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La contrazione muscolare è un proprietà dell’apparato muscolare, che permette al corpo intero di compiere moltissimi movimenti. Più nello specifico, quando si parla di contrazione muscolare, si fa riferimento alla proprietà che ha ogni muscolo del corpo di accorciarsi e portare a termine le proprie funzioni: ciò che avviene è un accoppiamento elettromeccanico in cui l’impulso viene propagato alla cellula presente nel muscolo.
Quando viene recepito questo impulso, questo viene trasformato dal muscolo in movimento: un esempio è quello del muscolo scheletrico, che quando si contrae permette di sollevare i pesi da terra. Si tratta di una contrazione volontaria, che però tuttavia può anche avvenire quando ci sono degli stimoli di riflesso.
Il muscolo più importante del corpo è il cuore: le sue cellule si contraggono quasi 90000 volte al giorno, ed esso è l’unico muscolo striato del corpo involontario. Un altro tipo di contrazione muscolare è tipica dei muscoli lisci: essi prendono questo nome perché hanno delle strutture diverse rispetto ai muscoli striati, e si muovono a causa di contrazioni involontarie.
Si parla in questo caso dei muscoli che si trovano nei vasi sanguigni oppure nell’apparato digerente. Dunque, è possibile individuare tre tipologie di muscolo, ed in ogni tipologia la contrazione avviene in modo diverso.
Contrazione muscolare nel muscolo striato
Nell’ambito sportivo, la contrazione muscolare più importante e maggiormente studiata è sicuramente quella del muscolo striato. Esso contiene al suo interno il miocita, che è la cellula muscolare, che a sua volta contiene al suo interno un grande numero di proteine e di enzimi che formano una macchina grande: l’unità morfofunzionale è rappresentata dal sarcomero, che si compone di actina e miosina.
L’actina è la proteina globulare che polimerizza in filamenti, mentre la miosina si compone di una zona filamentosa e di due teste che comunicano con l’actina: queste sono le principali responsabili della contrazione muscolare. Ci sono poi la tropomiosina, che è una proteina filamentosa e la troponina, che è una proteina con delle subunità globulari, ed altre proteine come nebulina e titina che però non sono coinvolte nella contrazione.
A livello molecolare c’è un vero e proprio scorrimento di quelle che sono le teste delle miosine sui filamenti dell’actina: lo scopo è quello di avvicinare le due linee Z che sono però opposte. All’inizio, lo stimolo della contrazione, che si propaga grazie alle fibre nervose, arriva al bottone sinaptico, e qui avviene il rilascio del neurotrasmettitore.
Come avviene la contrazione muscolare
C’è da dire che in questo caso le teste delle miosine non sono collegate tra di loro perchè interazione viene impedita dalla troponina C: nel momento in cui questa sostanza si collega al calcio, essa trascina la tropomiosina e si scoprono i siti della actina. In questo modo, la miosina può legarsi ad essa: è proprio a questo punto che l’ATPasi miosinica divide l’ATP, da cui ottiene tutta l’elergia della quale ha bisogno per portare l’actina proprio al centro del sarcomero.
Successivamente, la miosina tende a staccarsi dall’actine, ripetendo tutto questo ciclo nel corso della contrazione: tutta la forza che si ottiene nel corso del processo è direttamente collegata al numero di ponti che si formano. Non si possono ignorare delle sostane importanti come lo ione CA2+ e l’ATP: infatti, il calcio subentra nella cellula del muscolo grazie all’accoppiamento elettro meccanico che causa l’apertura di quelli che sono i canali di ioni.
Lo ione è in grado di spiazzare la tropomiosina dai siti dove si lega l’actina, consentendo di conseguenza alle teste miosiniche di svolgere il loro lavoro. Per quanto riguarda l’ATP, si tratta di una sostanza che si produce continuamente in seguito all’ossidazione di quelli che sono i substrati energetici, il glucosio e gli acidi grassi: inoltre, questa è ricostituita nell’arco di pochissimi secondi a partire dall’esercizio del creatin fosfato.
Essa viene idrolizzata dalla testa miosinica e fornisce la giusta energia per compiere la rotazione.
