Blog
LE BASI FUNZIONALI DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
SIAMO FATTI COSÌ
-LA CONTRAZIONE MUSCOLARE-
-LA CONTRAZIONE MUSCOLARE-
Il movimento è la base della vita e ogni nostra singola azione, comportamento, interazione o emozione è la somma di una serie di scambi che avvengono tra le nostre decine di apparati e i nostri quasi 100 organi. Non siamo altro che la somma di scambi chimici che avvengono tra miliardi di cellule, a loro volta influenzate da un’infinità di molecole e atomi che ci portano a pronunciare certe parole, ad avere certi pensieri, a reagire a determinate situazioni, ma anche a muovere il nostro corpo, riuscendo a compiere movimenti incredibili. Movimenti che prima di quel momento non credevamo fossimo in grado di eseguire, come un elegante quanto potente Squat Snatch con il bilanciere, il nostro primo emozionante Pull Up o Muscle Up, infinite centinaia di Calorie all’Assault Bike o decine e decine di Thruster restando senza fiato e parole per i minuti successivi (Fran, ti ricorda qualcosa?)
Tutto questo avviene grazie alle miliardi di connessioni al secondo che avvengono tra le cellule e gli apparati del nostro corpo.
È il tripudio della natura!
Ma vi siete mai chiesti cosa accade esattamente all’interno del corpo quando le vostre mani sporche di magnesite afferrano un Kettlebell per lanciarlo avanti e indietro centinaia di volte di seguito (Kettlebell Swing)? Oppure quando col fiato corto vi mettete sottosopra, caricate le gambe e con una potentissima spinta alzate il vostro corpo sulle braccia (Handstand Push Up)?
Vi siete mai chiesti cosa sta accadendo dentro di voi quando eseguite un Clean, un Toes to Bar, una Rope Climb, 200 metri Run o 50 Sit Up di seguito?
Se volete fare bella figura con i vostri amici quando si parla di attività fisica vi bastano solo 5 minuti di lettura.
Per la rubrica “Siamo fatti così” viene in nostro aiuto Michelangelo Petrini, laureando in Medicina Vererinaria.
La storia comincia dall’esterno verso l’interno, dal macro al micro.
Da quello grosso a quello secco.
In altri termini dal più grande al più piccolo.
Il muscolo, proprio lui.
LE BASI FUNZIONALI DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
Il muscolo è il tessuto specializzato nella genesi della forza e del movimento.Ci sono tre tipi di muscoli nei mammiferi:-Muscolo scheletrico
-Muscolo cardiaco
-Muscolo liscio
I muscoli scheletrici sono collegati alle ossa e sono responsabili del loro movimento. I muscoli lisci sono involontari e sono responsabili di alcune funzioni involontarie come la vasocostrizione e la peristalsi intestinale. I muscoli cardiaco e scheletrico sono conosciuti come muscoli striati a causa del loro tipico aspetto microscopico.
Il muscolo scheletrico è costituito da:
-Fibre muscolari o cellule muscolari altamente specializzate in grado di contrarsi
-Tessuto connettivo che lega le fibre muscolari al sistema scheletrico
-Fibre intrafusali, ovvero particolari cellule muscolari circondate da una capsula di collagene che sono dirette in senso parallelo al muscolo che costituiscono una struttura chiamata fuso muscolare
Il fuso muscolare rappresenta un sensore che rileva lo stato di estensione e posizione del muscolo e comunica con il sistema nervoso centrale attraverso fibre nervose specifiche.
Le varie fibre del connettivo formano involucri intorno al muscolo e confluiscono le une nelle altre all’estremità del muscolo formando il tendine che lega il muscolo al segmento osseo.
La cellula muscolare anatomicamente è definibile come un sincizio polinucleato cioè una cellula molto grande formata da tanti nuclei che deriva dalla fusione durante lo sviluppo di cellule progenitrici mononucleate chiamate mioblasti.
Una singola cellula muscolare può raggiungere dimensioni notevoli, fino a 10 cm. La cellula muscolare risulta percorsa per tutta la sua lunghezza da particolari strutture cilindriche dette miofibrille che occupano quasi tutto il volume centrale della cellula.
