I muscoli sono connessi alle ossa direttamente o tramite i tendini. Quando si parla di fibra muscolare, in realtà si parla di cellula muscolare.
Anatomia della Fibra Muscolare
La membrana della cellula muscolare si chiama sarcolemma, mentre il citoplasma è detto sarcoplasma. Una caratteristica fondamentale del tessuto muscolare è la presenza di cellule multinucleate, con i nuclei situati alla periferia per lasciare spazio alle fibre contrattili interne.
Organelli della Fibra Muscolare
Ogni fibra muscolare contiene organelli specifici per la contrazione, tra cui:
- Mitocondri: per la produzione di energia.
- Mioglobina: affine all'O2 più dell'emoglobina, facilitando l'apporto di ossigeno.
- Miofibrille: di forma bastoncellare, contengono l'apparato contrattile vero e proprio.
- Reticolo Sarcoplasmatico: una forma elaborata del reticolo plasmatico liscio, che circonda ogni miofibrilla e termina nelle cisterne terminali. Contiene elevate concentrazioni di Ca++, fondamentale per la contrazione.
- Tubuli T: invaginazioni della membrana (sarcolemma) all'interno della cellula, che portano segnali elettrochimici in profondità.
Il complesso formato da reticolo sarcoplasmatico e tubuli T attiva i muscoli scheletrici quando stimolati dal motoneurone, garantendo velocità e efficienza energetica.
Il Sarcomero: Unità Contrattile del Muscolo
La struttura contrattile molecolare della fibra muscolare è il sarcomero, caratterizzato da bande alternate di zone chiare e scure, determinate dalla posizione di actina e miosina. Le linee Z delimitano i confini del sarcomero, ancorando i filamenti sottili di actina. La linea M, a metà del sarcomero, funge da ancoraggio per i miofilamenti spessi di miosina.
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Bande del Sarcomero
- Banda A: lunga quanto la miosina, rappresenta la zona scura dove actina e miosina si sovrappongono.
- Zona H: all'interno della banda A, contiene solo miosina senza sovrapposizione di actina, apparendo più chiara.
- Banda I: contiene i filamenti di actina, appare chiara.
Struttura Molecolare di Actina e Miosina
Actina: formata da monomeri di Actina G (globulare) che si assemblano in filamenti di Actina F. Due filamenti di actina F si avvolgono a doppia elica. La troponina, un complesso di tre proteine globulari, si lega all'actina, alla tropomiosina e al Ca++, quest'ultimo legame innescando la contrazione.
Miosina: formata da due sub-unità attorcigliate con code e teste globulari disposte speculari. Le teste della miosina, o ponti trasversali, contengono siti di legame per ATP e actina. All'interno della cellula è presente l'enzima ATP-asi per la demolizione dell'ATP.
Meccanismo della Contrazione Muscolare
Il meccanismo della contrazione muscolare si basa sullo scorrimento delle fibre di actina sulla miosina, accorciando il muscolo e generando movimento. Durante questo processo, le bande H e I diventano più piccole, mentre la banda A rimane invariata e le linee Z si avvicinano.
Questo si basa sul modello fisiologico dello "scorrimento dei miofilamenti", dove l'accorciamento non deriva da modifiche strutturali dei filamenti stessi.
Quando arriva lo stimolo, il gruppo fosfato (P) si libera dalla miosina, generando energia e il "colpo di forza", in cui la testa della miosina si sposta verso l'interno del sarcomero.
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Ruolo della Titina
Una caratteristica costante dell’architettura muscolare è costituita dalla posizione centrale dei filamenti di miosina all’interno delle due linee Z. Questa posizione è mantenuta anche quando il sarcomero è allungato, come durante lo stretching. La centralità della posizione del filamento di miosina è resa possibile dalla presenza dei filamenti di titina.
La titina è una proteina elastica di alto peso molecolare, da 2.5 a 3 dalton che costituisce una terza classe di filamenti, oltre a quelli di actina e di miosina, all’interno del muscolo scheletrico e rappresenta circa il 10% della massa totale della miofibrilla. Ogni molecola di titina si estende dalla linea Z (ossia la parte finale del sarcomero) sino alla linea M (che costituisce la parte centrale del sarcomero stesso).
La porzione di titina che si trova nella banda A (ossia l’area scura osservabile all’interno del sarcomero) si comporta come fosse rigidamente legata al miofilamento di miosina, mentre la regione della molecola di titina che è legata alla linea Z, presenta un comportamento di tipo elastico.
Si ipotizza che lo stretching possa stimolare la produzione e la ritenzione di glicosaminoglicani, acido ialuronico ed acqua.
Stretching e Flessibilità Muscolare
Lo stretching è una pratica utilizzata per aumentare il range di movimento passivo e la flessibilità dei gruppi muscolari. Attraverso una pratica assidua e regolare dello stretching, il punto critico al quale s’innescherebbe il riflesso da stiramento potrebbe essere “resettato” ad un livello superiore.
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Conseguentemente, il muscolo si manterrebbe rilassato per livelli di allungamento superiori a quelli precedenti la pratica sistematica dello stretching. La pratica regolare dello stretching potrebbe favorire l’aumento del numero dei sarcomeri in serie che compongono le fibre muscolari (iperplasia).