Apparato Muscolare del corpo Umano

Come é organizzato il tessuto muscolare?

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Per qualsiasi tipo di sport non é necessario conoscere alla perfezione l'anatomia umana,

La funzione della muscolatura scheletrica
Dato che non siamo molluschi il nostro apparato muscolare é principalmente legato alla conformazione dello scheletro, senza la muscolatura scheletrica non potremmo fare nulla di quello che facciamo abitualmente o selo facessimo sarebbe molto diverso Sarebbe impossibile rimanere in piedi come seduti, camminare....anche apparati non immediatamente riconducibili ai muscoli ne risentirebbero notevolmente, le viscere il flusso del sangue, il respiro, l'avanzamento del cibo attraverso l'apparato digerente.
I muscoli dello scheletro muovono il corpo inserendosi sulle ossa, le contrazioni e i rilassamenti permettono i movimenti dai più semplici ai più complessi; camminare,saltare,danzare,lottare e tutta una serie di lavori che solo la razza umana é riuscito a sviluppare attraverso la sua specializzazione nell'uso delle mani. Vi sono muscoli importanti e particolari come il muscolo cardiaco che pompa letteralmente il sangue all'interno del sistema circolatorio, il diaframma che interviene a vari livelli nella respirazione e nel controllo della pressione addominale, i muscoli lisci che consentono lo scorrere delle sostanze. Le proprietà del tessuto muscolare sono quattro: l'eccitabilità,la contrattilità,l'estensibilità e l'elasticità.
Eccitabilità: la capacità che ha il muscolo di rispondere ad uno stimolo che sia di tipo nervoso, elettrico od ormonale.
Contrattilià: é la possibilità di essere messo in tensione ed accorciarsi.
Estensibilità: si intende la possibilità di contrazione anche dopo un allungamento da distensione.
Elasticità: terminata la contrazione il muscolo ritorna alle dimensioni iniziali.
Muscoli organi
I muscoli sono dei veri e propri organi,costituiti princiopalmente ovviamente da tessuto muscolare. L'apparato muscolare comprende oltre 700 muscoli che vanno compresi nella loro sfera anatomica,istologica e biomeccanica .Per antonomasia i muscoli scheletrici sono organi contrattili che in qualche modo si saldano alle ossa per mezzo dei tendini e permettono il movimento sia del tronco come di tutte le altre articolazioni. I muscoli sono responsabili del mantenimento della postura, tale condizione necessita di un minimo di tono muscolare, senza il quale non potremmo nemmeno stare fermi su due piedi. Un'altra funzione non meno importante della muscolatura specialmente nella zona pelvica ed addominale é quella di protezione per gli organi interni. Un'altra caratteristica dei muscoli in particolare di quelli chiamati sfinteri, con forma anulare, sono la porta di ingresso e uscita dal corpo. I muscoli con le loro contrazioni producono energia e quindi calore e contribuiscono a scaldare l'intero organismo. Da un punto di vista clinico occidentale i termini che si usano nello studio dei muscoli hanno derivazione guarda caso greca, carne, sarcos oppure mys muscolo.
Anatomia Macroscopica, ossia come sono fatti i muscoli.
in ogni muscolo scheletrico sono presenti tre strati concentrici di tessuto; l'epimisio, il perimisio e l'endimisio che costituiscono l'organizzazione della componente connettivale.
