TESSUTI ECCITABILI E TESSUTO MUSCOLARE Distinguiamo: 1. MUSCOLI STRIATI 2. MUSCOLI LISCI Rossi, lenti o tonici Bianchi, pallidi, rapidi o fasici Unitari o viscerali Multiunitari o vascolari 3. MIOCARDIO ASPECIFICO O COMUNE (tessuto contrattile cardiaco)
ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRAZIONE
RILASCIAMENTO
Effetti dell ATP sulle strutture contrattili nelle fibre muscolari e sull interazione di actina e miosina ATP manca presente ma non scisso Stato delle fibre muscolari Ponti trasversali di miosina presente e scisso dalla ATPasi rigide rilasciate contratte legati all actina staccati dall actina ATPasi inibita attiva alternativamente legati ed attaccati all actina
La scossa muscolare semplice è la risposta del muscolo ad uno stimolo liminare o sopraliminare
TIPI DI CONTRAZIONE CONTRAZIONE ISOMETRICA CONTRAZIONE ISOTONICA CONTRAZIONE ISOCINETICA
CONTRAZIONE ISOMETRICA o statica: è una contrazione in cui la lunghezza del muscolo è costante. Si opera una contrazione isometrica quando si regge un peso in una posizione fissa oppure si cerca di spostare un oggetto inamovibile. (Nell attività sportiva contrazioni isometriche si hanno durante la lotta, nel sollevamento pesi, nel reggere l arma del tiro al bersaglio, ecc.)
CONTRAZIONE ISOMETRICA: a lunghezza costante
CONTRAZIONE ISOTONICA: è una contrazione a tensione costante e avviene solitamente in due fasi. Nella prima aumenta la tensione che viene prodotta negli elementi elastici fino a superare di poco la resistenza opposta dal peso applicato. A questo punto inizia la seconda fase che prevede l accorciamento del muscolo.
CONTRAZIONE ISOTONICA: a tensione costante
La contrazione è definita ISOCINETICA quando la velocità di accorciamento è costante (es. movimento rotatorio del braccio nel nuoto).
Entrambi i tipi di contrazione, isotonica e isocinetica, sono definiti concentrici in quanto la loro esecuzione comporta una riduzione della lunghezza del muscolo con avvicinamento degli estremi verso il centro.
Al contrario quando, durante la contrazione, il muscolo viene allungato, per esempio durante la deposizione a terra di un peso posto ad una certa altezza, si parla di contrazione eccentrica.
FATICA MUSCOLARE
La fatica muscolare è un fenomeno reversibile e transitorio che si dilegua con il riposo
La fatica dipende: Dall accumulo di cataboliti es. CO 2, ac. Lattico, ac. Piruvico Dall esaurimento delle fonti di energia, cioè ATP, CP e glicogeno
La fatica insorge prima nella placca motrice che nel muscolo stesso
L aumento del volume del muscolo, indotto dall adozione di un programma di allenamento con pesi, è dovuto ad un aumento di superficie della sezione trasversa delle singole fibre muscolari
Tale aumento è detto ipertrofia
L ipertrofia delle singole fibre muscolari può essere attribuita ad una o più delle seguenti modificazioni: Incremento del numero e delle dimensioni delle miofibrille contenute in ciascuna fibra muscolare Incremento del quantitativo totale di proteine contrattili, in particolar modo dei filamenti miosinici Incremento della densità dei capillari per fibra Incremento della quantità e della robustezza dei tessuti connettivi, tendinei e legamentosi
Il TONO MUSCOLARE è quello stato di lieve contrazione basale che posseggono i muscoli a riposo Esso dipende dal sistema nervoso centrale e periferico. E un tipico riflesso miotatico, che soggiace, però, al controllo dei centri più rostrali del nevrasse. Il TONO POSTURALE è invece la condizione di contrazione di certi muscoli o gruppi di muscoli scheletrici responsabili del mantenimento della stazione eretta o di altre posizioni del corpo. Anch esso è un fenomeno riflesso (riflesso miotatico) che si estrinseca tramite motoneuroni e fibre muscolari di tipo tonico.
