Chinesiologia articolare

Esame scritto con quiz a scelta multipla in presenza

1° lezione: Chinechinesiologia

Definizione: La cinesiologia è una branca specialistica delle attività motorie il cui fine è lo studio, la valutazione e l’utilizzo del movimento stesso per fini educativi, formativi, sportivi, riabilitativi. La cinesiologia è una scienza che tratta lo studio del movimento umano in tutte le sue forme.

Campi di applicazione

• Educativo: Educazione fisica nelle scuole, anche per portatori di handicap
• Preventivo: Cinesiterapia posturale, cinesiterapia per la terza età, indicata soprattutto per la degenerazione fisiologica articolare, dell'osteopenia e della sarcopenia, ottimizzazione dei gesti tipici del fitness
• Formativo e/o conservativo: Cinesiterapia per le patologie vertebrali adolescenziali
• Ricreativo: Ginnastica con musica, animazione, giochi, ecc.
• Sportivo: Preparazione ed ottimizzazione del gesto atletico, allenamento specifico, ecc.
• Riabilitativo: Recupero funzionale, algie, ecc.

L'anatomia descrive la struttura dei singoli elementi, la fisiologia descrive la funzionalità di essi e la biomeccanica quantifica, tramite modelli matematici, le forze intersegmentali, lo stato di sollecitazione e la traiettoria che si sviluppa durante i movimenti.

A livello chinesiologico noi teniamo conto di tutti questi elementi anatomici, fisiologici e biomeccanici. Il corpo umano, considerato come sistema segmentale, è visto come un insieme di corpi rigidi (le ossa) collegate tra di loro dalle articolazioni che sono i punti dove avviene il movimento tra le due ossa. Ognuno di questi corpi rigidi può essere studiato secondo le leggi della fisica ricavando così dei parametri che ci permettono di costruire dei modelli. Quest’ultimi, basandosi su parametri noti, ci permettono di cercare di prevedere cosa accadrà in questo caso al nostro corpo in situazioni diverse.

Ipotesi di modelli

• I segmenti articolari sono considerati come corpi rigidi (sono delle leve)
• I tendini sono rappresentati da funi inestensibili che scorrono senza attrito nelle loro guaine (approssimati a corde)
• Alle articolazioni vengono associati degli equivalenti meccanici (giunti)
• Le forze muscolari sono proporzionali alla superficie retta del muscolo
• La deformazione delle ossa, l'attrito, gli effetti viscoelastici sono considerati trascurabili
• I bracci dei momenti relativi al sistema muscolo-tendineo sono assunti costanti rispetto ai centri articolari

Il problema di tutti questi modelli è dato dal numero elevato di incognite che entrano in gioco e per questo si riuniscono più muscoli in gruppi e si considera la loro azione muscolare agente secondo un’unica direzione, trascurando molti aspetti. Al giorno d’oggi i modelli non sono ancora in grado di descriverci con perfezione il funzionamento di tutte le articolazioni, in particolare la modellazione del tronco. In questi modelli si ragiona in catene cinetiche, il corpo umano è una catena cinetica e quindi quello che accade su una articolazione si riflette a cascata sulle altre vicine.

Catene cinetiche

La fisica enuncia che una catena cinetica è un sistema composto da segmenti rigidi uniti tramite giunzioni mobili definite snodi. Anche il corpo umano è una catena cinetica: i segmenti sono rappresentati dalle ossa mentre le articolazioni rappresentano i giunti e il punto fisso è il terreno/una sedia/il muro/processo ischiatico. Devo tenere bloccati e stabilizzati tutti i segmenti non coinvolti nel movimento, se no si creano i cosiddetti scompensi. I muscoli sono il ''motore'' della catena cinetica, è un motore specifico perché è in grado di fare solo una cosa che è quella di accorciarsi e di unire le due inserzioni quindi per garantire un movimento in entrambe le direzioni abbiamo bisogno di muscoli da entrambi i lati del giunto.

