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In anatomia, il sarcolemma è la membrana che ricopre le fibre del tessuto muscolare, di origine connettivale. Si tratta di una membrana estensibile e contiene la sostanza contrattile di una fibra muscolare.

La membrana ha la funzione di ricevere e condurre stimoli. Sul sarcolemma è presente anche una proteina importante chiamata distrofina.

Le alterazioni della stabilità e del sistema di riparazione della membrana sarcolemmale possono portare alla distrofia muscolare. La forma più grave di distrofia muscolare, detta di Duchenne, è causata da una mutazione o dall'assenza proprio della distrofina, la cui trasmissione è legata al cromosoma X.

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