Oltre ai complessi meccanismi centrali e periferici che stanno alla base del tono posturale, vi sono altre reazioni riflesse di tipo squisitamente tonico, a punto di partenza dei propriocettori del labirinto vestibolare e da altri ubicati nei muscoli e nelle articolazioni cervicali, le quali hanno il compito di contribuire al mantenimento dell equilibrio ed all aggiustamento della postura quando l animale o l uomo, in piedi, si inclinano nelle varie direzioni, avanti o indietro, verso destra o sinistra. Si distinguono riflessi tonici labirintici e cervicali sugli arti, sul collo e sugli occhi.
ENERGIA come la capacità di eseguire un lavoro LAVORO come l applicazione di una forza lungo una distanza ENERGIA E LAVORO SONO CONCETTI INSEPARABILI
FORME DI ENERGIA CHIMICA TERMICA LUMINOSA ELETTRICA NUCLEARE MECCANICA
Il ciclo biologico dell'energia. L'energia arrecata dalla luce solare viene utilizzata dalle piante per fabbricare molecole alimentari a partire da C0 2 e H 2 0, con liberazione di ossigeno. Sia le piante stesse che gli animali, compresi gli esseri umani, usano ossigeno per demolire gli alimenti onde ricavarne l'energia di cui necessitano per vivere.
A. Struttura semplificata dell'atp, nella quale vengono evidenziati i legami fosfatici ad alto livello energetico. B. Scissione dell'atp in ADP e fosfato inorganico (Pi), con liberazione di energia utilizzabile. La demolizione di 1 mole di ATP fornisce tra 7 e 12 kilocalorie (kcal) di energia.
Nel muscolo operano gli stessi sistemi metabolici di base di tutte le altre parti dell organismo. Si tratta: del Sistema del FOSFAGENO del Sistema GLICOGENO-ACIDO LATTICO del Sistema AEROBICO
La fonte base dell energia per la contrazione muscolare è l ATP Adenosina-PO3 ~ PO3 ~ PO3 I legami che uniscono gli ultimi 2 radicali fosforici alla molecola indicati con ~ sono legami fosforici ricchi di energia. L energia impegnata in ciascuno di essi è di 7300 calorie per mole di ATP. Perciò la rimozione del I radicale fosforico della molecola libera 7300 calorie che possono essere utilizzate per fornire energia alla contrazione muscolare. L ATP si trasforma in ADP e quindi in AMP. Altra energia si ricava dalla FOSFOCREATINA o CREATINFOSFATO la quale si scinde in creatina e ione fosfato e libera una grande quantità di energia (10.300 calorie per mole)
Il sistema del fosfageno rappresenta la fonte di ATP più rapidamente disponibile per l utilizzazione da parte del muscolo. Alcuni dei motivi di ciò sono che: 1) Esso non dipende da una lunga serie di reazioni chimiche 2) Non dipende dal trasporto dell ossigeno che respiriamo 3) Sia l ATP che la PC sono immagazzinati direttamente all interno del meccanismo contrattile dei muscoli
Il glicogeno immagazzinato nel muscolo può essere scisso in glucosio e questo utilizzato poi a scopo energetico. Lo stadio iniziale di questo processo viene chiamato GLICOLISI ANAEROBICA. Il glucosio viene scisso in ACIDO PIRUVICO con liberazione di energia e formazione di ATP. L ACIDO PIRUVICO reagisce con l ossigeno formando molte altre molecole di ATP. Quando, però, non vi è ossigeno sufficiente l acido piruvico viene convertito in ACIDO LATTICO.
Il sistema aerobico fornisce energia mediante l ossidazione di substrati energetici nei mitocondri. Glucosio, acidi grassi ed aminoacidi provenienti dagli alimenti, dopo vari processi del metabolismo intermedio, si combinano con l ossigeno liberando grandi quantità di energia che vengono impegnate nella sintesi di ATP.
M di ATP/min A. SISTEMA DEL FOSFAGENO 4 B. SISTEMA GLICOGENO-ACIDO LATTICO 2,5 C. SISTEMA AEROBICO 1 Per quanto riguarda la resistenza: A. 8-10 secondi B. 1,3-1,6 minuti C. illimitato (fino a che sono disponibili nutrienti)
il sistema A è utilizzato dal muscolo per sviluppare picchi di potenza di pochi secondi, mentre per un attività atletica prolungata deve essere impegnato il sistema aerobico. Il sistema B interviene specialmente per fornire altra potenza durante gare di media durata come le corse di 200-800 m.
