Ci sono due variabili importanti che giocano un ruolo fondamentale nella costruzione di massa muscolare: l’allenamento intensivo della forza e l’adeguato apporto di proteine. La muscolatura umana è costituita in larga misura da diverse proteine. I filamenti proteici actina e miosina, insieme alle proteine tropomiosina e troponina, assicurano per esempio che possiamo contrarre adeguatamente i nostri muscoli. Inoltre, la più grande molecola proteica presente nel corpo umano, la titina, è una proteina muscolare ed è responsabile della corretta disposizione della miosina e dell'actina nelle fibre muscolari.
Ciascuna proteina è costituita da catene di amminoacidi di diversa lunghezza. Questi possono essere suddivisi in amminoacidi essenziali e non essenziali. Il nostro corpo può sintetizzare gli amminoacidi non essenziali a partire da altri componenti rilasciati quando le proteine vengono scomposte. Gli amminoacidi non essenziali sono quindi meno importanti, perché con una dieta equilibrata il nostro corpo ha tutto ciò di cui ha bisogno per la loro produzione. Se vogliamo aumentare la massa muscolare, dobbiamo dunque fornire al corpo tutti gli elementi di cui ha bisogno per la sintesi proteica.
Oltre ai classici piatti di carne e uova, non dimentichiamoci dell’esistenza di fonti proteiche vegetali, come per esempio noci, soia e legumi. Come possiamo osservare, gli alimenti vegetali forniscono una quantità di proteine più che sufficiente per la costruzione della massa muscolare. Il trucco sta nel seguire una dieta sana, varia e bilanciata. Nel mondo frenetico di oggi, tuttavia, non è sempre possibile ottenere le proteine di cui il corpo ha bisogno. Una buona opzione è creare un menù settimanale, abbattendo in questo modo i costi della spesa (compreremo solo quello che è davvero necessario) e il tempo impiegato a decidere come e che cosa mangiare. Scegliamo poi prodotti che forniscono già di partenza una buona dose di proteine, come per esempio le polveri per realizzare gli shake o le deliziose barrette, perfette come spuntino spezza-fame.
Tipi di Fibre Muscolari
"Citologicamente" parlando, le fibrocellule sono il risultato di un processo chiamato miogenesi, ovvero la fusione di più mioblasti - azione dipendente da proteine muscolo-specifiche note come fusogeni, myomaker o myomerger. Una fibra muscolare, ad es. Complessivamente, un singolo muscolo come ad es. Nota. Le fibre possono essere classificate in base alle loro velocità contrattile in rapide e lente.
Fibre a Contrazione Rapida
Le fibre a contrazione rapida quelle in cui la miosina può dividere l'ATP molto velocemente. Tra queste troviamo le fibre ATPasi di tipo II e MHC di tipo II. Dimostrano anche una maggiore capacità di trasmissione elettrochimica dei potenziali d'azione e un rapido livello di rilascio e assorbimento del calcio da parte del reticolo sarcoplasmatico. Si basano su un sistema glicolitico ben sviluppato, anaerobico, di veloce trasferimento energetico, e possono contrarsi 2-3 volte più velocemente delle fibre a contrazione lenta.
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Fibre a Contrazione Lenta
Le fibre a contrazione lenta generano energia per la risintesi di ATP mediante un sistema di trasferimento aerobico e durevole nel tempo. Queste includono principalmente le fibre ATPasi di tipo I e MHC di tipo I. Tendono ad avere un basso livello di attività dell'ATPasi, una velocità di contrazione più lenta con una capacità glicolitica meno sviluppata.
L'attività dell'enzima ATPasi della miosina è comunemente, e correttamente, indicata semplicemente come "tipo di fibra" e deriva dal dosaggio diretto dell'attività dell'enzima ATPasi in varie condizioni (ad es. Tali metodi sono fisiologicamente correlati, poiché il tipo MHC è il principale determinante dell'attività dell'ATPasi. Quando si fa riferimento a fibre di "tipo I" o "tipo II", ciò si riferisce più accuratamente alla valutazione mediante colorazione dell'attività dell'ATPasi della miosina (ad es. le fibre di "tipo II" si riferiscono al tipo IIA + tipo IIAX + tipo IIXA ... Di seguito è riportata una tabella che mostra la relazione tra questi due metodi, limitata ai tipi di fibre presenti nell'uomo. Inoltre, un sottotipo B o b non è espresso negli esseri umani con nessuno dei due metodi. I primi ricercatori credevano che gli esseri umani potessero esprimere un MHC IIb, il che ha portato alla classificazione ATPasi di IIB.
