Migliaia di minuscoli mitocondri si trovano nelle cellule eucariotiche con un elevato fabbisogno energetico. Ad esempio, i mitocondri occupano il 40% del citoplasma di una cellula del muscolo cardiaco, secondo il Società britannica per la biologia cellulare. Attraverso il processo di respirazione cellulare (fosforilazione ossidativa), i mitocondri utilizzano l'ossigeno e metabolizzano l'energia alimentare per generare molecole di ATP facilmente accessibili che alimentano la cellula. Gli atleti dipendono da abbondanti mitocondri nelle loro cellule muscolari per le massime prestazioni.
Struttura delle cellule muscolari
Cellule muscolari (miociti) sono fasci aderenti di microfibrille con reticolo endoplasmatico specializzato (reticolo sarcoplasmatico). Le cellule muscolari si connettono per formare lunghe fibre muscolari. I muscoli di un organismo spingono, tirano e si contraggono in risposta allo stimolo delle cellule nervose dal cervello o dal sistema nervoso autonomo. I mitocondri sono sparsi in tutta la cellula muscolare per fornire continuamente alla cellula molecole di ATP.
Un diagramma delle cellule muscolari sembra abbastanza diverso da altri tipi di cellule nel corpo umano perché la forma delle cellule è correlata alla funzione cellulare. Anche gli organelli della cellula muscolare hanno nomi leggermente diversi: la membrana plasmatica è chiamata sarcolemma; il citoplasma è sarcoplasmae il reticolo endoplasmatico è reticolo sarcoplasmatico. Le cellule muscolari scheletriche hanno molti nuclei lungo la loro membrana. Il centro della cellula contiene bande alternate di proteine (miofibrille) che si contraggono quando i segnali nervosi raggiungono la cellula.
Organelli nel tessuto muscolare
Il tessuto muscolare è costituito da cellule muscolari lunghe, sottili e cilindriche contenenti organelli ravvicinati. Le cellule possono essere multinucleato e condividere il citoplasma. Numerose mitocondri si trovano in ogni cellula muscolare per fornire energia metabolica per la contrazione muscolare. Il reticolo endoplasmatico aiuta i mitocondri a filtrare le molecole e a mantenere l'omeostasi.
Ruolo dei mitocondri nelle cellule muscolari
Mitocondri sono organelli essenziali racchiusi in una doppia membrana che ha il proprio DNA ereditato dalla madre. Lo strato esterno della membrana filtra le grandi molecole. Lo strato di membrana interna ha diverse pieghe, chiamate cristae, incorporati con proteine che trasportano molecole coinvolte nella produzione di ATP. Le cellule eucariotiche possono contenere da un mitocondrio a migliaia di mitocondri nel loro citoplasma.
Studi recenti suggeriscono che i mitocondri funzionano come una centrale elettrica producendo e distribuendo energia attraverso una rete elettrica, come riportato dal Istituto Nazionale della Salute. I mitocondri si verificano in proporzione alla funzione e allo scopo delle cellule. Ad esempio, i mitocondri abbondanti nelle cellule muscolari consentono a un organismo di reagire rapidamente, il che può essere particolarmente utile quando fugge un predatore.
Funzione delle cellule muscolari scheletriche
Come suggerisce il nome, il muscolo scheletrico è composto da cellule altamente specializzate che muovono lo scheletro e alcune altre parti del corpo come la lingua. Il muscolo scheletrico è volontario, il che significa che il cervello può segnalare consapevolmente quando e come muovere il braccio per raggiungere un libro della biblioteca su uno scaffale, ad esempio. Le cellule scheletriche sono strutturate in modo univoco per contrarsi rapidamente e con forza, secondo necessità.
I due tipi di muscoli scheletrici sono a contrazione lenta e a contrazione rapida. Muscoli a contrazione lenta sono fibre rossastre che metabolizzano aerobicamente e si contraggono continuamente per svolgere costantemente compiti come stare in piedi per ore o correre una maratona. Organelli mitocondriali e molecole che legano l'ossigeno (mioglobina) sono abbondanti nella cellula.
Muscoli a contrazione rapida possono essere ulteriormente suddivisi in base alla quantità di mitocondri e mioglobina presenti nella fibra muscolare. Fibre muscolari con molti mitocondri e uso di mioglobina respirazione aerobica per l'energia, mentre i muscoli con meno mitocondri usano glicolisi. I muscoli a contrazione rapida consentono esplosioni di energia drammatiche per attività come lo sprint competitivo.
Funzione delle cellule muscolari lisce
La muscolatura liscia allungata si contrae involontariamente sotto l'influenza di ormoni, metaboliti e del sistema nervoso autonomo. Trovato nel tratto digestivo, nei dotti, nelle arterie e nei vasi linfatici, le cellule muscolari lisce si contraggono insieme. Le cellule muscolari lisce hanno un nucleo centrale come la maggior parte delle altre cellule somatiche.