Anatomia e fisiologia

La contrazione delle fibre muscolari scheletriche è un processo complesso, ma

affascinante, che si fonda sulla comunicazione tra il sistema nervoso e il

muscolo stesso attraverso la giunzione neuromuscolare. Questa connessione è

fondamentale per permettere ai muscoli di svolgere le loro funzioni, ed è

regolata da una sequenza precisa di eventi.

Ogni fibra muscolare è controllata da un motoneurone, una cellula nervosa il

cui assone termina in una porzione espansa chiamata *terminale assonico*.

Questo terminale contiene vescicole ricche di acetilcolina (ACh), un

neurotrasmettitore essenziale per la comunicazione. Quando un impulso

nervoso raggiunge il terminale, l’ACh viene rilasciata nella fessura sinaptica,

uno spazio che separa il terminale assonico dalla membrana della fibra

muscolare, il *sarcolemma*. Qui, l’ACh si lega ai recettori della placca motrice,

causando cambiamenti elettrici che innescano un potenziale d’azione nel

sarcolemma. Questo segnale elettrico viaggia lungo i tubuli T, raggiungendo le

triadi, dove stimola il rilascio massiccio di ioni calcio dalle cisterne terminali del

reticolo sarcoplasmatico. Gli ioni calcio sono il segnale chiave che avvia la

contrazione.

La contrazione stessa avviene attraverso l’interazione tra i filamenti di actina e

miosina all’interno del sarcomero, l’unità funzionale del muscolo. La tensione

generata dipende dal numero di *ponti trasversali* formati tra questi filamenti.

È importante notare che una fibra muscolare si contrae come un tutto: non è

possibile regolare la contrazione di singoli sarcomeri all’interno della fibra. La

tensione prodotta da una fibra varia invece in base alla sua lunghezza iniziale e

alla frequenza degli stimoli ricevuti.

Le contrazioni muscolari, però, non sono mai il risultato della semplice

attivazione di una singola fibra: coinvolgono gruppi coordinati di fibre,

organizzate in unità motorie, ciascuna controllata da un motoneurone. Nei

movimenti precisi, come quelli degli occhi, le unità motorie coinvolgono poche

fibre; nei muscoli più potenti, come quelli delle gambe, ogni motoneurone può

controllare migliaia di fibre. L’attivazione progressiva di unità motorie,

chiamata *reclutamento*, permette un controllo graduale della forza esercitata

dal muscolo.

Esistono diversi tipi di contrazione muscolare. Nelle contrazioni isotoniche, il

muscolo modifica la sua lunghezza per spostare un carico, come quando si

solleva un oggetto. In quelle isometriche, invece, il muscolo genera tensione

senza accorciarsi, ad esempio quando si cerca di sollevare un peso troppo

pesante. Entrambi i tipi di contrazione sono essenziali nelle attività quotidiane.

Un aspetto cruciale è che il muscolo non può allungarsi attivamente dopo una

contrazione: l’allungamento avviene passivamente grazie alle forze elastiche

dei tessuti connettivi, all’azione dei muscoli antagonisti e alla gravità. Ad

esempio, dopo che il bicipite si contrae per flettere il gomito, è il tricipite che,

contraendosi, riporta il braccio alla posizione originale.

Infine, il tono muscolare rappresenta una leggera ma costante attivazione di

alcune unità motorie, anche a riposo. Questo mantiene la stabilità delle

articolazioni e la postura. Quando il muscolo non è regolarmente stimolato,

come nei casi di paralisi o inattività prolungata, si verifica l’atrofia, una

riduzione delle dimensioni e della forza delle fibre muscolari, che può diventare

irreversibile.

In sintesi, il funzionamento dei muscoli scheletrici combina comunicazione

nervosa, attività biochimica e meccanica, con una precisione che consente sia

movimenti potenti sia quelli più fini e controllati.

### L’ATP: la Fonte di Energia per la Contrazione Muscolare

#### **Energia Necessaria per la Contrazione**

La contrazione muscolare richiede una grande quantità di energia, proveniente

dall'ATP (adenosina trifosfato). Ad esempio, una fibra muscolare scheletrica

attiva consuma fino a **600 trilioni di molecole di ATP al secondo**. A riposo, le

fibre muscolari contengono ATP sufficiente per iniziare la contrazione, ma

devono rapidamente produrne di nuovo durante l’attività.

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#### **ATP e Fosfocreatina (CP): il Ruolo delle Riserve Energetiche**

A riposo, le fibre muscolari accumulano energia in forma di fosfocreatina (CP),

un composto ad alta energia creato trasferendo energia dall'ATP alla creatina:

- **Reazione a riposo**:

**ATP + creatina → ADP + fosfocreatina**

- **Reazione durante la contrazione**:

**ADP + fosfocreatina → ATP + creatina**

(Catalizzata dall’enzima creatin fosfochinasi o CPK).

Questa riserva è sufficiente per circa **15 secondi di contrazione intensa**,

dopodiché la fibra muscolare ricorre ad altri meccanismi di produzione di ATP.

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#### **Produzione di ATP: Metabolismo Aerobico e Glicolisi**

1. **Metabolismo Aerobico**

- Avviene nei mitocondri e utilizza ossigeno, ADP, fosfati e substrati organici

come carboidrati, lipidi e proteine.

- Il ciclo di Krebs e la catena respiratoria generano **15 molecole di ATP per

ogni molecola di piruvato**.

- A riposo, le fibre muscolari utilizzano prevalentemente **acidi grassi**.

Durante l’attività, il metabolismo si sposta verso il **piruvato** prodotto dalla

glicolisi.

2. **Glicolisi (Anaerobica)**

- Avviene nel citoplasma e non richiede ossigeno.