Contrazione all’interno del muscolo liscio
La contrazione all’interno del muscolo striato rappresenta sicuramente uno dei casi più interessanti e più studiati, specialmente per quanto riguarda l’ambito dello sport. Sono moltissime le componenti del corpo che vengono attivate nel corso della contrazione muscolare del muscolo striato, così come sono numerose le sostanze che vengono prodotte a seguito e durante essa.
Invece, per quanto riguarda la contrazione muscolare che interessa il muscolo liscio, il discorso è molto più semplice. La contrazione all’interno del muscolo liscio si può individuare in seguito a quella che è la stimolazione che proviene da parte delle fibre che compongono il Sistema Nervoso Autonomo: in alternativa, questo ruolo può essere svolto anche da alcuni particolari ormoni, i quali prendono il nome di epinefrina.
Approfondimento
All’interno del muscolo liscio non è possibile trovare l’organizzazione a sarcomeri: piuttosto, i filamenti di actina si collegano direttamente alla parete cellulare. Questo causa una contrazione muscolare sicuramente meno organizzata e lineare, mentre i canali ionici che vengono impiegati sono quelli del Calcio e non quelli del Sodio. Si parla dello stesso Calcio che deriva non dal sarcoplasma, ma dall’ambiente extracellulare. Insomma, si tratta di processi veramente differenti tra loro.
La contrazione del muscolo cardiaco
Il muscolo cardiaco, che come si è visto all’inizio di questa guida è il più importante all’interno del corpo umano, è l’unico muscolo striato all’interno del corpo che non risponde alle stimolazioni volontarie: si tratta dunque dell’unico muscolo striato involontario. Dunque, all’interno del muscolo cardiaco, non si può dire che la stimolazione avvenga tramite le fibre del Sistema Nervoso: ci sono altri strumenti unici per la sua contrazione.
Infatti, a favorire la contrazione del muscolo cardiaco ci sono le cellule chiamata pacemaker, le quali sono in grado di creare in modo autonomo un impulso che viene propagato direttamente alle cellule muscolari attraverso dei fasci nervosi. Anche nel caso nel muscolo cardiaco, il Calcio rappresenta lo ione principale che viene coinvolto all’interno del processo di contrazione muscolare.
La quantità che entra all’interno della cellula in seguito alla stimolazione ha come scopo quella di liberare il calcio da quello che è il suo reticolo plasmatico: questo consente l’accoppiamento elettro meccanico tipico del muscolo scheletrico. Ci sono diverse tipologie di contrazione che interessano il cuore, come la contrazione isomerica e quella isotonica.
La contrazione isomerica avviene quando il sangue riempie le sue camere ventricolari e vi è un accumulo di tensione, senza però che si verifichi un accorciamento del muscolo. La contrazione isotonica invece avviene quando la contrazione ventricolare sposta il sangue all’interno delle arterie.
Tipi di contrazione muscolare
Per quanto riguarda i tipi di contrazione muscolare, ne sono stati analizzati tre nel corso di questo articolo. Tuttavia, c’è bisogno di specificare che la contrazione del muscolo striato, a sua volta, si divide in diverse categorie:
- contrazione isotonica: questa avviene quando il muscolo si accorcia nel momento in cui sposta un carico. Si chiama così in quanto la tensione è la stessa in tutto il movimento, mentre quello che cambia è l’estensione delle fibre;
- contraione isocinetica: questa viene prodotta nel momento in cui il muscolo si accorcia ad una velocità costante se sottoposto alla stessa tensione. Questa avviene solamente con alcune macchine che si chiamano isocinetiche;
- contrazione auxotonica: in questo caso, la tensione aumenta mano a mano nel corso dell’esercizio;
- contrazione pliometrica; questa è concentrica esplosiva, che viene preceduta da una fase eccentrica nel corso della quale si ha un accumulo della potenza necessaria;
- contrazione isometrica: in questo caso il muscolosi contrae senza accorciarsi. Si verifica in quanto la resistenza che si applica è uguale alla tensione muscolare che si sviluppa.
Generalmente, le contrazioni del muscolo striato di dividono in statiche e dinamiche: quelle dinamiche sono l’isotonica, l’isocinetica, l’auxtonica e la pliometrica. L’unica statica è dunque la contrazione isometrica.
