Come già accennato nella pagina “Che cos’è”, il Sistema muscolare è uno dei due sistemi che compongono l’apparato Muscolare Scheletrico. Scendendo più nel dettaglio del tessuto muscolare, possiamo osservare l’unità fondamentale ovvero la fibra muscolare. Quest’ultima presenta un’organizzazione interna composta dai nuclei (i quali si trovano in posizione marginale) vicini alla membrana plasmatica chiamata sarcolemma da cui partono dei tubuli trasversali che prendono contatto con il reticolo endoplasmatico, chiamato nel muscolo reticolo sarcoplasmatico. Il citoplasma (qui chiamato sarcoplasma) è quasi occupato interamente dalle miofibrille, ossia strutture cilindriche allungate formate da un gran numero di filamenti proteici di due tipi: actina (filamento sottile) e miosina (filamento spesso). Quando il muscolo si contrae le due fibre proteiche scorrono le une sulle altre. I filamenti nella miofibrilla sono disposti in maniera ordinata, in modo da formare unità strutturali chiamate sarcomeri. Actina e miosina sono tenute insieme dalla titina.
La contrazione muscolare
Come già detto nella contrazione muscolare sono coinvolte la miosina e l’actina. La prima delle due è formata da una testa cellulare rivolta verso l’esterno per agganciarsi ai filamenti di actina. Quest’ultima invece ha una forma globulare che accoglie nei solchi che essa stessa forma altre due proteine: la tropomiosina e la troponina. L’azione della prima di bloccare il legame con la miosina è regolato dallo ione calcio, il quale si lega alla troponina, causando lo spostamento della tropomiosina. Quando quest’ultima si muove, anche miosina e actina si possono contrarre. Alla fine della contrazione, quando il muscolo si rilassa i filamenti sottili scorrono nel verso opposto e il sarcomero riprende la fisionomia iniziale. Questo processo avviene in risposta ad un impulso nervoso che giunge alle giunzioni neuromuscolari. Tutto ciò è possibile solo grazie alla presenza dell’ATP, l’energia del nostro corpo.
Il meccanismo della contrazione
il meccanismo della contrazione muscolare è azionato dal sistema nervoso involontario nel caso degli organi e da quello volontario nel caso del tessuto muscolare scheletrico. L’impulso elettrico generato dai neuroni arriva tramite l’assone di un motoneurone alle cellule muscolari, che a loro volta sono cellule eccitabili, soprattutto la parte del sarcolemma. Quest’ultima entra quasi in contatto con i bottoni sinaptici (poiché non c’è contatto) i quali contengono vescicole, contenenti un neurotrasmettitore. La placca motrice invece è la regione di spazio del sarcolemma vicina al terminale assonico e la fessura sinaptica è lo spazio presente tra bottone e sarcolemma. Le sinapsi presenti poi vanno a formare la giunzione neuromuscolare.
Processo dell’insorgere di un potenziale d’azione:
- Nel momento in cui un potenziale d’azione arriva dal motoneurone, la membrana presinaptica, rilascia acetilcolina che depolarizza il sarcolemma della fibra muscolare.
- Raggiunto poi il valore soglia, il sarcolemma genera un potenziale d’azione che si trasmette a tutta la superficie muscolare.
- Quando il potenziale d’azione arriva al sarcoplasma c’è un rilascio di ioni calcio.
- La presenza degli ioni calcio causa la liberazione dei siti di legame per la miosina sui filamenti sottili, innescando perciò la contrazione muscolare.
Le terminazioni assoniche dei motoneuroni sono molto ramificate e vanno a formare centinai di sinapsi collegate con moltissime fibre muscolare. Tutte le fibre attivate da un singolo motoneurone costituiscono un’unità motoria. Per aumentare la forza della contrazione muscolare è necessario aumentare la frequenza dei potenziali d’azione in ogni singolo motoneurone oppure coinvolgere un numero maggiore di motoneuroni. Un muscolo non molto grande, come quello degli occhi può avere solamente una o poche fibre muscolari innervate dal motoneurone, mentre uno grande come quello del bicipite presenta un gran numero di fibre muscolari innervate dal singolo motoneurone, per avere una contrazione simultanea. Ogni singolo potenziale d’azione produce la formazione di un’unica scossa. Se vengono prodotte una sequenza di scosse, le miofibrille non avranno il tempo di ritornare nella condizione di riposo e come risultato si avrà la somma di ogni singola scossa e la tensione generata sarà sempre più intensa.
Ovviamente all’interno del nostro corpo abbiamo una grande quantità di muscoli, ma alcuni mantengono un basso livello di tensione durante la giornata, mentre altri sono continuamente in tensione, come i muscoli del collo e della schiena.
Il tono muscolare invece è regolato dal sistema nervoso e generato dall’attività di una piccola quantità di unità motorie piuttosto piccola, ma di numero variabile.
Contrazioni isotoniche e isometriche
Le contrazioni muscolari possono essere di due tipi:
- Nella contrazione isotonica la tensione (ovvero la forza della contrazione) sviluppata dal muscolo è costante quando il muscolo si allunga. Questo tipo di contrazione permette i movimenti tipici del corpo, così come lo spostamento degli oggetti.
- Nella contrazione isometrica invece la tensione generata non è sufficiente a superare la resistenza dell’oggetto e di conseguenza il muscolo non cambia la sua lunghezza. Un esempio pratico è quando cerchiamo di sollevare un oggetto pesante ma non si muove.