La struttura muscolare e la contrazione muscolare

Un articolo che vuole eliminare i principali dubbi sulla struttura del muscolo e sulla fisiologia di base della contrazione muscolare.

La struttura e la contrazione muscolare

Il movimento umano è generato dall’attivazione e dalla contrazione muscolare. Tale attività trova fondamento su una solida struttura muscolare, requisito indispensabile per comprendere la natura del movimento stesso. Questo articolo tratterà concetti relativi alla macrostruttura e la microstruttura muscolare e si soffermerà inoltre sulla teoria della contrazione muscolare.

Ciascun muscolo scheletrico può essere considerato come un organo vero e proprio poiché comprende i tessuti muscolari, quelli connettivi, i nervi e i vasi sanguigni. In quanto organo, esso è rivestito esternamente da un tessuto connettivo di tipo fibroso, l’epimisio. Quest’ultimo, nel momento in cui si trova vicino all’estremità del muscolo, si ispessisce fino a collegarsi coi tendini; a loro volta essi si collegano al Periostio, tessuto connettivo speciale che ricopre tutte le ossa. All’interno dell’epimisio, le fibre muscolari sono raggruppate in fasci o fascicolo muscolare, ciascuno composto da diverse unità di fibre muscolari, ovvero, cellule cilindriche allungate con aspetto striato. Esse ospitano il sarcoplasma, o citoplasma della fibra muscolare: è qua che trova spazio la componente contrattile del muscolo, detta miofibrille, costituita da depositi di glicogeno e di grasso e caratterizzata da enzimi e organuli specializzati nel supportare la contrazione muscolare.

Actina e miosina

Le miofibrille costituiscono l’apparato che contrae le cellule muscolari e sono formate da due principali tipi di miofilamenti: actina e miosina:

• I filamenti di actina, detti filamenti sottili, hanno una struttura a doppia elica e rappresentano l’ancora di supporto per la contrazione muscolare.
• I filamenti di miosina, detti filamenti spessi, sono formati dalle teste globulari dette ponti trasversali, essenziali per la contrazione muscolare.

Pare evidente che le miofibrille siano formate dal susseguirsi di filamenti di actina e miosina disposti in modo longitudinale e ordinato per formare i sarcomeri. Questi, a loro volta, si ripetono all’interno della fibra muscolare fino a 4500 volte (MacIntosh et al. 2006). Al centro del sarcomero si può osservare come i filamenti di miosina si uniscano sul ponte M; i filamenti di actina invece, sono allineati in entrambe le estremità del sarcomero e sono ancorati alle linee Z (Fox 1988).

In questo modo è possibile distinguere alcune fasce e bande: la fascia A di colore scuro, che corrisponde all’allineamento dei filamenti di miosina; la fascia I di colore chiaro, che coincide con le aree nei due sarcomeri adiacenti, all’interno dei quali si trovano solo filamenti di actina (Bergman & Afifi 1974). La linea Z, sottile e scura, è disposta al centro della fascia I; la zona H si colloca nell’area centrale del sarcomero in cui sono presenti solo filamenti di miosina (Beachle & Earle 2010).

Il sarcomero e la contrazione muscolare

Ogni sarcomero è posizionato tra due linee Z. La contrazione muscolare avviene perché i filamenti di actina, posti all’estremità del sarcomero, scivolano verso l’interno sui filamenti di miosina, spingendo le linee Z verso il centro del sarcomero; conseguentemente le linee I e H si accorciano e, quindi, si accorcia tutta la fibra muscolare (McArdler et al. 2007). Lo spostamento del filamento di actina è molto piccolo per ogni flessione di un ponte trasversale: pertanto, una completa contrazione muscolare si verificherà esclusivamente in seguito a delle rapidissime e ripetute flessioni dei ponti trasversi della miosina in un tempo continuo (McArdler et al. 2007).

La forza prodotta dal muscolo è, infatti, strettamente legata al numero di teste della miosina: tale cifra contribuisce alla costruzione di ponti trasversali legati con filamenti di actina (Dudley et al. 1997).

A cura del Dott. Corrado Galazzo

BIBLIOGRAFIA – REFERENCES:

1. Beachle TR, Earle RW (2010). Manuale di condizionamento fisico e di allenamento della forza, Calzetti Mariucci Editore, Perugia; 1:18-22.
2. Bergman RA and Afifi AK (1974). Atlas of microscopic anatomy: a companion to histology and neuroanatomy. Saunders.
3. Dudley GA et al (1997). Efficacy of naproxen sodium for exercise induced dystunction, muscle injuriy and soreness. Clinic J Sport Med, 7:3-10.
4. Fox EL (1988). Fisiologia dello sport, Edizioni Grasso, Bologna; 19:321-341.
5. Fox EL, Bowers RW, Foss ML (1995). Le basi fisiologiche dell’educazione fisica e dello sport. Pensiero scientifico, Roma; 1:1-20.
6. MacIntosh BR, Gardiner PF & McComas, AJ (2006). Skeletal muscle: form and function. Human Kinetics, 1:14.
7. McArdler WD, Kratch FD, Katch VI (2007). Exercise Physiology, 6th ed., William & Wilkins; Philadelphia.