Muscolo Scheletrico 3. Unità motoria, adattamenti funzionali

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Timoteo Pellegrini
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1 Muscolo Scheletrico 3. Unità motoria, adattamenti funzionali Prof. Carlo Capelli Fisiologia Laurea in Scienze delle attività motorie e sportive Università di Verona

2 Obiettivi Definizione di unità motoria Tipi e caratteristiche fisiologiche, biochimiche e morfologiche delle UM del MSS Reclutamento delle UM e regolazione della forza muscolare in vivo Copia meccanica e angolo articolare in vivo Adattamenti morfologici e neurali nel corso dell allenamento alla forza L esame non invasivo della funzionalità neuromuscolare: l EMG di superficie

3 Unità Motorie Definizione: - Un motoneurone e il gruppo di fibre muscolari da esso innervate costituiscono un unità motoria E la quantità minima di tessuto muscolare che può essere controllata dal sistema nervoso: unità funzionale del movimento.

4 U.M. - Caratteristiche generali Le fibre muscolari appartenenti ad una singola UM non sono contigue, ma si distribuiscono in esso mescolate alle fibre di altre UM. Le UM non sono quasi mai attivate all unisono (asincronia); ciò aiuta a mantenere un grado di forza costante e previene la fatica Il numero di fibre appartenenti a ciascuna UM varia in modo considerevole

5 Territorio di distribuzione di un UM

6 Caratteristiche delle Unità Motorie Si distinguono per differenti caratteristiche meccaniche, biochimiche e morfologiche 1. Meccaniche Forza massima isometrica (tetano) e massima forza di picco (scossa singola) Tempo di raggiungimento del picco Tempi di contrazione e rilassamento Resistenza alla fatica

7 Caratteristiche fisiologiche delle UM

8 Caratteristiche biochimiche e morfologiche delle UM UM S: fibre di tipo I (MHC-I) UM FF: fibre di tipo IIx (MHC IIx) UM FR: fibre di tipo IIa (MHC-IIa)

9 Conseguenze funzionali Nei muscoli sono presenti UM con proprietà diversificate che consentono ai muscoli di eseguire compiti motori assai diversi per velocità, forza (potenza) e durata di esecuzione UM S: si contraggono lentamente, non si affaticano; sono adatte ad un attività protratta nel tempo UM FR: producono forze relativamente elevate in tempi più brevi e resistono bene alla fatica UM FF: possono essere utilizzate nei movimenti in cui si richiede massima rapidità e forza, ma in periodi brevi

10 La distribuzione delle UM è diversa nei vari muscoli muscoli impiegati in attività motorie di tipo tonico: UM S e FR (Soleus) muscoli impiegati in attività fasiche: UM FF (Gastrocnemious)

11 2. Modulazione della frequenza di scarica delle UM attive

12 Reclutamento delle UM secondo il Principio delle dimensioni

13 Controllo della forza muscolare Reclutamento di UM e principio della dimensione Attività elettrica di 5 montoneuroni A e B: risposte dei motoneuroni a diversi gradi di stiramento muscolare

14 Unità Muscolo Tendinea A: Muscolo fusiforme Sezione anatomica coincide con sezione fisiologica (sezione trasversa alla direzione delle fibre) B: Muscolo pennato Sezione anatomica inferiore alla seconda

15 Componente Elastica in Serie (CES) Sblocco: la tensione cade rapidamente al valore di P e rimane costante L accorciamento avviene in 2 fasi: a) prima inziale rapida dovuta al recupero EES; b) seconda fase dovuta ad accorciamento componente contrattile Curva stress strain dela CES. L area sotto la curva tensione lunghezza è la quantità di energia elastica immagazzinata dallo stiramento dela CES

16 Componente Elastica in Serie (CES) Esperimento di rilasciamento veloce: il muscolo in contrazione tetanica è rilasciato velocemente L accorciamento è assorbito totalmente dalla CES Il rapporto tra l oi e F fornisce la compliance della CES

17 Componente elastica in vivo Muscolo prestirato Il prestiramento aumenta il lavoro meccanico svolto dal muscolo nella successiva ed immediata contrazione concentrica 1. Componente elastica (elementi elastici in serie 2. Componente contrattile (il ponte A- M si sposta in una posizione con maggiore energia potenziale)

18 Adattamenti: allenamento ed inattività Dipendono da adattamenti neurali e fisiologici La specificità dell allenamento indirizza gli adattamenti

19 Allenamento della forza

20 Adattamenti Muscolari Aumento delle dimensioni delle fibre di entrambi i tipi ipertofia Iperplasia (?) Più spiccata per FT che per ST Scarse modificazioni dei tipi di fibre Il testosterone spiega in parte la maggiore massa muscolare presente nei maschi

21 Ipertrofia

22 Iperpalsia?

23 Fiber switch

24 Adattamenti Neurali Aumento del numero di UM reclutate Diminuzione della inibizione delle UM reclutate Diminuzione del reclutamento dell UM dei muscoli antagonisti Aumento della sincronizzazione dell UM reclutate

25 Fattori neurali e morfologici

26 Decorso temporale dei cambiamenti

27 Inibizione degli antagonisti

28 Specificità dell allenamento Allenamento con squatjump (esplosivo) La velocità di sviluppo della forza e la velocità di incremento di iemg aumentano di più dei valori registrati in condizione isometrica Allenamento di resistenza con carichi Il pattern delle modificazioni è in senso opposto

29 Bibliografia Fisiologia dell Uomo, autori vari, Edi.Ermes, Milano Capitolo 2: Fisiologia del muscolo Fisiologia Generale e Umana, Rhoades-Pflanzer Capitolo 16: Muscolo Fisiologia Medica, a cura di Conti F, seconda edizione, Edi.Ermes, Milano Capitolo 73: Fisiologia dell esercizio: Adattamenti muscolari

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