Il battito del cuore, il transito del cibo lungo il canale alimentare, i fenomeni di vasodilatazione e vasocostrizione ed in definitiva il movimento di qualsiasi parte del corpo sono resi possibili dal lavoro dei muscoli.
Ci sono tre tipi di muscoli nel corpo:
- il cuore o muscolo cardiaco,
- il muscolo scheletrico,
- ed il muscolo liscio (vedi i muscoli che circondano i vasi sanguigni oppure quelli presenti nello spessore della parete intestinale).
Il muscolo liscio è detto anche muscolo involontario perché non richiede il controllo della coscienza ma viene regolato dal Sistema Nervoso Autonomo. Il muscolo cardiaco è presente solo nel cuore. Pur essendo strutturalmente simile al muscolo scheletrico non è controllato dalla coscienza proprio come accade nel caso del muscolo liscio. Non siamo dunque noi a decidere il ritmo a cui il cuore batte poiché il cuore si controlla da sé seppur con qualche piccolo e fine aggiustamento da parte dei Sistemi Nervoso ed Endocrino.
In questo articolo parleremo di muscoli scheletrici. Sono più di 600, sono per la maggior parte collegati allo scheletro e lo fanno muovere.
Esercizio fisico
I muscoli scheletrici si contraggono in tre modi diversi
Esistono tre principali tipi di contrazioni eseguite dal muscolo scheletrico.
Le contrazioni isometriche sono quelle in cui il muscolo mantiene invariata la sua lunghezza mentre si contrae. In questo caso l’angolo dell’articolazione non cambia e non viene prodotto movimento. Un esempio di contrazione isometrica è quella che si realizza durante l’esecuzione di un plank, oppure nel tentativo di sollevare un oggetto che è più pesante della forza prodotta dal muscolo o ancora quando si sorregge un oggetto tenendo i gomiti flessi.
Plank
In una contrazione concentrica il muscolo si accorcia durante lo sviluppo della tensione. Se flettiamo un braccio nell’atto di sollevare un peso i muscoli bicipiti si accorciano e l’angolo dell’articolazione si riduce. È questo il tipo di azione che ci è più familiare.
Sollevamento pesi
Infine, con le contrazioni eccentriche, il muscolo si allunga mentre sviluppa tensione. Un buon esempio di contrazione eccentrica è quella che si realizza durante la corsa in discesa. Mentre stai correndo in discesa i muscoli del quadricipite femorale si allungano pur dovendo sviluppare una certa tensione per resistere alla gravità e impedirti di cadere in avanti. Un altro esempio di contrazione eccentrica è quella compiuta dal bicipite brachiale quando si distende il gomito per portare in basso un oggetto pesante. Questo tipo di contrazione è la principale causa dell’indolenzimento muscolare che interviene 8 -48 ore dopo l’esercizio.
Le fibre muscolari non sono tutte uguali
Il muscolo scheletrico è composto da tre tipi di fibre con caratteristiche biochimiche e fisiologiche profondamente diverse. Le fibre muscolari di tipo 2x sono considerate le nostre fibre di potenza.
Le fibre muscolari 2x vengono reclutate quando abbiamo bisogno di generare molta forza in tempi rapidi, come nel salto, nello sprint e nel sollevamento pesi. Dal momento che hanno bisogno di una grande quantità di ATP in un breve periodo di tempo, queste fibre fanno molto affidamento sui processi metabolici anaerobici per la produzione di energia. Le fonti energetiche per le fibre muscolari 2x includono l’ ATP e la creatina fosfato già presenti nel muscolo e la scomposizione anaerobica del glucosio in lattato (glicolisi anaerobica). Poiché la maggior parte della loro energia proviene dai percorsi anaerobici, il numero di mitocondri all’interno di una fibra 2x è scarso. Infine, poiché è difficile mantenere questo tipo di potenza per un lungo periodo di tempo, le fibre di Tipo 2x si affaticano rapidamente. All’estremo opposto, le fibre muscolari di Tipo 1 possono generare solo una forza moderata ad un ritmo molto più lento. Queste fibre vengono reclutate quando siamo impegnati in un esercizio sub-massimale per un lungo periodo di tempo come succede nella corsa, nel nuoto e nel ciclismo (le tre discipline presenti nel triathlon). Queste fibre sono ad alto contenuto di mitocondri e come tali utilizzano la via aerobica per la produzione di ATP (glicolisi aerobica). Inoltre, in presenza di una buona quantità di combustibile, le fibre del Tipo 1 si affaticano lentamente.