Tipologie di catene cinetiche

• Catena cinetica aperta: Si intende per catena cinetica muscolare aperta il sistema in cui l’estremità distale (quindi più lontana) è libera, priva di alcun vincolo. Esempi: l’arto inferiore durante la deambulazione nella fase oscillante (diventa chiusa appena appoggio il piede a terra), l’estensione della gamba in posizione seduta, muovere il braccio nel gesticolare o nel lanciare un oggetto e così via. La corsa è sempre cinetica aperta.
• Catena cinetica chiusa: L’estremità distale della catena motoria è fissa, ossia non libera di muoversi durante l’esecuzione del gesto. Esempi: l’arto inferiore nella deambulazione nella fase di appoggio del piede, gli arti superiori che spingono contro una parete o gli arti inferiori in un individuo che solleva un peso da terra.
• Catena cinetica frenata: Quando la resistenza esterna distale di una catena cinetica è per convenzione inferiore al 15% della resistenza massimale che essa riesce a spostare, si può ritenere la catena aperta (o poco frenata), se invece tale resistenza supera il 15% la catena è chiusa (o molto frenata). Si crea, in questo caso, una condizione che limita l’apparato locomotore nella sua libertà di movimento. Ad esempio: devo spostare un mobile, ho una forza massima di 100 Kg, se il mobile pesa meno di 15 kg sono in catena cinetica frenata, se pesa più di 15 kg è molto frenata quindi viene considerata chiusa.

Il muscolo

Tipologie di muscoli

• Muscolo scheletrico
• Muscolo cardiaco
• Muscolo liscio

Dal punto di vista anatomico è composto da:

• Ventre muscolare: È circondato da una struttura connettivale chiamata epimisio che si continua nel tendine che prende inserzione sull’osso
• Fascicolo muscolare: Gruppi di 150 fibre muscolari, delimitato da perimisio e sono il vero motore del muscolo
• Fibra muscolare: Rivestita da endomisio, al suo interno troviamo altro tessuto connettivale che ha il compito di trasferire le forze generate dalle miofibrille; quest’ultime sono dei bastoncini uniti da ponti e ognuna di esse è composta da actina e miosina che sono fondamentali nella contrazione del muscolo. Le miofibrille si trovano nel sarcoplasma della fibra muscolare che è esternamente ricoperta dal sarcolemma. Le fibre muscolari sono gli elementi motori mentre l’epimisio, il perimisio e l’endomisio sono gli elementi connettivali che si fondono tra loro per trasmettere le forze e che coinvolgono nel muscolo. Ogni muscolo ha un’UNICA direzione, da un’inserzione all’altra. Per questo motivo devo fare stretching dopo che mi alleno. Dopo il wo si creano delle tensioni interne e si accumulano elementi/residui tossici, questo provoca delle aderenze tra le fibre che non seguono la fisiologica direzione, esse aumentano le resistenze intramuscolari. Le componenti connettivali trasversali rispetto all’asse del movimento devono essere rielasticizzate e lo stretching “sciacquando” le sostanze tossiche aiuta a rimuovere queste tensioni.

Extra: In seguito a uno strappo muscolare devo assolutamente fermare l’attività di quel muscolo perché se vado a contrarlo ne aumento la lesione, perché tiro anche i due punti lacerati. Riposo assoluto fino a quando viene a formarsi una cicatrice, questa però è disordinata, le fibre sono intrecciate tra di loro, non seguono l’asse di movimento. Per questo nella riabilitazione viene inserito sia lo stretching, per riallineare le fibre, sia piccole contrazioni del muscolo, prima che la cicatrice inizi a saldarsi troppo.

Unità motoria

Ogni azione dei muscoli è mediata dal SNC tramite l’unità motoria. Quest’ultima è l’unione di tre elementi:

• Motoneurone: Posizionato nelle corde anteriori del midollo spinale, produce l’impulso nervoso
• Assone: «Cavo» che trasporta l’impulso dal midollo alla placca neuromotoria attraverso il nervo, ogni assone è legato ad un numero preciso di fibre
• Fibre muscolari da esso innervate: Questo è possibile grazie alla placca neuromotoria che è una terminazione nervosa dove avviene il contatto tra fibre nervose e fibre muscolari e, come nelle sinapsi, vengono rilasciati alcuni elementi chimici che provocano la contrazione del muscolo quando richiesto, questo rilascio chimico è l’unico aspetto che può ritardare il comando, il resto è istantaneo. Le fibre di un’unità motoria non sono per forza vicine, sono intrecciate con fibre di altri motoneuroni. In un unico muscolo non si contraggono tutte insieme le fibre, perché ci sono diversi motoneuroni per un unico muscolo. Questo aspetto è fondamentale se si vuole evitare il tetano ovvero il crampo che avviene in seguito ad un affaticamento dell’unità motoria troppo elevato, senza la fase di rilassamento, che provoca una contrazione violenta totale, il crampo appunto. Normalmente invece c’è un ciclo di contrazione nel tempo, mentre un motoneurone si sta attivando l’altro è già attivo e un altro ancora è in fase di rilassamento. Questo ciclo consente anche una migliore ossigenazione al muscolo e quindi anche l’allontanamento dei metaboliti. Ogni muscolo ha un numero preciso di unità motorie, questo numero è dato in base al tipo di fibre muscolari e al quantitativo di fibre innervate. Per esempio, se ho bisogno di svolgere un movimento fine le unità motorie saranno di più. All’interno del muscolo sono presenti dei “sensori” intramuscolari in grado di controllare il movimento e di evitare lesioni alle strutture durante questo. Il fuso neuromuscolare si trova all’interno del muscolo e lo fa contrarre se lo stiramento è eccessivo, in caso contrario se l’estensione avviene lentamente non si attiva. L’organo tendineo del Golgi invece si trova sul tendine e reagisce ad un eccesso di tensione muscolare producendo un rilasciamento del muscolo, la risposta inizia dopo circa 6-8 sec. dall’inizio dello stiramento.

