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IL SISTEMA MUSCOLARE - IL MUSCOLO SCHELETRICO - LA FIBRA MUSCOLARE

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IL SISTEMA MUSCOLARE

 

Il muscolo è l'apparato che permette il movimento.

Esistono tre tipi di muscoli:

Ø      muscoli scheletrici: detti anche volontari (se innervati dal sistema nervoso somatico che determina la volontarietà della contrazione, o striati (se formati da tessuti muscolari striati

Ø      muscolo cardiaco: striato ma involontario perché innervato dal sistema neurovegetativo

Ø      muscoli lisci: proprio dei vasi sanguigni e degli organi interni, sono controllati al sistema nervoso autonom 121j93b o e quindi involontari.

IL MUSCOLO SCHELETRICO

L'organizzazione del muscolo scheletrico

Il muscolo scheletrico è composto da migliaia di cellule a forma allungata: le fibre muscolari, che si organizzano in fasci. Esse hanno lunghezza differente. Ogni fibra, fascio di fibra, muscolo è rivestito da tessuto connettivo, che funge da collante tra le varie fibre, così che la loro contrazione venga estesa a tutto il muscolo.

All'estremità il tessuto si fonde e prosegue con un tessuto più denso che si chiama tendine, e rappresenta la struttura attraverso la quale il muscolo esercita la trazione e determina lo spostamento di una parte del corpo.

Proprietà del muscolo

 

Il muscolo presenta caratteristiche di: estensibilità, elasticità e contrattilità.

Inserzioni del muscolo

 

I muscolo normalmente congiungono i segmenti ossei attraverso una o più articolazioni. Il punto in cui un muscolo si collega a un segmento osseo si chiama inserzione.

Con la loro contrazione, i muscoli sono in grado di immobilizzare un'articolazione o di produrre un movimento.

Nella contrazione muscolare, una delle due inserzioni del muscolo serve da punto fisso e l'altro da punto mobile.

Muscoli agonisti, antagonisti e sinergici

 

Il movimento è reso possibile dalla contrazione di uno o più muscoli, detti agonisti, che realizzano l'azione di spostamento di un segmento scheletrico.

All'inizio di quest'azione, è necessario che i muscoli che compiono l'azione contraria, gli antagonisti, siano rilasciati per non risultare di freno al movimento. I ruoli si invertono nell'azione opposta.

Quando i due muscoli concorrono a realizzare un movimento la loro azione verrà definita sinergica.

Azione principale e azione secondaria del muscolo

 

In genere il muscolo possiede la capacità di sviluppare un'azione principale, in base alla quale viene classificato (come abduttore, rotatore, estensore, ecc...)

Inoltre è in grado di realizzare quasi sempre anche azioni secondarie che è bene conoscere per poter sfruttare le potenzialità muscolari in maniera ottimale.

Per eliminare l'azione secondaria di un muscolo è necessario talvolta l'intervento di un ulteriore gruppo muscolare, con la funzione di neutralizzazione per evitare il movimento indesiderato.

LA FIBRA MUSCOLARE

 

Ogni fibra muscolare è rivestita dalla membrana cellulare, il sarcolemma, che a sua volta contiene il sarcoplasma, un liquido ricco di sostanze subcellulari. Immersi in questo liquido troviamo centinaia di filamenti proteici, le miofibrille. Queste, racchiuse in una fibra muscolare, sono costituite da proteine filamentose: l'actina e la miosina, a loro volta composta da sarcomeri, le unità funzionali fondamentali del muscolo striato scheletrico.

L'accorciamento

 

L'accorciamento del muscolo è dovuto alla somma degli accorciamenti dei vari sarcomeri impilati.

Quando, all'arrivo di uno stimolo nervoso, una fibra si contrae, avviene che i filamenti di astina scorrono con un movimento cilindrico su quelli di miosina, spostandosi verso il centro del sarcomero. Di conseguenza la fibra si accorcia e s'ingrossa per il sovrapporsi dei filamenti, ma senza che questi modifichino la loro lunghezza. Ttale processo si chiama "scivolamento dei filamenti".

Il muscolo generatore di forza

 

Il muscolo, come un motore, per produrre il fenomeno della contrazione ha bisogno di due "entrarte": uno stimolo elettrico e delle sostanze da degradare (bruciare).

Lo stimolo alla contrazione arriva alla fibra muscolare sotto forma di impulso elettrico generato dal sistema nervoso. Questo determina delle modifiche fisico-chimiche che permettono l'accorciamento della fibra muscolare e di conseguenza il movimento, Il muscolo è quindi un generatore di forza.

Tipo di fibre muscolari

 

In un muscolo si riconoscono, anche se mescolate tra loro, diversi tipi di fibre muscolari.

Ø      Fibre a contrazione lenta tipo I: dette anche rosse, sono poco affaticabili, possiedonouna ricca vascolarizzazione, un contenuto elevato di mioglobina, di mitocondri, di grassi, e un'attività elevata degli enzimi del metabolismo aerobico. Ogni unità motoria è in grado di sviluppare una forza limitata.

Ø      Fabra a contrazione rapida tipo IIc: dette anche bianche o pallide, rappresenta al max il 3% del totale delle fibre di un muscolo.

IL LAVORO MUSCOLARE

 

Differenti stati e regimi di lavoro del muscolo

 

Le possibili forme di contrazioni sono:

Ø      Contrazione isometrica: presenta un equilibrio tra la forza muscolare e quella esterna. Si tratta di una contrazione statica.