L'epimisio é costituito da uno strato denso che delimita la forma del muscolo stesso, una specie di sacco che lo delimita dai tessuti circostanti. Il perimisio é una ulteriore suddivisione in fasci che contengono le fibre muscolari e prendono il nome di fascicoli, in questa zona abbiamo grande abbondanza di tessuto elastico collagene ma anche molti vasi sanguigni e terminazioni nervose. L'endomisio si trova intorno ad ogni fibra muscolare e serva da connesione con le fibre limitrofe, questa zona é anch'essa attraversata da un fitto reticolo di vasi e fibre reticolari, nelle quali sparse si trovano delle particolari formazioni cellulari in grado di ricostruire il tessuto danneggiato dette, Cellule Satellite, queste cellule per noi praticanti di arti marziali sono di fondamentale importanza, data la non peregrina possibilità di riportare traumi soventemente. Le fibre connettivali dell'endomisio e del perimisio sono legate fra loro quelle del perimisio, continuano nell'epimisio; questi tre tipi di fibre convergono in un tendine fibroso che attacca alle ossa o altri tessuti, i tendini se appiattiti come nastri prendono il nome di aponeurosi, ovviamente la stretta connessione delle fibre dei tendini con il periostio e la matrice ossea permette che ad ogni contrazione muscolare si esercita una trazione sul tendine e l'osso nel quale quest'ultimo é inserito.
I nervi e i vasi sanguigni
il tessuto connettivale di epimisio e perimisio é percorso da un fitto reticolo di vasi e nervi, normalmente si pensa ai muscoli scheletrici come a dei muscoli volontari in quanto la loro contrazione é diretta sicuramente dal sistema nervoso centrale. i nervi, formati da fasci di assoni, entrano nell'epimisio si dividono nel perimisio e finiscono nell'endomisio innervandosi nelle singole fibre muscolari, il punto di giunzione e comunicazione prende il nome di giunzione neuromuscolare, qui avvinene lo scambio chimico fra la sinapsi di un neurone e la fibra muscolare. Ovviamente ogni fibra muscolare possiede la sua giunzione neuromuscolare, in genere la giunzione neuromuscolare si trova in una zona mediana della fibra; il terminale sinaptico del neurone si collega alla placca motrice una zona speciale del muscolo atta alla comunicazione. ogni contrazione muscolare oltre che provocare tensione o movimento provoca anche una produzione di calore, una estesa rete vascolare provvede al trasporto delle sostanze nutritive e dell'ossigeno necesarie per la produzione di ATP; il vasi ed i nervi ramificandosi si assotigliano, i primi divengono capillari con la particolarità di assumere una forma a spirale, per consentire ai vasi stessi di assecondare i movimenti di allungamento e accorciamento delle fibre.
Cenni di istologia delle fibre muscolari scheletriche
Il sarcolemma é il nome della membrana cellulare di una fibra muscolare scheletrica, mentre il suo citoplasma prende il nome di sarcoplasma. Le cellule delle fibre muscolari sono particolari, per la loro grandezza, possono essere lunghe come l'intero muscolo ed avere un diametro apprezzabile dell'ordine di 50 o 100 micromillimetri; queste cellule sona anche provviste di numerosi nuclei per il fatto che a livello embrinale la struttura delle fibre parte dalla fusione di più cellule di mioblasti, ognuna con il suo nucleo, alla fine della fusione rimane una sola cellula ma polinucleata, i nuclei sono i residui dei mioblasti e possono essere centinaia per ogni cellula; vi sono poi delle fibre in cui mioblasti non si fondono, dando luogo a llo sviluppo delle cellule satellite, capaci di differenziarsi ed in parte di ricostruire il muscolo se lesionato; la superficie del sarcolemma é percorso da increspature che si estendono nel sarcoplasma, tale conformazione contribuisce a stimolare e coordinare la contrazione muscolare, le increspature prendono il nome di tubuli T ossia tubuli trasversi.