(Solo i dendriti possono aumentare, neuroni e assoni sono unici. Fenomeno di sprouting: quando muore un neurone quelli vicini riescono comunque a sostituirlo con un’intensità ridotta)

Classificazione dei muscoli

I muscoli si suddividono anche in base a:

• Forma: Lunghi (1), larghi (2) o orbicolari (3)
• Ventri muscolari: Bicipiti (4), digastrici (5) o poligastrici (6)
• Rapporti muscolo-tendinei: A fibre parallele (7), pennati (8) o semipennati (9)

Il muscolo scheletrico è composto da:

• Acqua (circa il 75%)
• Proteine (circa il 20%) le più importanti sono la miosina e l’actina
• Glicidi (0,5-1,5%) il più importante è il glicogeno che è la benzina della contrazione muscolare
• Grassi neutri, colesterolo e fosfolipidi
• Sali minerali (circa il 5%)
• Enzimi
• Sostanze estrattive azotate (es.: creatina e urea)
• Sostanze estrattive non azotate (es.: acido lattico)
• Pigmenti (es.: la mioglobina)

Concetto del grasso e del muscolo: il grasso galleggia sull’acqua, infatti l’adipe è esterno al muscolo, che invece è fatto di acqua. Quando una persona vuole dimagrire e va in palestra anziché dimagrire aumenterà di peso nel primo periodo perché i muscoli aumentano, invece il tessuto grasso sparirà in tempi più lunghi.

Tipologie di fibre muscolari

• Fibre di tipo I (o rosse a causa dell’alto contenuto di emoglobina, o toniche): Contrazione lenta e di lunga durata (forza resistente endurance) (meccanismo aerobico), bassa intensità di tensione, bassa velocità di contrazione, alto potere ossidativo, ricche di mitocondri e mioglobina ed elevata densità di capillari sanguigni
• Fibre di tipo IIb (o bianche a causa dell’assenza di emoglobina, o rapide): Generano una contrazione rapida e breve (forza esplosiva) (meccanismo anaerobico), elevatissima intensità di tensione, altissima velocità di contrazione e alto potere glicolitico
• Fibre di tipo IIa: Caratteristiche intermedie tra le due tipologie precedenti e sono in grado di convertirsi in una o nell’altra a seconda dell’allenamento proposto, medio-alta intensità di tensione, elevata velocità di contrazione, alto potere ossidativo e medio potere glicolitico. L’allenamento può determinare uno shift delle fibre muscolari.

(Il muscolo svolge 2 funzioni diverse: una dinamica e una statica. La prima è quella determinata dalle fibre di tipo II bianche, la seconda da quelle di tipo I)

I muscoli più superficiali del tronco e quelli degli arti superiori sono composti prevalentemente da fibre di tipo II quindi bianche, il movimento esplosivo è utilizzato soprattutto dalle leve più ampie, perché aumenta il braccio di leva. I muscoli più profondi del tronco e quelli degli arti inferiori, deputati a contrazioni statiche e di tenuta e con leve articolari meno ampie, sono soprattutto di tipo I, rosse.