1) Le fibre rapide hanno un diametro circa 2 volte maggiore 2) Gli enzimi che promuovono la liberazione rapida di energia dal sistema del fosfageno e da quello glicogeno-acido lattico sono 2-3 volte più attivi nelle fibre rapide che nelle fibre lente, in modo che le I possono sviluppare una potenza massimale circa il doppio di quella delle seconde. 3) le fibre lente sono organizzate per le attività muscolari protratte, in particolare per generare energia aerobica. Hanno più mitocondri e contengono più mioglobina.
Le fibre RAPIDE possono sviluppare potenze estremamente elevate per breve tempo, le fibre LENTE forniscono, invece, prestazioni durevoli, poiché sviluppano una forza di contrazione che può essere mantenuta per molti minuti o ore.
I muscoli pallidi sono atti a contrazioni rapide come nel salto, nella corsa, nell arrampicamento, nella fuga, nella lotta, servono cioè per manifestazioni di tipo fasico. I muscoli rossi, invece, sono responsabili delle reazioni tonichecome quelle che si verificano nei meccanismi antigravitari, per il mantenimento della stazione eretta e della postura
Elemento base di ogni attività atletica è la capacità funzionale dei muscoli, cioè quanta forza possono sviluppare al momento dovuto, quanta potenza possono raggiungere nell esecuzione di un lavoro e per quanto tempo possono continuare nella loro attività. La forza di un muscolo dipende principalmente dalle sue dimensioni, con un massimo di forza contrattile di 3-4 Kg per cm2 dell area della sua sezione traversa.
Così, chi è ben dotato di TESTOSTERONE ed è perciò provvisto di muscoli corrispondentemente ben sviluppati sarà molto più forte di chi non gode di questo vantaggio ormonale. Avrà una forza muscolare maggiore l atleta che attraverso un adeguato programma di allenamento abbia fatto aumentare le dimensioni dei propri muscoli.
In un sollevatore di pesi di livello mondiale, ad es., il muscolo quadricipite può avere una sezione traversa con una superficie che può raggiungere i 150 cm 2 sicchè può sviluppare una forza contrattile massimale di 525 Kg.
L acido lattico determina fatica estrema. La sua rimozione avviene in 2 modi: una parte viene riconvertita in acido piruvico che viene poi metabolizzato per via ossidativa da tutti i tessuti dell organismo il resto viene trasformato in glucosio principalmente nel fegato ed il glucosio usato per reintegrare le riserve di glicogeno dei muscoli
Durante l attività fisica viene presto esaurita la potenzialità energetica aerobica del soggetto per cui si hanno 2 conseguenze: Debito di ossigeno Deplezione delle riserve di glicogeno dei muscoli
Effetto della qualità della dieta sulla velocità di restauro delle riserve di glicogeno muscolare dopo un attività fisica protratta
Dalle figg. si può dedurre che è importante, prima di una prova impegnativa, che la dieta dell atleta sia ricca di carboidrati e che è assolutamente da evitare un impegno fisico estenuante durante le 48 ore che precedono la prova atletica.
Il muscolo durante la contrazione contrae un debito di ossigeno e che lo paga a raccorciamento avvenuto
Il processo di ristoro di un muscolo comprende tutte quelle reazioni biochimiche che gli consentono, non solo di eliminare i prodotti della fatica, ma di effettuare una resintesi di principi energetici indispensabili per la sua attività
RENDIMENTO MECCANICO DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE Lavoro RENDIMENTO = --------------------- Energia spesa Il rendimento del muscolo scheletrico non è alto: in genere si aggira intorno intorno al 20-25%; ciò significa che il 75-80% dell energia somministratagli va dissipata in calore per vincere l attrito interno
1. Livello del potenziale di riposo 2. Velocità della fase di depolarizzazione 3. Entità dell overshoot 4. Ampiezza del potenziale di azione, cioè l oscillazione del potenziale dal riposo all overshoot 5. Durata del potenziale di azione