Tendono a concentrarsi maggiormente sulle capacità metaboliche e funzionali (tempo di contrazione, metabolismo prevalente ossidativo vs. anaerobico lattacido vs. anaerobico alattacido, tempo di contrazione veloce vs. Come notato sopra, la tipizzazione della fibra mediante ATPasi o MHC non misura direttamente né detta questi parametri. Ad esempio, il tipo di fibra dell'ATPasi è correlato alla velocità di contrazione, poiché l'elevata attività dell'ATPasi consente un ciclo più veloce del ponte incrociato.
Gli studi della fisiologia umana ci insegnano che in ogni muscolo la composizione di fibre è mista, ovvero che evidenzia fibre rosse, fibre bianche e intermedie. Ad esempio, negli esseri umani, i muscoli quadricipiti contengono circa il 52% di fibre di tipo I, mentre il soleo arriva all'80% circa.
La forza sviluppata da una fibra muscolare dipende dalla sua lunghezza all'inizio della contrazione. Essa deve avere un valore ottimale, al di fuori del quale (muscolo retratto o eccessivamente allungato) la prestazione di forza si riduce. Nell'ambito del potenziamento muscolare, l'errore più comune è quello di far lavorare i muscoli già in parziale accorciamento. I muscoli prevalentemente bianchi, ricchi di fibre di tipo II, sono detti fasici, perché capaci di contrazioni rapide e brevi.
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Le unità motorie all'interno del muscolo, tuttavia, mostrano una variazione davvero minima, rendendo praticabile il principio dimensionale del reclutamento delle unità motorie; ovvero, a seconda dell'intensità/forza richiesta, l'organismo è in grado di stimolare solo alcune (ad es. Oggi sappiamo che, nella distribuzione delle fibre, non vi sono differenze legate al sesso. Gli atleti di alto livello hanno invece una distribuzione delle fibre specifica in base alla tipologia di metabolismo utilizzato. È stato pertanto suggerito che vari tipi di esercizio possano indurre cambiamenti rilevanti nelle fibre dei muscoli scheletrici, anche se non è possibile stabilire con certezza quale fosse il patrimonio genetico preesistente degli stessi soggetti.
Struttura delle Fibre Muscolari
Come per la fibra striata, i miofilamenti sottili del tessuto muscolare liscio sono costituiti principalmente dalla proteina actina che, in questo caso, è preponderante rispetto alle altre proteine delle fibre muscolari lisce avendo un contenuto quasi doppio rispetto a quello presente nella fibra muscolare striata. L’actina del muscolo liscio presenta sequenze aminoacidiche diverse dall’actina del muscolo scheletrico e agisce con la miosina solo se le catene leggere sono fosforilate.
I miofilamenti sottili del tessuto muscolare liscio, oltre l’actina, contengono altre due proteine assenti nel muscolo striato: Il caldesmone inibisce l’attività dell’ATPasi actomiosinica potendosi legare allo stesso sito attivo dell’actina che interagisce con la testa della miosina. Il complesso calcio/calmodulina/caldesmone rimuove…Le miofibrille sono visibili al microscopio ottico come esili filamenti fittamente stipati tra loro che riempiono quasi tutto il citoplasma. Al microscopio elettronico le miofibrille risultano costituite a loro volta da filamenti più esili, denominati miofilamenti, raccolti in fascio.