Nel sarcoplasma le miofibrille e miofilamenti
Nel sarcoplasma di una fibra muscolare scheletrica si trovano centinaia di migliaia formazioni cilindriche dette miofibrille, le miofibrille sono lunghe quanto la cellula e raggiungono un diametro di circa 2 micro millimetri, queste strutture in grado di accorciarsi sono le vere responsabili della contrazione cellulare. Le miofibrille infatti sono ancorate alle loro estremità al sarcolemma, quando si contraggono tutta la cellula si accorcia. Le miofibrille sono circondate da una membrana detta del reticolo sarcoplasmatico, questo reticolo é a sua volta strettamente correlato con i tubuli trasversi per il controllo della contrazione; su ambedue i lati dei tubuli trasversi il reticolo sarcoplasmatico si allarga a formare dei rigonfiamenti chiamati cisterne terminali L'istologia chiama, triade, la combinazione fra due cisterne ed un tubulo trasverso, queste entità pur essendo molto vicine in realtà non sono in diretta comunicazione. Fra le miofibrille troviamo sparpagliati mitocondri e granuli di un'altra sostanza fondamentale, il glicogeno, il glucosio biologico, l'attività dei primi con la scissione dei secondi producono l'ATP per le contrazioni muscolari fra le cellule del corpo quelle muscolari scheletriche posseggono il maggior numero di mitocondri, il numero si aggira sul centinaio. avvicinando di più lo sguardo al sempre più piccolo le miofibrille si compongono di fasci di miofilamenti, i miofilamenti le due proteine principali che compongono i miofilamenti sono l'actina e la miosina, i filamenti di actina sono sottili mentre quelli di miosina desisamente più spessi; i filamenti di entrambe le proteine sono organizzati in gruppi ripetitivi chiamati sarcomeri.
Il sarcomero
I sarcomeri sono disposti in modo alternato , ossia uno spesso ed uno sottile e così di seguito, per cui si mostrano al microscopio con un aspetto striato. Le miofibrille sono parallele all'asse maggiore della fibra muscolare, i sarcomeri sono uno dopo l'altro in continuità ed alternanza. Per rendersi conto dell'ordine di grandezza ogni miofibrilla ha una successione lineare di circa diecimila sarcomeri, i sarcomeri sono la più piccola entità funzionale dei muscoli. La struttura di un sarcomero ha i filamenti spessi nella zona centrale uniti da proteine, la zona di giunzione si chiama zona M, mentre i filamenti sottili s'uniscono al filamento adiacente tramite le proteine della zona Z e si spingono verso la zoma M, per cui la linea Z corrisponde anche alla fine di ogni sarcomero. Nel sarcomero c'é una zona di sovrapposizione dove i filamenti sottili sono fra i filamenti spessi.Nei disegni della figura relativa a questo capitolo, notare le dimensioni relative e l'organizzazione della sovrapposizione fra filamenti spessi e sottili, il disegno in sezione mostra come ogni filamento sottile si trova all'interno di un triangolo da tre filamenti spessi, mentre ogni filamento spesso é circondato da sei filamenti sottili, per vedere le zone si deve immaginare il sarcomero sezionato come un salame. L'area delimitata dai filamenti contrattili prende il nome di, banda A, quando si tratta di filamenti spessi, questa banda A comprende: la linea M, la Banda H ( composta da soli filamenti spessi) e la zona di sovrapposizione. Fra la banda A e la linea Z abbiamo la la banda I che comprende solo filamenti sottili. Ovviamente le lettere dell'alfabeto usate per la distinzione delle bande non sono casuali ma derivano dalle prime vocali rispettivamentedi Anisotropo e Isotropo. nel viaggio che stiamo facendo all'interno del muscolo e sempre ad ingrandire siamo giunti a misure intorno ai 5 o 6 nano metri di diametro per circa un micro metro nel filamento sottile, il filamento é costruito da proteine e presenta la forma spesso ricorrente in natura della spirale. Il filamento a spirale si chiama F actina, si tratta di una successione di circa 300 molecole di una proteina detta G actina con forma pressochè globulare questi globuli sono tenuti insieme da un'altra proteina, la nebulina. Nelle molecole di G actina si trova un luogo deputato a legarsi con un filamento