Campioni si nasce o si diventa?

1. Campioni si nasce o si diventa? Biologia cellulare del muscolo Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

2. I muscoli scheletrici • Sono il tessuto più abbondante del corpo umano • E anche uno dei più adattabili Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

3. 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

4. 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

5. Cos’è un muscolo Un fascio di cellule tenute insieme da tessuto connettivo Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. Velocità di contrazione Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

14. 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

15. 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

16. Distribuzione delle fibre Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

17. 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

18. Specializzazione Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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

25. Processo anaerobico • Alattacido • Lattacido E CP+ADP ATP+C E Glucosio+ADP+P ATP+LA Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

26. Processo Aerobico ADP Glucosio o grassi+Ossigeno Molecole di ATP Anidride carbonica Acqua E Giandomenico Pellegrino Coordinatore CSFQT FIGH

27. 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