Țesutul muscular

Țesutul muscular poate produce mișcare prin contracție. Nu mișcă doar oasele: ajută și la pomparea sângelui sau la deplasarea conținutului unor organe. Există trei tipuri principale, fiecare potrivit unui rol. Țesutul muscular striat scheletic formează mușchii scheletici, pe care îi poți controla voluntar când ridici un braț. Țesutul muscular striat cardiac formează cea mai mare parte a peretelui inimii și se contractă ritmic fără comandă conștientă.

Țesutul muscular neted se găsește, de exemplu, în pereții intestinului și ai vaselor de sânge. El poate deplasa conținutul intestinului sau modifica diametrul unui vas. La microscop, fibrele scheletice și celulele cardiace prezintă striații; celulele netede nu au același aspect striat. „Striat” descrie aspectul, nu faptul că mișcarea este voluntară: inima este striată și totuși lucrează involuntar.

Pentru a recunoaște tipul de țesut, folosește împreună locul, aspectul microscopic și controlul mișcării. Țesutul scheletic este legat de oase, cel cardiac se află în peretele inimii, iar cel neted intră în alcătuirea pereților multor organe interne. Localizarea ajută la identificare, iar aspectul striat singur nu arată dacă o contracție este voluntară.

Fibra striată scheletică este o celulă cilindrică, foarte lungă, multinucleată, cu nucleii dispuși periferic, sub sarcolemă. Sarcoplasma conține miofibrile, alcătuite din sarcomere repetate. Sarcomerul, delimitat de două linii Z, este unitatea contractilă și măsoară în repaus aproximativ 2,5 µm. Filamentele subțiri de actină se prind de liniile Z, iar cele groase de miozină ocupă centrul. Banda A (întunecată) corespunde filamentelor de miozină, iar banda I (luminoasă) conține doar actină; alternanța lor dă aspectul striat. Contracția are loc prin alunecarea filamentelor subțiri printre cele groase: capetele miozinei se leagă de actină și se desprind folosind ATP, cu ionii de Ca²⁺ eliberați din reticulul sarcoplasmatic. Sarcomerul se scurtează, banda I și zona H se micșorează, banda A rămâne constantă, iar lungimea filamentelor nu se modifică. Contracția este comandată de motoneuroni somatici. Fibrele scheletice sunt grupate în fascicule învelite de țesut conjunctiv, iar mușchiul se prinde de oase prin tendoane. Tonusul muscular este o contracție parțială permanentă, menținută reflex, care susține postura. Fibrele roșii, bogate în mioglobină, se contractă lent și obosesc greu (mușchii posturali); fibrele albe se contractă rapid și obosesc repede.

Mușchiul cardiac are celule (cardiomiocite) striate, ramificate, cu un nucleu central, unite prin discuri intercalare cu joncțiuni comunicante care transmit excitația de la o celulă la alta, astfel încât miocardul funcționează ca o unitate. Automatismul pornește din nodulul sinoatrial, iar inervația vegetativă doar modulează ritmul.

Mușchiul neted are celule fusiforme, cu un singur nucleu central. Filamentele de actină și miozină nu formează sarcomere, deci nu apar striații. Contracția este lentă și poate fi susținută, sub comandă vegetativă și hormonală. Se găsește în pereții tubului digestiv, ai vaselor de sânge, ai bronhiilor, ai vezicii urinare, în uter și în iris.

Exemplu rezolvat 1. O miofibrilă a bicepsului are în repaus 2,5 cm și sarcomere de 2,5 µm. La contracție fiecare sarcomer ajunge la 2,0 µm. Calculează numărul de sarcomere și scurtarea miofibrilei.

1. Se transformă lungimea: $2,5\text{cm}=25000\mu \text{m}$.
2. Numărul sarcomerelor aflate în serie: $25000:2,5=10000$.
3. Scurtarea unui sarcomer este $2,5-2,0=0,5\mu \text{m}$, adică 20%.
4. Scurtarea totală este $10000\cdot 0,5=5000\mu \text{m}=5\text{mm}$, deci miofibrila ajunge la 20 mm, adică 2 cm.
5. Filamentele nu s-au scurtat; scurtarea provine din suprapunerea lor mai mare.

Exemplu rezolvat 2. La câteva ore după deces corpul devine rigid (rigiditate cadaverică). De ce?

1. După oprirea circulației nu mai există aport de oxigen, iar celulele nu mai refac ATP-ul.
2. Fără ATP, capetele miozinei rămân legate de actină, deoarece desprinderea lor consumă ATP.
3. Filamentele nu mai alunecă înapoi, deci fibrele rămân contractate și rigide.
4. Rigiditatea dispare când proteinele încep să se degradeze.

Compară în tabel: scheletic — striat, voluntar, fibre multinucleate cu nucleii periferici; cardiac — striat, involuntar, celule ramificate cu discuri intercalare, un nucleu central; neted — nestriat, involuntar, celule fusiforme. „Voluntar” descrie controlul obișnuit: reflexele pot activa și mușchi scheletici. Nu deduce controlul din prezența striațiilor.

Joncțiunea neuromusculară (placa motorie) folosește acetilcolina ca mediator. La mușchiul scheletic Ca²⁺ provine din reticulul sarcoplasmatic, iar la cel neted o parte a lui provine din exteriorul celulei. În primele secunde de efort, ATP-ul este refăcut din fosfocreatină; mioglobina stochează oxigen în fibre. Mușchiul cardiac are o perioadă refractară lungă, care împiedică tetanosul și permite umplerea inimii. În contracția izotonică mușchiul se scurtează (ridicarea unei greutăți), iar în cea izometrică își crește tensiunea fără scurtare (împingerea unui perete).

În efort intens, când oxigenul nu ajunge, glucoza este degradată anaerob până la acid lactic, cu numai 2 ATP pe moleculă, mult mai puțin decât în aerobioză; acidul lactic contribuie la oboseala musculară.

Mușchiul scheletic este un organ, nu doar un țesut: conține și țesut conjunctiv, vase și nervi.

Exemplu de item (complement simplu). Care dintre următoarele caracteristici este comună mușchiului scheletic și celui cardiac?

• a) Controlul voluntar
• b) Prezența discurilor intercalare
• c) Aspectul striat datorat sarcomerelor
• d) Celule fusiforme cu un singur nucleu
• e) Lipsa filamentelor de actină

Răspuns: c. Ambele au sarcomere, deci aspect striat. Varianta a este falsă: cel cardiac este involuntar. Varianta b este falsă: discurile intercalare sunt proprii mușchiului cardiac. Varianta d descrie celula netedă. Varianta e este falsă: actina există în toate cele trei tipuri.

Greșeli frecvente

• Greșit: Orice mușchi striat este controlat voluntar.
  Corect: Mușchiul cardiac este striat și involuntar.
• Greșit: Țesutul neted se găsește doar în piele.
  Corect: Este prezent în pereții multor organe și vase.
• Greșit: Striațiile arată că un mușchi se contractă voluntar.
  Corect: Striațiile apar prin sarcomere; mușchiul cardiac este striat, dar involuntar.
• Greșit: În timpul contracției filamentele de actină și miozină se scurtează.
  Corect: Ele alunecă unele printre altele, iar lungimea lor rămâne constantă; sarcomerul se scurtează.

Înainte și după