I muscoli possono essere suddivisi anche in base alla loro funzione:

• Fasici - (deputati al movimento): Hanno funzione di movimento, si affaticano precocemente, contengono più fibre muscolari bianche (rapide), si contraggono più rapidamente, reagiscono al carico errato con indebolimento e peggioramento funzionale, hanno fibre muscolari più lunghe e sono per lo più fusiformi, sono localizzati più superficialmente e più lateralmente, generalmente appartengono al gruppo dei flessori le cui funzioni comprendono anche l’adduzione e la rotazione mediale, sono più deboli, esprimono la massima potenza a velocità di contrazione elevata, se inattivi divengono più rapidamente deboli e tendono ad allungarsi con l’inattività.
• Tonici - (antigravitari o posturali): Hanno funzione di sostegno, si affaticano tardivamente, contengono più fibre muscolari rosse (lente), si contraggono più lentamente, reagiscono al carico errato con accorciamento e con peggioramento funzionale, hanno fibre muscolari più corte e sono per lo più penniformi, sono localizzati più profondamente e più medialmente, generalmente appartengono al gruppo degli estensori le cui funzioni comprendono anche l’abduzione e la rotazione esterna, sono più forti di circa 1/3, esprimono la massima potenza a velocità di contrazione moderata, se inattivi divengono più lentamente deboli e tendono ad accorciarsi a causa della continua tensione a cui sono sottoposti.

La contrazione muscolare

La contrazione può essere:

Statica

• Isometrica: Non si genera movimento: Consiste nel contrarre massimalmente un muscolo senza che questo possa accorciarsi. È un buon esercizio per lo sviluppo della forza massima di tipo statico e per il trofismo muscolare, per i muscoli tonici, rossi. È una metodica di facile attuazione, adatta nelle fasi riabilitative per mantenere il trofismo a carico dei muscoli inseriti su segmenti articolari bloccati.

Dinamica

• Isotonica:
  • Concentrica: È la contrazione contro un carico costante, con accorciamento del muscolo. Si tratta della forma di allenamento più semplice e antica. Il muscolo allenato a generare forze vicine alla massima forza che può sviluppare, risponde aumentando la sua massa e quindi la sua forza massima.
  • Eccentrica: La contrazione di tipo eccentrico è un particolare tipo di attivazione muscolare durante la quale il muscolo produce forza allungandosi anziché accorciandosi come durante il lavoro concentrico. Rappresenta uno stimolo all’incremento di volume e forza, ma deve essere utilizzato con cautela perché il carico aumenta e quindi per esempio per i giocatori in rientro da un infortunio non è il massimo.
  • Isocinetica: In questa contrazione viene mantenuta costante la velocità ed è una contrazione del tutto artificiale, in natura noi non manteniamo la stessa velocità nel movimento perché essa varia al variare del braccio di leva, la forza generata durante la contrazione di un muscolo non è mai costante. Esistono macchine fatte apposta per far ciò aumentando o diminuendo la resistenza da spostare in base alla posizione del braccio di leva. Si possono utilizzare sia in concentrica che in eccentrica se dotate di un motore, anche se prevalentemente si usano per scopi riabilitativi in concentrica. Vantaggio: è una contrazione sempre proporzionale alla propria forza.

Esistono alcuni fattori fisiologici che influenzano la forza muscolare:

• Diametro dei muscoli: Maggiore è la quantità di massa muscolare maggiore sarà la forza che potremmo generare, con l’eccezione dei muscoli dei culturisti dove si ha un rigonfiamento non delle fibre ma in particolare del tessuto connettivale che quindi non riesce a trasmettere in modo ottimale le forze
• Frequenza di impulsi trasmessi dai moto-neuroni ai muscoli
• Livello di sincronizzazione delle unità motorie

Esistono elementi che influiscono sulla capacità del muscolo di creare tensione:

1. Legati alla struttura del muscolo (ciò che conta è la somma delle superfici di sezione delle fibre)
   • Numero di fibre
   • Spessore delle fibre
   • Diametro delle fibre
   • Non uso (diminuisce il diametro delle singole fibre)
   • Allenamento
   • Età
   • Malattie della fibra muscolare
   • Denervazione
2. Elementi legati alle condizioni in cui lavora il muscolo
   • Caratteristiche dello stimolo: Per essere efficace uno stimolo deve raggiungere un certo valore di intensità (soglia). Stimuli al di sopra di tale valore non realizzano diverso effetto contrattile sulla singola fibra. Se si tratta della stimolazione di un muscolo, costituito da numerose fibre, l’aumento dell’intensità corrisponde all’attivazione di un maggior numero di fibre sino alla massima tensione realizzabile dal muscolo (tutte le fibre attivate).