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1 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMA MUSCOLARE DOCENTE: Prof. ssaTozzi Carla CLASSE: 1G/Sport A.S. 2007 - 2008.

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1 1 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMA MUSCOLARE DOCENTE: Prof. ssaTozzi Carla CLASSE: 1G/Sport A.S

2 2 MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO ANAEROBICO ALATTACIDO ANAEROBICO LATTACIDO AEROBICO CONOSCERE IL CORPO UMANO: MECCANISMI ENERGETICI

3 3 MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO L'energia per la contrazione muscolare viene fornita dall ATP (Adenosin trifosfato) che si scinde in ADP (Adenosin-difosfato) e P (fosfato inorganico) ATP = ADP + P + La quantità di ATP presente nei muscoli è molto limitata per cui è necessario ricostituirla in continuazione. La resintesi dell'ATP avviene attraverso tre diversi meccanismi, ognuno legato alla durata e all'intensità dell'impegno muscolare. Il muscolo può utilizzare tutti e tre i sistemi contemporaneamente oppure privilegiarne maggiormente uno rispetto altri due (Figura 1): 1) Sistema aerobico dal creatinfosfato 2) Sistema anaerobico alattacido glicolisi trasformazione degli zuccheri 3) Sistema anaerobico-lattacido ossidazione degli zuccheri e dei grassi energia CONOSCERE IL CORPO UMANO: MECCANISMI ENERGETICI

4 4 1) Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido) Questo meccanismo si innesca in assenza di O 2 e senza formazione di Acido lattico nei muscoli, utilizzando una molecola altamente energetica immagazzinata nel muscolo la creatinfosfato o fosfocreatina - CP, la CP in seguito allo stimolo nervoso libera una grande quantità di energia scindendosi in creatina (C) e fosforo (P), quest'ultimo con l'ADP va a riformare l'ATP. C CP P+ ADP energia liberata ATP Sforzi di breve durata 10 – 20 Contrazioni rapide intensità massimale Molta Potenza CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO ALATTACIDO

5 5 Questo processo di ricostruzione di ATP è molto rapido, quasi simultaneo, purtroppo la quantità di CP presente nel muscolo è relativamente limitata e si esaurisce in brevissimo tempo (8-10 secondi). Questo sistema consente al muscolo di eseguire contrazioni molto rapide, anche dintensità massimale, ma per periodi di tempo assai limitati (corse di velocità fino a 100 mt., salti, lanci etc.) che richiedono un impiego denergia massimale. L'energia spesa viene ripristinata dopo circa 3 minuti. L'utilizzazione di questo sistema può andare ben oltre gli 8-10 secondi qualora l'impiego muscolare sia tale da non richiedere la massima potenza del processo, ma percentuali più basse (durata massima 40 – 45 secondi). CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO ALATTACIDO

6 6 1) Sistema dellac. lattico (anaerobico lattacido) Quando lo sforzo si protrae nel tempo e latleta ha esaurito, tutte le scorte di CP presenti nel muscolo e quindi non può più ricostituire l'ATP con le proprie riserve chimiche, non cessa la sua attività, ma riesce a continuarla perché subentra il sistema dell'acido lattico o glicolisi ( in assenza di O2 ), che produce una sostanza detta Acido Lattico ( sostanza tossica, il cui accumulo nei muscoli provoca fenomeni di affaticamento che costringono latleta a ridurre lintensità dello sforzo, fino al blocco totale dellattività muscolare). Questo meccanismo, che utilizza lenergia liberata dalIa demolizione delle molecole di GLUCOSIO ( presenti nei muscoli ) e di GLICOGENO ( accumulato nel fegato ) tramite reazioni chimiche accelerate da particolari enzimi, permette la ricostituzione di ATP ma produce anche acido lattico CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO LATTACIDO

7 7 ZUCCHERI + ADP energia liberata ATP Sforzi di media durata 15 – 45 Intensità elevata GLICOGENO + ENZIMI ACIDO LATTICO Fegato sotto forma di glicogeno Accumulato nei muscoli Il processo anaerobico lattacido è di fondamentale importanza per compiere prestazioni fisiche nelle seguenti specialità sportive: quelle individuali continuative sub- massimali di durata compresa tra i secondi e i 4 minuti circa; quelle di squadra con riferimento agli atleti che forniscono un impegno intenso e continuo. CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO LATTACIDO