- Il glucosio, derivato dal glicogeno muscolare, viene convertito in

**piruvato** e produce **2 molecole di ATP** per molecola di glucosio.

- In assenza di ossigeno sufficiente, il piruvato si trasforma in lattato,

causando **acidosi lattica** e affaticamento muscolare.

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#### **Domanda Energetica in Base al Livello di Attività**

1. **A riposo**

- La richiesta di ATP è bassa.

- Il surplus di ATP viene immagazzinato sotto forma di CP e glicogeno.

2. **Attività moderata**

- La richiesta di ATP aumenta e viene soddisfatta principalmente dal

metabolismo aerobico.

3. **Attività intensa**

- L'ossigeno non è sufficiente, e la glicolisi diventa la principale fonte di ATP.

- Questo processo è rapido ma inefficiente e porta all’accumulo di lattato e

ioni idrogeno, contribuendo all'affaticamento.

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#### **Affaticamento Muscolare**

L’affaticamento può derivare da:

- Esaurimento delle riserve energetiche (ATP, CP, glicogeno).

- Accumulo di ioni idrogeno e abbassamento del pH muscolare.

Esempi:

- **Maratoneti**: affaticamento da esaurimento delle riserve aerobiche.

- **Sprinter**: affaticamento rapido causato dall’accumulo di lattato.

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#### **Periodo di Recupero**

Dopo l’attività, le condizioni muscolari tornano allo stato di riposo:

1. **Riciclo del lattato**

- Il lattato viene convertito in piruvato nei mitocondri o trasformato in

glucosio nel fegato.

- Richiede ATP prodotto aerobicamente.

2. **Debito di ossigeno**

- Durante il recupero, il corpo consuma più ossigeno per ristabilire le riserve

di ATP, CP e glicogeno e rimuovere lattato e H+.

3. **Dispersione del calore**

- La contrazione muscolare produce calore, che viene dissipato aumentando

la vascolarizzazione cutanea.

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Questi meccanismi mostrano come il muscolo bilancia le esigenze energetiche

con le risorse disponibili, garantendo la funzione contrattile sia in condizioni di

riposo sia durante sforzi intensi.

**7-9 La nomenclatura dei muscoli scheletrici e la loro funzione**

I muscoli scheletrici, che compongono l'apparato muscolare, comprendono

quasi 700 muscoli che lavorano in modo mirato per il movimento, il sostegno e

il controllo delle aperture corporee. La loro denominazione è legata a specifiche

caratteristiche strutturali e funzionali che ne facilitano l'identificazione e lo

studio.

### **Origini, inserzioni e azioni**

Ogni muscolo scheletrico:

- **Origine**: il punto più fisso di attacco.

- **Inserzione**: il punto che si muove durante la contrazione.

- **Azione**: il movimento risultante dalla contrazione muscolare.

Ad esempio, il **muscolo gastrocnemio** si origina dal femore e si inserisce sul

calcagno, producendo flessione plantare. I muscoli scheletrici agiscono su ossa

e articolazioni, consentendo movimenti come flessione, estensione, rotazione e

altri.

Le azioni sono descritte in base:

1. **All'osso coinvolto** (es. flessione dell’avambraccio).

2. **All'articolazione coinvolta** (es. flessione del gomito).

#### **Ruolo funzionale dei muscoli**

- **Agonista (motore primario)**: principale responsabile del movimento (es.

bicipite brachiale nella flessione del gomito).

- **Antagonista**: oppone il movimento dell’agonista (es. tricipite brachiale

nella flessione del gomito).

- **Sinergista**: aiuta l’agonista o stabilizza un'articolazione (es. muscolo

sovraspinato nell’abduzione del braccio).

- **Fissatore**: stabilizza l’origine del muscolo.

### **Nomenclatura dei muscoli scheletrici**

I nomi muscolari derivano da caratteristiche come:

1. **Orientamento delle fibre**: es. *retto* (dritto), come nel **retto

dell’addome**.

2. **Siti di attacco**: es. **sternoioideo** (origine sullo sterno, inserzione

sull’osso ioide).

3. **Forma e dimensioni**: es. **deltoide** (triangolare), **massetere**

(grande).

4. **Funzione**: es. **estensore radiale del carpo** (estensione del polso).

5. **Superficialità o profondità**: es. *superficiale* o *profondo*.

### **Classificazione dei muscoli scheletrici**

#### **Muscoli assili**

Rappresentano il 60% dei muscoli scheletrici e comprendono:

1. **Muscoli della testa e del collo**: es. **massetere** (masticazione),

**platisma** (movimenti del collo).

2. **Muscoli della colonna vertebrale**: es. **muscolo spinale** (estensione

della colonna).

3. **Muscoli del tronco**: es. **diaframma**, **muscoli obliqui**.

4. **Muscoli del pavimento pelvico**: sostengono gli organi pelvici e

controllano il passaggio di materiali corporei.

#### **Muscoli appendicolari**

Comprendono:

1. **Muscoli delle spalle e degli arti superiori**: es. **trapezio**, **deltoide**

(abduzione del braccio).

2. **Muscoli del cingolo pelvico e degli arti inferiori**: es. **grande gluteo**

(estensione dell’anca).

La nomenclatura muscolare non è solo un esercizio mnemonico ma uno

strumento utile per comprendere l’anatomia e la funzione di ciascun muscolo.

### **Muscoli della coscia e funzioni principali**

#### **Muscoli glutei**

- **Localizzazione**: Superficie laterale dell'osso iliaco.

- **Funzioni principali**:

- **Grande gluteo**: Estensione, rotazione laterale e abduzione della coscia.

- **Medio e piccolo gluteo**: Rotazioni e abduzioni più