Anatomia e Fisiologia I

Figura 1. Tessuto muscolare cardiaco. Il tessuto muscolare cardiaco si trova solo nel cuore. LM × 1600. (Micrografia fornita dai Reggenti della University of Michigan Medical School © 2012)

Il tessuto muscolare cardiaco si trova solo nel cuore. Le contrazioni altamente coordinate del muscolo cardiaco pompano il sangue nei vasi del sistema circolatorio. Simile al muscolo scheletrico, il muscolo cardiaco è striato e organizzato in sarcomeri, con la stessa organizzazione a bande del muscolo scheletrico (Figura 1).

Tuttavia, le fibre del muscolo cardiaco sono più corte di quelle del muscolo scheletrico e solitamente contengono un solo nucleo, che si trova nella regione centrale della cellula. Le fibre muscolari cardiache possiedono anche molti mitocondri e la mioglobina, poiché l’ATP è prodotto principalmente attraverso il metabolismo aerobico. Le cellule delle fibre muscolari cardiache sono anche ampiamente ramificate e sono collegate l’una all’altra alle loro estremità da dischi intercalati. Un disco intercalato permette alle cellule del muscolo cardiaco di contrarsi in un modello ondulatorio in modo che il cuore possa funzionare come una pompa.

I dischi intercalati fanno parte del sarcolemma e contengono due strutture importanti nella contrazione del muscolo cardiaco: le giunzioni di gap e i desmosomi. Una gap junction forma dei canali tra fibre muscolari cardiache adiacenti che permettono alla corrente depolarizzante prodotta dai cationi di passare da una cellula muscolare cardiaca alla successiva. Questo collegamento è chiamato accoppiamento elettrico, e nel muscolo cardiaco permette la rapida trasmissione dei potenziali d’azione e la contrazione coordinata dell’intero cuore. Questa rete di cellule muscolari cardiache collegate elettricamente crea un’unità funzionale di contrazione chiamata sincizio. Il resto del disco intercalare è composto da desmosomi. Un desmosoma è una struttura cellulare che ancorano insieme le estremità delle fibre del muscolo cardiaco in modo che le cellule non si stacchino durante lo stress delle singole fibre che si contraggono (Figura 2).

Figura 2. Muscolo cardiaco. I dischi intercalati fanno parte del sarcolemma del muscolo cardiaco e contengono giunzioni di gap e desmosomi.

Le contrazioni del cuore (battiti cardiaci) sono controllate da cellule muscolari cardiache specializzate chiamate cellule pacemaker che controllano direttamente la frequenza cardiaca. Anche se il muscolo cardiaco non può essere controllato coscientemente, le cellule pacemaker rispondono ai segnali del sistema nervoso autonomo (ANS) per accelerare o rallentare la frequenza cardiaca. Le cellule pacemaker possono anche rispondere a vari ormoni che modulano la frequenza cardiaca per controllare la pressione sanguigna.

L’onda di contrazione che permette al cuore di lavorare come un’unità, chiamata sincizio funzionale, inizia con le cellule pacemaker. Questo gruppo di cellule è autoeccitabile e in grado di depolarizzarsi fino alla soglia e sparare potenziali d’azione per conto proprio, una caratteristica chiamata autoritmicità; lo fanno a intervalli stabiliti che determinano la frequenza cardiaca. Poiché sono collegate con giunzioni di gap alle fibre muscolari circostanti e alle fibre specializzate del sistema di conduzione del cuore, le cellule pacemaker sono in grado di trasferire la depolarizzazione alle altre fibre del muscolo cardiaco in un modo che permette al cuore di contrarsi in modo coordinato.

Un’altra caratteristica del muscolo cardiaco sono i potenziali d’azione relativamente lunghi nelle sue fibre, con un “plateau” di depolarizzazione sostenuto. Il plateau è prodotto dall’ingresso di Ca++ attraverso i canali del calcio voltaggio-gated nel sarcolemma delle fibre muscolari cardiache. Questa depolarizzazione sostenuta (e l’ingresso di Ca++) permette una contrazione più lunga di quella prodotta da un potenziale d’azione nel muscolo scheletrico. A differenza del muscolo scheletrico, una grande percentuale del Ca++ che avvia la contrazione nei muscoli cardiaci proviene dall’esterno della cellula piuttosto che dal SR.

Domande di autoverifica

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