8 8 Se la quantità di ATP richiesta dal muscolo per svolgere la sua attività non è molto elevata, l'ossigeno (O 2 ) che viene immesso nel nostro organismo per mezzo della respirazione ha la possibilità di ossidare (combinare) le sostanze presenti (zuccheri, proteine e grassi) e di riformare ATP producendo sostanze di rifiuto quali lanidride carbonica (CO 2 ) e lacqua (H 2 O) che sono espulsi mediante la respirazione (polmoni) e la sudorazione. In tale situazione il lavoro muscolare può essere protratto più a lungo, teoricamente senza alcun limite. Utilizzando questo sistema, la quantità dossigeno trasportata ai muscoli non è mai inferiore a quella necessaria per riformare l'ATP e quindi l'organismo può lavorare in "steady-state" cioè in stato dequilibrio. 3) Sistema dellossigeno (aerobico) CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO

9 9 Il limite di questo processo energetico è la lentezza (ci vuole molto tempo affinchè l CO 2 venga espulsa e lO 2 arrivi ai muscoli. Se lo sforzo si intensifica ( maggiore consumo di O 2 ), si creerà un accumulo di CO 2 e contemporaneamente attraverso il processo di scissione del glicogeno, un accumulo di ac. lattico che costringe il corpo ad una richiesta superiore di O 2 definita: DEBITO di OSSIGENO E necessario quindi rallentare il lavoro in modo da dare tempo al sangue e ai polmoni di espellere lCO 2, di trasportare al fegato lac. Lattico e di immettere O 2 con linspirazione, questo tempo di attesa si definisce: PAGARE IL DEBITO DI OSSIGENO O periodo di tempo necessario per ripristinare lequilibrio tra consumo di O 2 e immissione di O 2 e poter riprendere il lavoro muscolare. CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO

10 10 O2O2 + ADP energia liberata ATP Sforzi di lunga durata Superiori a 180 Intensità moderata OSSIDA ZUCCHERI GRASSI PROTEINE CO 2 ESPULSA con LESPIRAZIONE Anidride Carbonica H2OH2O ESPULSA con LA SUDORAZIONE Acqua CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO

11 11 Scambi metabolici tra fegato e muscoli Particolare importanza hanno gli scambi che avvengono tra il fegato e i muscoli e che riguardano il metabolismo degli zuccheri. Il fegato può rilasciare nel sangue glucosio che ricava scindendo le sue scorte di glicogeno (glicogenolisi) oppure sintetizzandolo a partire da vari precursori (gluconeogenesi); tra questi, il lattato e l'alanina, forniti principalmente dai muscoli. Il glucosio immesso nel torrente circolatorio può raggiungere le fibre muscolari ed essere impiegato come fonte di energia per la contrazione. Durante un'intensa attività, i muscoli scheletrici ottengono rapidamente energia attraverso il processo anaerobico di glicolisi; l'acido lattico che ne deriva ritorna al fegato, dove viene riconvertito in glucosio. La transaminazione permette la conversione dell'amminoacido alanina in acido piruvico e viceversa. CONOSCERE IL CORPO UMANO: SCAMBI METABOLICI

12 12 Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido) Sistema anaerobico lattacido Glicolisi Glicogeno muscolare Sistema aerobico FONTEdIENERGIAFONTEdIENERGIA MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO IN RAPPORTO ALLA DURATA NEL TEMPO TEMPO CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI

13 13 PROCESSOCOMBUSTIBILEPOTENZADURATATIPO di SPORT REAZIONE di BASEATPALTISSIMAFINO A 3GESTI SINGOLI 8salti, lanci, tuffi) ANAEROBICO ALATTACIDO DISGREGAZIONE della Fosfocreatina (CP) ALTA10 – 15 ATLETICA LEGERA 100 e 110 hs Lanci (disco, giavellotto, martello, peso) Salti (alto, lungo, triplo, asta) SOLLEVAMENTO PESI -PATTINAGGIO (velocità) ANAEROBICO LATTACIDO SCISSIONE del GLICOGENO GLICOLISI ELEVATA15 – 45 ATLETICA LEGERA 800 – 1500 – 400 hs. PATTINAGGIO Ghiaccio 3000 mt. - Rotelle 1500 mt. NUOTO 400 mt. ANAEROBICI AEROBICI MASSIVI SCISSIONE del GLICOGENO GLICOLISI ELEVATA45 – 180 ATLETICA LEGERA 200 e 400 piani PATTINAGGIO Ghiaccio Km. - Rotelle 3 – 20 Km. NUOTO 50 e 100 mt. stile libero AEROBICO OSSIDAZIONE degli ZUCCHERI - GRASSI MODERATA SUPERIORI a 180 ATLETICA LEGERA siepi, mt., mt., maratona, marcia PATTINAGGIO Ghiaccio 500 mt. - Rotelle 300 mt. NUOTO 800 mt., mt. CICLISMO SU STRADA, CANOA AEROBICO ANAEROBICO ALTERNATO SPORT di SQUADRA – TENNIS - SQUASH CLASSIFICAZIONE BIOENERGETICA DELLE ATTIVITA SPORTIVE CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI

14 14 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI

15 15 Le Fonti Energetiche Aerobico Anaerobico LattacidoAnaerobico Alattacido Potenza Minima Quasi Max Max Durata Illimitata 15 – 45 * 45 – – 15 F.C > 160 Norm - > 180 Recupero da 0 a giorni da 2-3 a giorni da 0 a 120 Riepilogo CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI

16 16 UNITA MOTORIE del MUSCOLO All'interno di ogni muscolo si riconoscono diversi tipi di fibre, classificate in base alla velocità di contrazione e alla resistenza alla fatica. CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

17 17 - Unità motorie lente: dette anche fibre rosse (prevalentemente aerobie e ricche di mitocondri e mioglobina ) o ST o di tipo I. - Unità motorie rapide: o fibre bianche (aerobie e anaerobie, povere di mioglobina) o FT o di tipo II. Le fibre a contrazione rapida si suddividono a loro volta in: - fibre del tipo II A (o FTa) aerobie e anaerobie; - fibre del tipo II B (o FTb) anaerobie. Le UNITA' MOTORIE DEL MUSCOLO sono fondamentalmente di due tipi (Figura 1 – Figura 2): Figura 1 In risposta ad uno sforzo fisico intenso si attivano per prime le unità motorie più lente (FI) e, mano a mano che l'intensità aumenta, si ha un progressivo maggior reclutamento delle fibre rapide F IIa – F IIb) CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

18 18 Entità della contrazione muscolare e tipo di fibre attivate Figura 2 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

19 19 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

20 20 Sezione trasversale di biopsia muscolare, colorata con l'enzima ATP-asi acida (duecento ingrandimenti). Si osservano fibre muscolari che reagiscono positivamente e vengono identificate come fibre di tipo 1 (fibre scure) e fibre di tipo 2 che non si colorano (fibre chiare). Le fibre muscolari che rigenerano presentano con questa reazione una colorazione di tipo intermedio. CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

21 21 Distribuzione delle fibre muscolari SEDENTARIO: 40% di tipo I (lente) - 60% di tipo II (rapide) SPRINTER: 20% di tipo I (lente) - 80% di tipo II (rapide) PRATICA REGOLARE JOGGING 50% di tipo I (lente) - 50% di tipo II (rap.) MEZZOFONDISTA: 55% di tipo I (lente) - 45% di tipo II (rapide) MARATONETA: ULTRAMARATONETA: 95% di tipo I (lente) - 5% di tipo II (rapide) In ogni muscolo sono presenti sia fibre veloci che fibre lente. La distribuzione in percentuale varia da muscolo a muscolo e da atleta ad atleta. CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

22 22 Percentuale di fibre lente (muscoli delle gambe) rilevate in atleti impegnati in differenti discipline sportive (C. Bosco: La forza muscolare. Aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche - Società Stampa Sportiva 1997) DISCIPLINA % DI FIBRE LENTE AUTORI Atletica m m m. - maratona - marciatori - lanciatori - saltatori Sci - fondo - slalom - salto dal trampolino Hockey su ghiaccio Pattinaggio su ghiaccio Ciclisti su strada Canoa Nuoto Orientamento Sci acquatico Lotta Sollevamento pesi Body building Pallamano Pallavolo Hockey su prato Calcio Sportivi non competitivi Bosco. Tihanyi, Komi, Tesch, Burke, Gollnick, Lundin, Thorxstensson, Hakkinen, Prince, Jacobs, Apor, Carlsson e coll. Serena Williams potenza e velocità CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

23 23 Caratteristiche del muscolo e delle fibre muscolari In relazione alla disposizione delle fibre e alla modalità di inserzione dei tendini, i muscoli del corpo presentano delle DIVERSE CONFORMAZIONI (Figura 1). Figura 1 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO

24 24 MUSCOLI FASICI – TONICI AGONISTI, ANTAGONISTI, SINERGICI, FISSATORI, NEUTRALIZZATORI FLESSORI, ESTENSORI, ADDUTTORI, ABDUTTORI, ROTATORI CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI AZIONI MUSCOLARI In base alla principale AZIONE SVOLTA i muscoli possono essere suddivisi in:

