Riassunto esame Fisiologia, prof. Minetti, libro consigliato Muscolo e Locomozione, Cavagna

GRAFICI

SCOSSA SINGOLA (1), CLONO (2), TETANO (3)

La F sviluppata dalla materia contrattile dipende dal tipo di

stimolazione apportata al muscolo e dalla frequenza degli

stimoli. La forza varia quindi in base a due caratteristiche

• variando il numero delle unita' neuromotorie attive

(piu' fibre piu' forza)

• variando la frequenza dei potenziali d'azione inviati al

muscolo tramite ciascuna fibra nervosa (piu' frequenti piu'

forza)

Posso misurare la Fmax del muscolo in due modi (in contrazione isometrica)

• agli estremi del muscolo, posso raggiungerla solo in tetano

• agli estremi del sarcomero, se sono in stato attivo

Perche' la curva della scossa singola supera quella dello stato

attivo?

Durante la scossa singola e il clono la materia contrattile non

mantiene lo stato di attivita' abbastanza a lungo da stirare i tendini.

Cosa che invece avviene nel caso tetanico. Nella scossa singola

comunque non ho la forza viscosa che si oppone, ma vi si aggiunge un po' di forza elastica.

DIAGRAMMA F/l in isometria

Nel muscolo in toto

Per allungare un muscolo rilasciato oltre la sua

lunghezza di riposo occorreapplicare una forza

che e' necessaria soprattutto per tendere gli

elementi elastici in parallelo (sarcolemma e le

fasce che contengono la materia contrattile)

La curva T e' la forza che il muscolo stimolato

tetanicamente puo' sviluppare in condizioni

isometriche alle diverse distanze poste in ascissa.

La tensione attiva C sarebbe T-P se gli elementi posti in parallelo fossero posti in parallelo sia alla

materia contrattile sia ai tendini per tutta la loro lunghezza, cioe' se anch'essi potessero accorciarsi.

Questo grafico ci mostra un'importante limitazione della materia contrattile: la forza che e' in grado

di sviluppare non e' costante, ma varia al variare della lunghezza totale del muscolo

Nel singolo sarcomero

giallo – Fmax. Lunghezza ottimale del sarcomero

blu – I filamenti di actina cominciano a sovrapporsi e ci

sono così meno legami con la miosina

rosso – le actine sono sovrapposte totalmente e iniziano a

deformarsi, il sarcomero si comprime

azzurro – il sarcomero è disteso, ci sono alcuni ponti

actomiosinici

rosa – non ci sono più ponti legati actomiosinici

(strappo)

CONSEGUENZE FUNZIONALI DEL F/l

instabilità:

1. • all'interno del sarcomero

• tra i vari sarcomeri → dovrebbero essere tutti lunghi uguali

• tra fibra-muscolo e carico esterno → se un muscolo viene stirato quando è in tetano

presenta sempre meno resistenze (strappo)

sono più utili spostamenti piccoli

2. l'instabilità è presente soprattutto a l > l

3. 0

DIAGRAMMA F/v – contrazione isotonica

Se F è il carico applicato la Vmax si raggiunge quando il

carico applicato è nullo.

Quando applico una F che supera quella sviluppata dal

muscolo in isometria, questo si allunga pur essendo

contratto.

La Vmin si raggiunge quando è applicato il carico

massimo, con una grande F sacrifico la velocità.

Se divido la Forza con la Vel ottengo la potenza muscolare.

La Pmax la ottengo a 1/3 Vmax e ½ F isometrica

DIAGRAMMA F/l dinamico

Si può vedere che il lavoro positivo compiuto da

un muscolo in accorciamento dopo uno

stiramento è molto più elevato di uno avvenuto

dopo contrazione isometrica, raggiungendo la

stessa lunghezza finale. Questo avviene perché

c'è un accumulo di forze elastiche . Gli elementi

elastici non smorzati saranno oggetto di

maggiore tensione durante lo stiramento,

accumuleranno energia potenziale elastica in

quantità maggiore che in isometria, per poi

restituirla nel momento dell'accorciamento.

Fattori che influenzano il L+ del muscolo previo stiramento:

1. ampiezza e velocità dello stiramento

2. cinetica della caduta della forza - se il muscolo dopo essere stato allungato viene mantenuto

a quella lunghezza per del tempo la forza cade (prima rapidamente, poi lentamente)

3. lunghezza del muscolo in toto – più efficace su un quadricipite che su un lombricale

CALORE PRODOTTO DAL MUSCOLO

Calore = -ΔH = ΔH

ΔH= ΔE ∫ Pb x dV (ma la variazione di volume dei gas nel muscolo è trascurabile)

ΔH= ΔE sarebbe il calore scambiato in condizioni di massima inefficienza del sistema

Il calore prodotto è = ΔH – W (lavoro esterno compiuto)

quindi ΔH= Calore + W nelle condizioni di massima efficienza tutto il calore sarebbe trasformato

in energia

Con un rendimento del 100% ho il massimo lavoro ottenibile ΔF = ΔH – TΔS

Sostituisco H e ottengo

ΔF = Calore + W – TΔS

Calore = ΔF – (W – TΔS) dove ΔF = calore prodotto reversibile

e (W – TΔS) = calore prodotto irreversibile

In che rapporto è il calore con il Rendimento?

Rendimento = (lavoro compiuto) / (energia libera impiegata)

R = W+ / ΔF

R = W+ / (ΔH – TΔS + W+ )

a fine di un un periodo completo di contrazione, il rilasciamento e il recupero di ossigeno ho che il

TΔS è nullo

R = W+ / Calore + W+

Come viene suddiviso il calore prodotto dal muscolo?

• Calore attivo, quello che richiede energia

• Calore di riposo, diviso in

Calore iniziale: è il calore che ri produce quando si rilascia il muscolo dalla contrazione.

◦ È formato da tre componenti

1. calore di attivazione e di mantenimento (accompagnamento termico allo stato

attivo)

2. calore di accorciamento

3. calore di rilasciamento

Calore di ristoro: è quello che permette di riportare il sistema alle condizioni iniziali

◦ LOCOMOZIONE

Il rendimento muscolare è sempre circa lo stesso (0,25), mentre il rendimento della macchina –

trasmissione – è variabile: il nostro baricentro si muove come una ruota quadrata, se si muovesse

come una ruota tonda si vincerebbero gli attriti più facilmente.

Siamo costretti ad avere sempre un punto fisso di contatto al suolo.

Ciò ci porta a fare due cose:

• lavoro interno: movimento degli arti rispetto al centro di gravità

• lavoro esterno: movimento del centro di gravità rispetto al suolo

Lavoro interno = ½ mv^2

Lavoro esterno = F x s x cosα ma è anche = Epotenziale + Ecinetica

Nella realtà i muscoli devono devono compiere lavoro per mantenere il moto. Nel passo di marcia è