I miofilamenti sono di due tipi: spessi e sottili. I miofilamenti spessi sono costituiti da una proteina fibrosa, detta miosina, e da alcune proteine accessorie (proteine M e proteine C) I miofilamenti sottili sono costituiti principalmente da actina, nonché da tropomiosina e troponina. La miosina e l’actina sono i due costituenti principali delle miofibrille ed interagiscono tra loro in presenza di ATP per formare il complesso actomiosina: l’interazione di queste due…
Quando un nervo è opportunamente stimolato si verifica un potenziale d’azione che decorre lungo tutta la fibra fino alle sue terminazioni. Giunta alla sinapsi, l’onda di depolarizzazione provoca la liberazione “quantica” del neurotrasmettitore acetilcolina dalle terminazioni nervose alla fessura sinaptica. Per liberazione quantica s’intende che il neurotrasmettitore non è liberato per diffusione lenta delle singole molecole bensì in “pacchetti” (o “quanti”) di molte molecole di acetilcolina, dove ogni “quanto” corrisponde al contenuto di una singola vescicola. Il neurotrasmettitore è sintetizzato nel corpo cellulare del neurone e trasportato lungo l’assone, fino alle sue terminazioni, mediante un processo noto come flusso assonico (o trasporto assoplasmatico). Nello spazio intersinaptico l’acetilcolina si lega a…
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Oltre ai miofilamenti spessi e sottili, le fibre muscolari lisce contengono un terzo componente filamentoso, i cosiddetti filamenti intermedi con spessore di circa 10 nm, simili a quelli presenti in altri tipi cellulari; sono costituiti dalla proteina desmina (o scheletina). Nella muscolatura liscia di tipo vascolare il costituente principale dei filamenti intermedi è la proteina vimentina presente anche nelle cellule connettivali. I filamenti intermedi decorrono in fasci tra i filamenti di actina e di miosina e si associano con i corpi densi citoplasmatici. Svolgono un ruolo strutturale, costituendo una trama di sostegno per i miofilamenti contrattili.
I miofilamenti sottili si estendono da ciascuna linea Z del sarcomero lungo la semibanda I e penetrano per un certo tratto nell’adiacente banda A occupando gli interstizi compresi fra i filamenti spessi. La parte centrale della banda A, denominata banda H, non è invasa dai filamenti sottili provenienti dalle due linee Z del sarcomero. La sua ampiezza dipende da quanto profondamente i filamenti sottili si spingono all’interno della banda A e varia a seconda del grado di contrazione del sarcomero.
Le fibre muscolari lisce sono elementi lunghi e fusiformi con la parte centrale, contenente un nucleo allungato, più spessa e le estremità assottigliate. La loro lunghezza varia da 5 µm, nella parete dei piccoli vasi sanguigni, a 500 µm e oltre nell’utero in gravidanza.
La miosina è una proteina filamentosa lunga 1,5 µm e larga circa 2 nm. È formata da una porzione allungata (o coda) e da due estremità globose (o teste). La molecola completa è un esamero costituito da due identiche subunità pesanti appaiate e da quattro subunità leggere uguali due a due. Le subunità pesanti compongono la coda e partecipano insieme alle subunità leggere a formare le due teste della struttura della molecola. Ciascuna testa contiene due molecole di subunità leggere diverse tra loro.
I nuclei presenti nelle fibre muscolari sono incapaci di replicare essendo fuoriusciti dal ciclo cellulare in maniera irreversibile e trovandosi in stato postmitotico permanente. Ne consegue che la fibra di per sé non è in grado di riparare eventuali perdite di tessuto, che si possono verificare per traumi o patologie degenerative, non essendo capace di ripristinare l’attività mitotica dei suoi nuclei. La riparazione avviene, invece, per la capacità di ricostituire il tessuto presentata da alcune cellule di tipo staminale, dette cellule satelliti.
I muscoli scheletrici differiscono tra loro per il colore: alcuni muscoli appaiono più rossi di altri e sono denominati muscoli rossi; altri muscoli che hanno un colore rosso meno intenso sono definiti muscoli bianchi. Tra i due tipi di muscolo esistono importanti differenze fisiologiche: i muscoli rossi si contraggono più lentamente dei muscoli bianchi e sono perciò detti muscoli lenti;ovviamente, i muscoli bianchi sono definiti muscoli veloci.
Il reticolo sarcoplasmatico (o sarcotubulare) è una delicata rete di filamenti che avvolge una ad una le miofibrille. È presente solo nelle fibre muscolari scheletriche e cardiache, con una differenza di struttura, mentre è assente nelle cellule muscolari lisce. Corrisponde al reticolo endoplasmatico liscio presente in altre cellule che nel muscolo assume una morfologia caratteristica e svolge una funzione specifica in rapporto alla contrazione: assume, conserva e rilascia ioni Ca++. Nelle fibre muscolari scheletriche, il reticolo sarcoplasmatico è formato da un sistema continuo di canalicoli o cisterne delimitati da una membrana, denominati sarcotubuli, che compongono una rete attorno a ciascuna miofibrilla.