spesso, sito attivo, nel filamento sottile inoltre si trovano proteine associate , tropomiosina e tropoina; il compito della proteina tromiosina é quello di formare una catena ricoprente sui siti attivi per prevenire interazioni actina miosina; la tropoina invece stabilizza la tropomiosina, il fatto é che prima di ogni contrazione le molecole di tropoina cambiano posizione per esporre quelle di tropomiosina, in tal modovengono esposti i siti attivi. Alle estremità del sarcomero i filamenti sottili si uniscono alla linea Z, la linea Z vista in sezione é simile ad un reticolo di proteine che prendono il nome di actine, vista da questo punto di vista la linea Z si chiama disco Z. I filamenti spessi misurano un diametro doppio dio quello dei sottili e lunghi una volta e mezza di più ogni filamento spesso é composto da circa 500 molecole di miosina, la molecola di miosina possiede un doppio filamento, con, una coda, e una specie di testa, un rigonfiamento, I filamenti spessi che si trovano adiacenti sono interconnessi al centro per mezzo delle proteine della zona M i rigonfiamenti delle molecole di miosina sono orientati distalmente rispetto al centro del filamento il rigonfiamento é rivolto verso l'esterno ai filamenti sottili, durante la contrazione le teste sono quelle che connettono i filamenti sottili a quelli spessi per questo sono chiamati anche ponti crociati. All'interno dei filamenti spessi e fuori uscente da ambedue i lati della linea M, in pratica il filamento di titina allunga il filamento spesso fino a raggiungere l'attacco con la linea Z la parte di titina all'interno della banda I é estremamente elastica, una volta stirata riprende la sua forma a spirale accorciandosi. I filamenti di titina a riposo sono comunque distesi e si tendono solo quando forze esterne stirano il sarcomero. il riavvolgimento dei filamenti di titina contribuisce al ritorno del sarcomero e quindi dei muscoli alla loro lunghezza iniziale.

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La contrazione genera una tensione, l'accorciamento generale di un muscolo é il risultato dell'interaggire dei filamenti spessi e sottili all'interno di ogni sarcomero, la teoria dello, scivolamento dei filamenti, spiiega come avviene nel dettaglio la contrazione. comunque ad ogni modo per avere contrazione occorre che vi sia presenza di ioni calcio e ATP. Si é osservato che durante la contrazione le bande H ed I si restringono , la zona di sovrapposizione si allungae le linee Z si avvicinanao l'una all'altra, mentre al contrario la banda A rimane stabile, queste modificazioni fisiche si spiegano solo con uno scivolamento dei filamenti. Loscivolamento avviene quando le teste della miosina, dei filamenti spessi,s'uniscono a particolari siti attivi che si trovano nei filamrenti sottili, tale condizione é quella dei ponti crociati, in pratica la testa si flette verso la linea M e trascina il filamento sottile verso il centro del sarcomero; quì i ponti crociati si staccano e tutto torna alla posizione originale. Da questo si evince immediatamente che la forza prodotta é intuibilmente direttamente proporzionale al numero dei legamenti crociati che si riescono ad avere. Nel produrre i normali movimenti di tutti i giorni le fibre muscolari scheletriche coprono un un buon margine di contrazioni intermedie, in quanto la loro tensione cambia da un momento all'altro qualche volta ciclicamente come nel camminare. Per avviare la contrazione é necessario che vi sia la presenza di ioni Calcio nel sarcoplasma. Di solito la concentrazione di Calcio all'interno delle cellule é bassa per via del meccanismo cellulare che espelle dal citoplasma il calcio attraverso le membrane cellulari verso il fluido extracellulare; trattandosi di Ca in forma ionica una parte viene indirizzata nelle cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico, il calcio nelle fibre muscolari con questo sistema di, stoccaggio, passa da concentrazioni molto basse a 40.000 volte maggiori Sulla supercicie del sarcolemma il passaggio elettrico generea una contrazione, la contrazione fa rilasciare ioni Calcio dalle cisterne terminali. I