Meccanica muscolare - fisiologia

Scritto da Fabrizio Crisafulli.
Pubblicato il 24-07-2013 Revisionato il 24-07-2013
Fabrizio Crisafulli

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

La meccanica muscolare studia le modalità di contrazione del muscolo scheletrico nelle sue due componenti fondamentali: la scossa semplice (o scossa singola) e la sommazione di due scosse. La scossa semplice, pur essendo un evento di natura esclusivamente sperimentale – in altri termini applicabile soltanto in laboratorio – è l’episodio funzionale di base per comprendere come un muscolo, nell’unione dei propri sarcomeri, genera la forza.

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Eventi che intervengono nella meccanica muscolare.

Nel momento in cui il potenziale d' azione giunge alla cellula muscolare, la contrazione non è immediata ma avviene con un ritardo di alcuni millisecondi. Questo periodo si chiama periodo di latenza ed è giustificato dal fatto che il meccanismo che porta al ciclo dei ponti trasversali non è immediato ma necessita di un piccolo lasso di tempo per l’attivazione. In altre parole, la serie di eventi che hanno inizio dal riversamento dello ione calcio, che viene tradotto nel reticolo sarcoplasmatico al citoplasma, il legame con la troponina, lo spostamento della tropomiosina e via dicendo, si esauriscono in un piccolo intervallo di tempo.

Curva tensione-tempo
Curva "tensione-tempo"

La contrazione dura, in media 70ms, ed è il periodo nel quale il muscolo si accorcia.

In linea teorica la scossa muscolare, proprio come il potenziale d’azione, risponde alla logica del “tutto o nulla”. In altre parole, se è trasmesso un potenziale d’azione a una cellula muscolare, e se questo è di sufficiente ampiezza, è possibile che la cellula si contragga. Modificando il potenziale d'azione, ad esempio aumentandone l’intensità o la frequenza, la contrazione, entro certi limiti, rimane eguale. La risposta della cellula muscolare, in effetti, può differire se sono applicate scosse ravvicinate tra loro.

In base alla frequenza si distinguono quattro eventi:

  • Scossa singola, che avviene quando le stimolazioni, dal punto di vista temporale, sono lontane tra loro;
  • Sommazione, nella quale gli stimoli ravvicinati determinano un aumento della tensione e, di conseguenza, della “forza” applicata dal muscolo;
  • Tetano incompleto, detto anche tetano non fuso nel quale si osserva una scala crescente di tensione fino ad arrivare ad un punto quasi sinusoidale, nel quale si può ricavare una tensione media;
  • Tetano completo, o tetano fuso nel quale la fibra muscolare resta perennemente contratta dall’inizio fino alla fine della stimolazione;

Eventi nella meccanica muscolare
Eventi della meccanica muscolare: tetano, tetano incompleto, tetano parziale, tetano completo

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