Le miofibrille sono costituite da due filamenti proteici, detti filamento spesso (miosina) e filamento sottile (actina) che scorrono l’uno sull’altro durante la contrazione muscolare.
Lo scorrimento dei due filamenti prende il nome di power stroke e può avvenire grazie all’utilizzo di una particolare molecola detta ATP che fornisce l’energia necessaria allo scorrimento dei due filamenti e quindi alla contrazione muscolare.
La contrazione del muscolo scheletrico è volontaria e viene innescata da un segnale nervoso. Il segnale nervoso giunge alla fibra muscolare attraverso un particolare tipo di neurone detto motoneurone.
Tipicamente un neurone è composto da un corpo cellulare e da un terminale nervoso chiamato assone. I corpi cellulari dei motoneuroni sono situati nel midollo spinale all’interno delle vertebre, mentre le terminazioni nervose giungono fino ai muscoli attraverso i nervi spinali. L’incontro tra la terminazione nervosa e la cellula muscolare prende il nome di giunzione neuromuscolare. I motoneuroni sono neuroni di grandi dimensioni il cui assone forma tante piccole diramazioni nervose terminali che vanno a innervare diverse fibre muscolari. Il motoneurone e le fibre che esso innerva prendono il nome di unità motoria.
La contrazione muscolare avviene attraverso la diffusione di un segnale nervoso dal motoneurone alla cellula muscolare. Un segnale nervoso è tipicamente una corrente elettrica che diffonde tra una cellula e l’altra (tra diversi neuroni o tra neurone e cellule muscolari o ghiandolari).
Tutte le cellule animali e vegetali hanno un voltaggio elettrico leggermente negativo che va da -40 a -80 millivolt a seconda del tipo di cellula.
Questo perché vi è una non uniforme presenza di cariche elettriche tra l’interno e l’esterno della cellula. L’interno della cellula risulta essere negativo rispetto all’esterno. Durante il segnale nervoso il motoneurone fa entrare cariche elettriche positive all’interno cambiando il suo voltaggio da negativo a positivo. Il motoneurone a questo punto si trova in uno “stato eccitato” e trasmette il segnale alla cellula muscolare che quindi cambia voltaggio (da negativo a positivo) anche lei.
Questo cambiamento rapido di voltaggio della cellula nervosa e della cellula muscolare prende il nome di potenziale d’azione e costituisce il segnale attraverso cui il sistema nervoso comanda al muscolo di contrarsi. La cellula muscolare, infatti, risponde al cambiamento di voltaggio innescando una complessa serie di reazioni biochimiche che fanno in modo di far scorrere i due filamenti tra di loro.
Pertrini Michelangelo, laureando in Medicina Veterinaria, presso l'Università degli Studi di Teramo.
Riferimenti
H. Lee Sweeney and David W. Hammers, Muscle Contraction, Cold Spring Harbor Perspective in Biology
Pedro M. Rodriguez Cruz, Judith Cossins, David Beeson and Angela Vincent, The Neuromuscolar Junction in Health and Disease: Molecular Mechanism Governing Synaptic Formation and Homeostasis, Frontiers Molecular Neuroscience
Sinapsi e trasmissione sinaptica, www.neuroscienze.net
Sliding Filament Theory of Muscle Contraction, www.onlinebiologynotes.com
Acetylcholine Receptor, www.pdb101.rcsb.org
Erick O.Hernandez-Ochoa, Stephen J. Pratt, Richard M. Lovering and Martin F. Shneider, Critical role ofintracellular RyR1 Calcium Release Channels in Skeletal Muscle Function and Disease, Frontiers Physiology
What steps are involved in the myosin powerstroke? www.mechanobio.info
Stefan Fischer, Bjorn Windshugel, Daniel Horak and Jeremy C. Smith, Structural mechanism of the recovery stroke in the Myosin molecular motor, PNAS
Two Forms of Electrical Transmission Between Neurons Donald S.Faber and Alberto E. Pereda Frontiers of Molecular Neuroscience
Motor neurons and generation of spinal motor neuron diversity Nicolas Stifani Frontiers of Cellular Neuroscience
Effettuare la LOGIN per visualizzare i commenti
