Differenze tra SINAPSI CENTRALI E GIUNZIONI NEUROMUSCOLARI 1. Ogni fibrocellula muscolare riceve segnali da un singolo neurone (motoneurone) 2. I potenziali postsinaptici (potenziali di placca) sono sempre eccitatori 3. Ad ogni potenziale di placca corrisponde un potenziale d azione
La contrazione muscolare dipende dai potenziali d azione trasmessi dal motoneurone tramite la giunzione neuromuscolare. Il Ca ++ rappresenta il mediatore tra gli eventi elettrici, che si verificano nella membrana della fibrocellula, e quelli meccanici a carico dei filamenti del sarcomero.
PROPRIETÀ MECCANICHE DEL MUSCOLO CONTRAZIONE ISOMETRICA La forza varia ma la lunghezza del muscolo rimane costante CONTRAZIONE ISOTONICA La forza rimane costante e la lunghezza del muscolo varia CONTRAZIONE ISOCINETICA La forza varia e la velocità di contrazione rimane costante
L UNITA MOTORIA Si forma dall insieme formato da un SINGOLO MOTONEURONE e dalle FIBROCELLULE MUSCOLARI da esso innervate
RELAZIONE TRA IL RECLUTAMENTO DELLE UNITA MOTORIE E LA FORZA MUSCOLARE Il Sistema Nervoso regola la forza muscolare reclutando progressivamente le singole unità motorie, dalle più piccole verso le più grandi. Il reclutamento delle piccole unità motorie permette di modificare la forza in maniera graduale e quindi di esprime movimenti di resistenza (per esempio la postura o il cammino) o di precisione (per esempio la manipolazione o i movimenti oculari). Il reclutamento delle grandi unità motorie, invece, produce improvvisi incrementi della forza permettendo di esprimere i movimenti esplosivi (per esempio saltare o lanciare).
UNITA MOTORIE E TIPI DI FIBRE MUSCOLARI UNITA MOTORIE PICCOLE UNITA MOTORIE GRANDI tipo I Lente I ROSSE LENTE IIA ROSSE VELOCI RESISTENTI IIB BIANCHE VELOCI AFFATIBALI Forza (% del livello iniziale) tipo IIA veloci resistenti tipo IIB veloci affaticabili Metabolismo aerobico Metabolismo anaerobico Densità capillare mioglobina Tempo (min) alta bassa mitocondri
Unità motorie piccole Unità motorie grandi Caratteristiche morfologiche Caratteristiche meccaniche Caratteristiche nervose Caratteristiche metaboliche Poche fibre muscolari Fibre rosse (I tipo) Ridotto diametro Contrazioni lente e durature Bassa tensione contrattile Bassa frequenza di scarica Molti mitocondri Ricca irrorazione sanguigna Molta mioglobina Elevata resistenza alla fatica Ossidazione glicidi e lipidi Molte fibre muscolari Fibre bianche (II tipo) Elevato diametro Contrazioni potenti Elevata tensione contrattile Elevata frequenza di scarica Pochi mitocondri Scarsa irrorazione sanguigna Poca mioglobina Bassa resistenza alla fatica CP glicolisi anaerobica
Regolazione della FORZA MUSCOLARE al variare della FREQUENZA DI ATTIVAZIONE DEL MUSCOLO Quando il muscolo si attiva ad una frequenza bassa, tale che le singole contrazioni (SCOSSE SEMPLICI) non si sommano, la forza sviluppata sarà minima. All aumentare della frequenza di attivazione la forza aumenta. In una prima fase le contrazioni sono di tipo oscillatorie e sub masssimali (TETANO NON FUSO O CLONO), ulteriori aumenti della frequenza portano allo sviluppo della forza massimale in modo stabile (TETANO FUSO) TETANO NON FUSO E FUSO tensione SCOSSA SEMPLICE Sommazione di SCOSSE SEMPLICI Tempo (msec) Frequenza di stimolazione sempre più elevata
RIEPILOGO DEL CONTRIBUTO DEI FATTORI NERVOSI ALLA REGOLAZIONE DELLA FORZA MUSCOLARE La forza muscolare può aumentare all aumentare del RECLUTAMENTO DELLE UNITÀ MOTORIE. Ogni unità reclutata a sua volta contribuisce all aumento della forza incrementando la propria FREQUENZA DI SCARICA. In questo modo il Sistema Nervoso può regolare la forza entro margini molto ampi: in maniera molto fine reclutando le piccole unità motorie ed aumentando gradualmente la loro frequenza di scarica; in maniera esplosiva e potente attivando le grandi unità motorie con elevate frequenze di scarica
CURVA TENSIONE-LUNGHEZZA NEL MUSCOLO All aumentare della lunghezza del muscolo la tensione cresce fino ad una LUNGHEZZA OTTIMALE. In relazione all interazione tra componenti attive e passive, superata la lunghezza ottimale, la tensione può ridursi o crescere di meno
RELAZIONE TENSIONE-VELOCITA. La tensione diminuisce all aumentare della velocità di contrazione del sarcomero. Durante lo stiramento sono coinvolte le componenti passive e la tensione diminuisce al diminuire della velocità di stiramento. Questo comportamento dipende dalla riduzione del numero di legami acto-miosinici quando il sarcomero è costretto a ridurre i tempi di accorciamento. FORZA Stiramento Contrazione Vmax stiramento VELOCITÀ Vmax contrazione
FATTORI CHE INFLUENZANO LA FORZA DI CONTRAZIONE DEL MUSCOLO SCHELETRICO FATTORI ESTRINSECI relativi al controllo nervoso RECLUTAMENTO DELLE UNITA MOTORIE FREQUENZA DI SCARICA DELLE UNITA MOTORIE FATTORI INTRINSECI relativi alle proprietà meccaniche del muscolo LUNGHEZZA INIZIALE DEL MUSCOLO VELOCITÀ DI CONTRAZIONE PROPRIETÀ VISCOELASTICHE IPERTROFIA ED IPERPLASIA