează miofilamente groase demiozină
șisubțiri deactină care nusunt organizate
însarcomere
corpii denși înlocuiesc discurile Z(aspectul
neted alfibrei musculare)
activitatea ATP-azei miozinice este scăzută
interacțiunea actino -miozinică depinde de
gradul defosforilare alanțurilor ușoare
miozinice
UNITATEA CONTRAC TILĂ
cuprinde 15miofilamente de
actină fixate pe2corpi denși ,
situate înjurul unui singur
filament demiozinăPROTEINELE CONTRACTILE
PROTEINE REGLATORII
tropomiozina (Tmz)
calmodulina (CaM) înlocuiește Tn -C

33
Caracteristici
morfologiceFibra musculară
multiunitară
Distribuție Mușchii intrinseci ai
globilor oculari
Vasele mari
Organizare Dispuse separat
Fără conexoni
Inervație Individuală
Joncțiune
neuro –
muscularăJoncțiuni de contact
1 varicozitate cu NT
pentru fiecare fibră
musculară5.1. TIPURI DE FIBRE MUSCULARE
NETEDE

34
Particularități
morfologiceFibra musculară
unitară
Distribuție Pereții viscerelor
cavitare
Vasele mici
Organizare Grupate în tunici
musculare
Nr.de conexoni
Inervație Stratul superficial al
tunicii musculare
Joncțiune
neuro –
muscularăJoncțiuni difuze
1 varicozitate cu NT
pentru mai multe fibre
musculare

35Particularități
electrofiziologiceFibra musculară
multiunitarăFibra musculară
unitară
Potențialul de
repausConstant la
-60 mVOscilații lente înjurde–50mV
frecvența 3–12/min
amplitudine decâțiva mV
automatism întreținut deo
celulă pacemaker
CONTRACȚIE = depolarizare prin
influx de Ca2+declanșat de:
stimularea parasimpatică (ACh)
întinderea fibrei musculare
RELAXARE = hiperpolarizare prin
eflux de K+declanșat de:
stimularea simpatică (NAdr)

36Particularități
electrofiziologiceFibra musculară
multiunitarăFibra musculară
unitară
Potențialul de acțiune
Vârfuri (spike) cu
durata de 50 msec
prag = -40 mV
depolarizare până la 0
mV prin influx de Ca2+Numai prin
stimulare
nervoasăApar pe platoul undei
lentenr. de vârfuri este
direct proporțional cu
intensitatea depolarizării
Dispar când
depolarizarea este totală

37Caracteristici
FuncționaleMușchi neted
multiunitarMușchi neted
unitar
Tonus bazal Mecanism neurogenic
(stimulare nervoasă)Mecanism miogenic
(automatism)
Contracție
(alunecarea
filamentelor
de actină
printre cele de
miozină)Fiecare fibră se
contractă individual
permite gradarea
contracțieiExcitația este condusă
rapid de la o celulă la alta
prin conexoni fibrele se
contractă ca un tot unitar
(sincițiu funcțional)
Controlul
contracțieiNervos Nervos și Hormonal

38(a) CUPLARE ELECTRO –
MECANICĂInfluxul nervos determină activarea
canalelor de Ca2+voltaj –
dependente (L) din sarcolemă
(b) CUPLARE FARMACO –
MECANICĂ
(c) CUPLARE MECANO –
MECANICĂFactorii CONSTRICTORI determină:
1. Activarea canalelor de Ca2+
operate de ligand din sarcolemă
2. Activarea proteinei Gq cuplată cu
fosfolipaza C IP3(mesager
secundar) care activează canalele
de Ca2+din membrana RS
Întinderea fibrei musculare
determină activarea canalelor de
Ca2+operate mecanic din sarcolemă5.2. CUPLAREA EXCITAȚIE –CONTRACȚIE
I. DECLANȘAREA CONTRACȚIEI [Ca2+] din citoplasmă

394Ca2++ Calmodulina
Activarea MLCK
(myosin light chain kinase)
Fosforilarea lanțurilor ușoare
miozinice
(în prezența ATP și a Mg2+)
Formarea punților actino –
miozinice
CONTRACȚIE MUSCULARĂ

40
II. DECLANȘAREA RELAXĂRII [Ca2+] din citoplasmă
Activarea pompelor de Ca2+din
sarcolemă și membrana RS
Activarea MLCP
(myosin light chain phosphatase)
Defosforilarea lanțurilor ușoare
miozinice
Desfacerea punților actino -miozinice
RELAXARE MUSCULARĂDesfacerea complexului
4Ca2+-CalmodulinăFactorii RELAXANȚI care
AMPc sau GMPc(+)
(+)