Quando si parla di fibra muscolare, in realtà si parla di cellula muscolare. La membrana si chiama sarcolemma, il citoplasma → sarcoplasma etc. La caratteristica del tessuto muscolare è la presenza di cellule multinucleate, i nuclei si trovano alla periferira della cellula perché l’interno è occupato dalle fibre contrattili. Ogni fibra contiene degli organelli la cui funzione è la contrazione. Primi fra tutti abbiamo i mitocondri, per la produzione di energia; poi la mioglobina, affine all’O2 più che l’emoglobina (infatti le sottrae l’ossigeno). Le miofibrille, di forma bastoncellare, contengono al loro interno l’apparato contrattile vero e proprio.
Un’altra struttura fondamentale è il reticolo sarcoplasmatico, esso è una forma elaborata del reticolo plasmatico liscio, che circondano ogni miofibrilla e terminano nelle cisterne terminali. Poi abbiamo i tuboli T, invaginazioni della membrana all’interno della cellula. Il reticolo contiene elevate concentrazioni di Ca++, fondamentale per la contrazione. I tubuli T (o trasversi) sono fatti di sarcolemma, la loro funzione è quella di portare dei segnali elettrochimici in prossimità delle parti più profonde della cellula muscolare. Il complesso formato da reticolo sarcoplasmatico e tubuli T ha la funzione di attivare i muscoli scheletrici, quando questi sono stimolati dal motoneurone. Questo processo avviene con la massima velocità e il minimo dispendio di energia.
La struttura contrattile molecolare della fibra muscolare è il Sarcomero, la cui struttura è formata da bande alternate di zone chiare e scure che determinano la posizione topografica di actina e miosina. Le linee Z delimitano i confini del sarcomero. A livello di queste linee avviene l’ancoraggio dei filamenti sottili di actina. La linea M, a metà del sarcomero, funge da ancoraggio per i miofilamenti spessi di Miosina. La banda A è lunga quanto la miosina, e rappresenta la zona scura dove actina e miosina si sovrappongono. La zona H, oltre a contenere la banda A, contiene anche la banda H, che si trova al centro di quest’ultima e che contiene solo miosina senza la sovrapposizione di actina, rappresentando quindi, la zona chiara.
L’actina è formata da tanti piccoli monomeri di Actina G (G sta per globulare), immaginata come una collana di perle: il filo è l’actina F, le perle sono l’actina G. Un miofilamento di actina è formato da due filamenti di actina F avvolti a doppia elica. La troponina è formata da tre proteine globulari che si legano a tre strutture diverse, una per l’actina, una per la tropomiosina e una per il Ca++ (questo legame con il calcio sarà quello che darà il via alla contrazione).
La miosina è formata invece da dei filamenti, due sub-unità attorcigliate fra loro dotate ciascuna di una coda e una testa (come due mazze da golf attorcigliate). Le due teste globulari sono disposte speculari su due direzioni opposte. Le teste della miosina, dette anche ponti trasversali, contengono i siti di legame per l’ATP e l’actina. All’interno della cellula sarà presente l’enzima ATP-asi per la demolizione dell’ATP.
Il meccanismo della contrazione muscolare si basa sullo scorrimento delle fibre di actina sulla miosina, determinando macroscopicamente l’accorciamento del muscolo, e quindi il movimento. Ci sarà una variazione delle dimensioni di alcune bande. Le bande H e I diventano più piccole, mentre la banda A rimane invariata e le linee Z nel complesso si avvicinano. Tutto questo si basa su un modello fisiologico basato sullo “scorrimento dei miofilamenti” (quindi l’accorciamento non è dovuto alla loro modificazione strutturale).
Quando arriva lo stimolo alla testa della miosina il gruppo P (fosfato) si libera dalla miosina, si genera energia e si crea il “colpo di forza”, cioè la remata. Questo colpo di forza è quindi l’evento in cui la testa della miosina si sposta verso l’interno del sarcomero. Si riferisce a quel fenomeno che associa l’eccitazione di una fibra muscolare alla sua automatica contrazione. Nei primi 6 secondi utilizziamo tutta la prima fonte. La fosfocreatina invece serve a formare ATP all’interno della cellula, poiché libera un gruppo P per darlo all’ADP, che diventa ATP. Questa fornisce energia per circa 20 sec.
| Tipo di Fibra | ATPasi | MHC | Velocità di Contrazione | Metabolismo Prevalente |
|---|---|---|---|---|
| I | Tipo I | MHC di tipo I | Lenta | Aerobico |
| II | Tipo II | MHC di tipo II | Rapida | Glicolitico |