25 25 MUSCOLI FASICI (deputati al movimento), caratterizzati da una maggior dotazione di fibre muscolari bianche meno forti ma a contrazione piuttosto rapida. MUSCOLI TONICI (antigravitari/posturali), caratterizzati da una ricca dotazione di fibre muscolari rosse molto forti e a contrazione lenta. CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI MUSCOLI FASICI – MUSCOLI TONICI

26 26 MUSCOLI DEL GRUPPO TONICO - Hanno funzione di sostegno (posturali). Si affaticano tardivamente - Si contraggono più lentamente. Contengono più fibre muscolari rosse (lente) - Sono più forti di circa 1/3. Reagiscono al carico errato con accorciamento e con peggioramento funzionale. Hanno fibre muscolari più corte e sono per lo più penniformi. Sono localizzati più profondamente e più medialmente. Generalmente appartengono al gruppo degli estensori le cui funzioni comprendono anche labduzione e la rotazione esterna. Esprimono la massima potenza a velocità di contrazione moderata. Se inattivi divengono più lentamente deboli. Tendono ad accorciarsi a causa della continua tensione a cui sono sottoposti. MUSCOLI DEL GRUPPO FASICO - Hanno funzione di movimento. Si affaticano precocemente - Si contraggono più rapidamente. Contengono più fibre muscolari bianche (rapide) - Sono più deboli. Reagiscono al carico errato con indebolimento e peggioramento funzionale. Hanno fibre muscolari più lunghe e sono per lo più fusiformi. Sono localizzati più superficialmente e più lateralmente. Generalmente appartengono al gruppo dei flessori le cui funzioni comprendono anche l'adduzione e la rotazione mediale. Esprimono la massima potenza a velocità di contrazione elevata. Se inattivi divengono più rapidamente deboli. Tendono ad allungarsi con linattività. CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI

27 27 MUSCOLI AGONISTI – ANTAGONISTI SINERGICI – FISSATORI NEUTRALIZZATORI CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI Agonisti: realizzano lazione Antagonisti: svolgono lazione opposta degli agonisti Sinergici: concorrono alla realizzazione di unazione

28 28 La POSTUROLOGIA, studia lequilibrio umano e le condizioni fisiologiche che lo rendono possibile. La stazione eretta è una condizione instabile perché il baricentro è al di sopra del punto di vincolo, ossia al di sopra della base di appoggio. Il corpo di una persona, ferma in posizione eretta, è quindi soggetto a micro-moti continui, per mantenere il proprio bilanciamento posturale. Lequilibrio si mantiene per lazione concomitante di diversi sistemi: Muscolo-scheletrico; Sistema nervoso centrale; Recettori sensoriali. Qualsiasi alterazione a uno di questi sistemi può avere conseguenze sullassetto posturale. CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI La postura

29 29 Modalità di contrazione muscolare e di esecuzione del movimento Ruoli che può assumere il muscolo durante la contrazione Agonista Il muscolo più importante che esegue il movimento. Antagonista Il muscolo che può eseguire il movimento opposto al muscolo agonista. Quando esegue il movimento diventa agonista. Il muscolo antagonista agisce anche come modulatore ovvero, mantenendo un certo tono, assicura la giusta direzione del movimento. Sinergico Non è il muscolo effettore principale del movimento ma vi partecipa insieme all'agonista. Fissatore Con una contrazione statica o isometrica, fissa saldamente i segmenti sui quali un altro segmento si muove. Neutralizzatore La sua contrazione neutralizza l'azione di altri muscoli agonisti, soprattutto biarticolari, il cui intervento completo non permetterebbe la possibilità di localizzare il movimento ad una sola articolazione ma muoverebbe più segmenti corporei contemporaneamente. CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI

30 30 FLESSORE: muscolo che ha la funzione di avvicinare tra loro due segmenti scheletrici, provocando un piegamento (bicipite). ESTENSORE: muscolo che ha la funzione di allontanare tra loro due segmenti scheletrici provocandone un'estensione (tricipite). ADDUTTORE: muscolo che determina un movimento tale da avvicinare un arto alla linea mediana del corpo (grande adduttore). ABDUTTORE: muscolo che determina un movimento tale da allontanare un arto alla linea mediana del corpo (medio gluteo). ROTATORE: muscolo che permette una rotazione interna o esterna (gemelli). MUSCOLI FLESSORI – ESTENSORI ADDUTTORI – ABDUTTORI ROTATORI CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI

31 31 TERMINOLOGIA Flessione Estensione Adduzine Abduzione Supinazione Pronazione Rotazione


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