responsabili della distribuzione del messaggio elkettrico sono i tubuli trasversi che letteralmente si tuffano all'interno del sarcoplasma circondando con le loro ramificazioni i sarcomeri in una zona di confine fra la banda A e la banda I: Quando l'impulso elettrico passa nei tubuli trasversi, le cisterne terminali lasciano passare gli ioni Ca nella zona di sovrapposizione legandosi alla Troponina la troponina con l'aggiunta dei ioni Ca cambia la forma della molecola di troponina, questa alterazione modifica la posizione della tropomiosina esponendo i siti attivi sulle molecole di actina, infine si formano i cosidetti ponti crociati ed inizia la contrazione. Tutti questi passaggi avvengono anche quando battiamo semplicemente le palpebre con una velocità dell'ordine del decimo di secondo eppure non ce ne rendiamo conto. Tutta questa complicazione ha però anche il vantaggio di essere estremamente modulabile. Al termine della contrazione, per mancanza dello stimolo elettrico il reticolo sarcoplasmatico si riprende gli ioni Ca il complesso troponina e tropomiosina ricoprorono e chiudono i siti attivi. La contrazione muscolare può cessare anche per motivi non elettrici, infatti quando la stimolazione diventa troppo protratta nel tempo e ad una notevole intensità, ogni volta che un ponte crociato si stacca si scinde una molecola di ATP, si deve considerare che ogli testa di miosina compie questo processo 5 volte al secondo, centinaia di teste in un filamento spesso, centinaia di filamenti spessi in un sarcomero, migliaia di filamenti in una miofibrilla, centinaia di migliaia di miofibrille per fibra muscolare, il consumo di ATP é una certezza inevitabile. Ricordiamo che la contrazione muscolare é un processo attivo e spesso volontario mentre il rilasciamento passivo, l'elasticità delle fibre, la trazione di altri muscoli antagonisti e la forza di gravità contribuiscono a far tornare i muscoli alla loro lunghezza originale. Il controllo nervoso della contrazione muscolare può essere così riassunto: sostanze chimiche rilasciate dai motoneuroni alterano il potenziale elettrico di transmembrana del sarcolemma, dalla superficie la modificazione viene trasmessa all'interno dai tubuli a T, il messaggio dei tubuli a T fa rilasciare gli ioni Ca. ogni fibra muscolare é sotto il controllo di un motoneurone, il motoneurone si espande fino a raggiungerre una zona definita, bottone sinaptico,il bottone sinaptico é fornito di numerosi mitocondri e vescicole dette vescicole sinaptiche contenentti molecole di Acetilcolina (ACh) Proprio l'Acetilcolina é la vera responsabile dell comunicazione, della trasmissione attraverso la modificazione del potenziale elettrico della membrana cellulare. Il bottone sinaptico non tocca fisicamente la placca motrice ma é separato da un piccolo spazio, la fessura sinaptica, la fessura é il contenitore di un enzima specifico, l'Aceticolinesterasi (AChE) Questo enzima é specializzato ovviamente nella scissione della Aceticolina. L'impulso elettrico libera l'Aceticolina, passa nella fessura con Aceticoninesterasi, si modifica il potenziale elettrico di membrana, si genera un impulso, potenziale d'azione da propagare per mezzo dei tubuli a T. A proposito del Rigor mortis: in assenza di circolazione sanguigna per arresto cardiaco priva i muscoli dell'ossigeno e delle sostanze necessarie alla loro sopravvivenza, per questo si muore a tutti gli effetti per gradi, non tutte le cellule si deteriorano contemporaneamente, in poche ore le fibre muscolari esauriscono le scorte di ATP ed il reticolo sarcoplasmatico diventa incapace di richiamare gli ioni Ca dal sarcoplasma, quando il sarcoplasma é pervaso da ioni Ca la contrazione rimane nel tempo sotto forma di una rigidità diffusa su tutti muscoli del corpo chiamata appunto rigor mortis. La rigidità, quando si manifesta ed il tempo per cui si protrae dipendono anche d fattori esterni come la temperatura, in condizioni normali dopo circa 24 ore il corpo perde la rigidità perchè gli enzimi lisomiali rilasciati per autolisi cominciano a rompere i miofiolamenti.



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