Iron-men
Infine le fibre di Tipo 2a sono un ibrido tra le fibre di Tipo 1 e quelle di Tipo 2x.
Un’unità motoria è composta dal motoneurone e da tutte le fibre muscolari da esso innervate. Le fibre di Tipo 2x possono generare rapidamente una grande quantità di forza e pertanto sono ideali per esercizi esplosivi come lo sprint. Tuttavia, come già detto, si affaticano facilmente. D’altra parte, le fibre di Tipo 1 generano una forza molto più debole ma sono più resistenti alla fatica.
Reclutamento delle fibre muscolari durante un esercizio di intensità crescente
Diamo un’occhiata a come vengono reclutati i vari tipi di fibre muscolari durante un esercizio di intensità crescente. All’inizio dell’esercizio, quando il carico di lavoro è basso, le fibre più ampiamente coinvolte saranno quelle di Tipo 1. A fronte di un piccolo carico di lavoro è richiesta infatti solo una piccola quantità di forza e le fibre di Tipo 1 hanno in più il vantaggio di affaticarsi lentamente. Tuttavia, man mano che l’intensità dell’esercizio aumenta, verranno reclutate anche le fibre Tipo 2a e di Tipo 2x e questo al fine di generare la forza richiesta.
Per sforzi intensi dipendiamo, dunque, dalle fibre di Tipo 2x che sono in grado di fornire la potenza necessaria. Tuttavia non saremo capaci di mantenere questa intensità per molto tempo poiché le fibre 2x “si stancheranno” presto. All’aumentare dell’intensità dell’esercizio aumenta anche la dipendenza dai carboidrati come fonte energetica. Uno dei motivi principali di questo shift verso l’uso dei carboidrati è il crescente reclutamento di fibre di Tipo 2x. Come già detto queste fibre sono a basso contenuto di mitocondri e basano il loro funzionamento sull’utilizzo anaerobico dei carboidrati. Quando esaminiamo le fibre muscolari negli atleti d’élite non ci sorprende dunque scoprire che i corridori hanno una percentuale maggiore di fibre muscolari di Tipo 1 ed una percentuale inferiore di fibre di Tipo 2x e di Tipo 2a.
Le fibre di Tipo 1 sono ideali per gli atleti di endurance che competono ad intensità sub-massimale per lunghi periodi di tempo. All’altro estremo si trovano i velocisti che sono impegnati in esercizi esplosivi ad alta potenza ed hanno una percentuale maggiore di fibre di Tipo 2. Per inciso un individuo medio avrà un 50% di fibre di Tipo 1 ed un 50% di fibre di Tipo 2.
Se il velocista comincia ad allenarsi nella corsa di lunga distanza questi passerà da una prevalenza di fibre di Tipo 2 a ad una prevalenza di fibre di Tipo 1. Analogamente, un intenso allenamento di sprint comporterà uno spostamento nella direzione opposta, dal Tipo 1 al Tipo 2.
I muscoli sono capaci di cose impensabili
A nove anni Jeremy Schill pesava solo 29,5 kg ma riuscì lo stesso a sollevare la parte posteriore di un’automobile del peso di 1860 kg e toglierla dal petto del padre! L’auto era caduta dal martinetto e Rique Schill, che vi stava lavorando sotto, rimase bloccato sotto l’assale. Quando Jeremy capì che suo padre stava soffocando sollevò la macchina quel tanto che permise al padre di respirare mentre la madre sistemava un altro martinetto sotto il paraurti dell’auto.
(Jack H. Willmore)
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