Ø      Contrazione concentrica: contrazione dinamica in accorciamento: la forza muscolare è superiore della forza esterna.

Ø      Contrazione eccentrica: la forza esterna è più grande della forza muscolare -> contrazione in allungamento.

L'unità motoria

 

L'unità motoria è l'unità di base per la contrazione muscolare. E' costituita da un certo numero di fibre muscolari collegate tra di loro alle quali arriva un unico ramo nervoso motorio.

La graduazione della forza

 

Ø      Rapporto tra fibre muscolari e fibre nervose:

i muscoli deputati a realizzare movimenti molto precisi sono formati da unità motorie che reclutano poche fibre muscolari e per questo il sistema nervoso può regolare finemente il livello di contrazione del muscolo.

Ø      Reclutamento spaziale:

all'aumentare del livello di forza necessario per svolgere un compito motorio vengono reclutate un sempre maggior numero di unità motorie. Questo coinvolgimento di fibre si chiama reclutamento spaziale

Ø      Reclutamento temporale:

gli impulsi nervosi che eccitano l'unità motoria si succedono nel tempo con una frequenza più o meno elevata (reclutamento temporale), determinando diversi livelli di produzione di forza. Una singola stimolazione di un'unità motoria viene chiamata scossa singola e induce un breve periodo di contrazione. Con più stimolazioni si arriva alla sommazione. La tensione massima si realizza con la contrazione tetanica.

Il tono muscolare

 

Anche a riposo il muscolo rimane leggermente contratto -> il muscolo oppone resistenza allo stiramento -> tono muscolare

                        

Determinato da due componenti:

  1. passiva -> anche a riposo alcuni ponti tra astina e miosina (ponti residuali) rimangono attivi
  2. attiva -> continua attività riflessa del sistema nervoso -> fondamentale per il mantenimento della postura.

Se il tono muscolare è eccessivo -> muscoli ipertonici o spastici

Se il tono muscolare è debole -> muscoli flaccidi

Il tono muscolare non è costante -> il calore lo riduce (azione miorilassante)

                                                     -> col freddo o in situazioni di all'erta aumenta

La componente elastica del muscolo

 

Il muscolo possiede elevate proprietà elastiche -> funziona come una molla che, compressa, immagazzina energia, e una volta rilasciata, la restituisce -> solo che il muscolo accumula energia se stirato -> energia potenziale (accumulata soprattutto dal tendine).

Il ciclo stiramento-accorciamento

 

È la proprietà del muscolo di immagazzinare e rilasciare energia elastica.

Condizioni necessarie:

  1. il passaggio da fase eccentrica a fase concentrica dev'essere il più rapido possibile
  2. il muscolo dev'essere allungato eccentricamente in modo estremamente rapido
  3. l'ampiezza del contromovimento dev'essere ridotta
  4. è necessaria un'ottimale coordinazione tra muscolatura antagonista e agonista

L'energia elastica permette di aumentare l'efficacia del gesto.

ENERGETICA MUSCOLARE

 

Senza energia non si possono compiere lavori -> l'energia occorrente alle funzioni biologiche viene ottenuta grazie alla degradazione metabolica di carboidrati, lipidi e aminoacidi -> sostanze usate per la sintesi dell'ATP (adenosintrifosfato), il composto chimico indispensabile per fornire energia per la contrazione muscolare e per tutte le altre funzioni organiche -> attraverso un meccanismo di produzione energetica.

L'ATP

 

Dalla degradazione degli alimenti non si ottiene subito energia bensì ATP -> viene raccolto nelle cellule -> dato l'esiguo numero di ATP presenti nelle cellule, esso deve essere continuamente risintetizzato.

I meccanismi di risintesi dell'ATP

 

Tre diversi meccanismi di risintetizzazione della molecola di ATP:

  1. il meccanismo anaerobico alattacido

la più veloce e semplice via di sintesi -> chiamato anche ATP-PC -> perché si basa sull'utilizzo del PC (molecola altamente energetica presente nel muscolo)

PC -> C + Pi -> Pi + ADP -> ATP

Queste trasformazioni avvengono in assenza di ossigeno e in presenza di speciali enzimi che velocizzano la reazione.

Questo meccanismo è utilizzato durante sforzi di grande intensità ma breve durata.

                                           

Meccanismo di grande potenza ma di scarsa capacità.

  1. il meccanismo anaerobico lattacido

demolizione parziale del glucosio in assenza di ossigeno -> glicolisi -> glucosio e glicogeno + enzimi producono acido lattico.

Meccanismo di elevata potenza con capacità sicuramente superiore al meccanismo 1.

                                           

Il fattore limitante è l'acido lattico, che se troppo accumulato provoca difficoltà nella contrazione.

Glicogeno -> glucosio -> ATP + acido lattico

  1. il meccanismo aerobico

o ossidativo -> la cellula degrada i substrati (glucidi, grassi e proteine), in presenza di ossigeno  -> respirazione cellulare -> avviene nei mitocondri -> la molecola di O² brucia i substrati producendo acqua, anidride carbonica e ATP.

Meccanismo a capacità elevatissima ma la potenza minore dei tre meccanismi.

Zuccheri, grassi, proteine + O² -> ATP + CO² + H²O

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