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Campioni si nasce o si diventa?. Biologia cellulare del muscolo. I muscoli scheletrici. Sono il tessuto più abbondante del corpo umano E anche uno dei più adattabili. Allenamenti intensivi. Possono raddoppiare o triplicare la massa di un muscolo
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Campioni si nasce o si diventa? Biologia cellulare del muscolo Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
I muscoli scheletrici • Sono il tessuto più abbondante del corpo umano • E anche uno dei più adattabili Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Allenamenti intensivi • Possono raddoppiare o triplicare la massa di un muscolo • Possono modificare le fibre in modo da adattarle all’esercizio Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Il totale riposo, un infortunio • Possono ridurre la massa muscolare del 20% in 14 giorni • Possono modificare la forma e l’aspetto delle fibre Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Cos’è un muscolo Un fascio di cellule tenute insieme da tessuto connettivo Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Una singola fibra • È formata da una membrana • Da molti nuclei sparsi lungo la fibra, subito sotto la membrana • Da migliaia di filamenti, le miofibrille, che costituiscono il citoplasma Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Grandezza Le più grandi fibre raggiungono 30 cm. di lunghezza e 0,05-0,15 mm. di diametro Contengono diverse migliaia di nuclei quadriceps bicipite Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Innervazione • Le cellule nervose motorie, i motoneuroni, si estendono dal midollo spinale a un gruppo di fibre muscolari formando l’unità motoria • Fibre • Nervo motorio Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Numero dei motoneuroni • Nei muscoli della gamba un solo motoneurone innerva oltre un migliaio di fibre • Nei muscoli che esprimono precisione un motoneurone controlla poche fibre Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
La contrazione È compiuta dai suoi minuscoli componenti, i sarcomeri, che sono collegati alle estremità a formare la miofibrilla. All’interno due proteine filamentose, miosina e actina, scivolano l’una dentro l’altra causando accorciamento come in un cannocchiale telescopico Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
La miosina • Determina le caratteristiche funzionali della fibra muscolare con tre differenti varietà di isoforme: • I lenta • II a intermedia • II x veloce Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Ibridi • Oltre ai tre tipi base ci sono ibridi contenenti due isoforme di miosina. • Le fibre ibride possono avere una qualsiasi proporzione delle due isoforme • Le caratteristiche funzionali sono vicine a quelle del tipo dominante Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Velocità di contrazione Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Negli animali • E’ stata individuato il tipo II b veloce capace di esprimere ancora maggior potenza del II x • E’ stata verificata un’altissima specializzazione dei singoli muscoli Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Nell’uomo • La distribuzione delle fibre varia ma nessun muscolo è “bianco” o “rosso” • Nei maratoneti l’area trasversale dei tre tipi di fibra è quasi identica • Negli sprinter la distribuzione varia considerevolmente Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Distribuzione delle fibre Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Plasticità muscolare • Con l’allenamento è possibile una conversione tra i tipi II a e II x • Vi sono indizi che un intenso allenamento coi pesi può convertire le fibre I in II • Non è dimostrato che possa accadere il contrario se non a lunghissimo termine Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Specializzazione Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Trofismo • Le fibre muscolari non possono dividersi, così un muscolo può ingrandirsi solo se le fibre diventano più spesse • L’ispessimento è dato dalla creazione di altre miofibrille Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
L’allenamento • Provoca la sintesi di proteine messaggere che attivano i geni che inducono le fibre a produrre più proteine contrattili • Induce la trasformazione delle cellule staminali che prendono il posto delle cellule muscolari distrutte Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Cellule satelliti • O staminali, proliferano in risposta alle sollecitazioni del training • L’esercizio intenso provoca ministrappi • Le aree danneggiate attraggono le cellule satellite che si incorporano nel tessuto muscolare aumentando il numero di nuclei e producendo proteine Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Inattesi risultati sperimentali La miosina II x declina come previsto durante gli allenamenti di resistenza, ma quando l’esercizio cessa anziché tornare ai livelli precedenti cresce. Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Da cosa dipende la velocità di contrazione? • dai differenti modi di decomporre nella catena pesante della miosina, l’ATP, per ricavarne energia E ATP ADP - P Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
La resintesi dell’ATP • Poiché l’ATP muscolare è poca, per potere continuare il lavoro è necessario che l’ADP torni a essere ATP • I meccanismi di risintesi sono • Anaerobico – in assenza di ossigeno • Aerobico – con l’utilizzo di ossigeno Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Processo anaerobico • Alattacido • Lattacido E CP+ADP ATP+C E Glucosio+ADP+P ATP+LA Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Processo Aerobico ADP Glucosio o grassi+Ossigeno Molecole di ATP Anidride carbonica Acqua E Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH
Genetica • Molti campioni Keniani hanno più fibre II di alcuni velocisti bianchi • Tutti i campioni Keniani provengono dalla stessa ristretta zona Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH