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

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CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMA MUSCOLARE

DOCENTE: Prof. ssaTozzi CarlaCLASSE: 1G/SportA.S. 2007 - 2008

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MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO

ANAEROBICO ALATTACIDO

ANAEROBICO LATTACIDO

AEROBICO

CONOSCERE IL CORPO UMANO: MECCANISMI ENERGETICI

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MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLOL'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

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1) Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido)

Questo meccanismo si innesca in assenza di O2 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

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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 d’intensità massimale, ma per periodi di tempo assai limitati (corse di velocità fino a 100 mt., salti, lanci etc.) che richiedono un impiego d’energia 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).

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1) Sistema dell’ac. lattico (anaerobico lattacido)

Quando lo sforzo si protrae nel tempo e l’atleta 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 l’atleta a ridurre l’intensità dello sforzo, fino al blocco totale dell’attività muscolare).

Questo meccanismo, che utilizza l’energia 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

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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 40 - 45 secondi e i 4 minuti circa; quelle di squadra con riferimento agli atleti che forniscono un impegno intenso e continuo.

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Se la quantità di ATP richiesta dal muscolo per svolgere la sua attività non è molto elevata, l'ossigeno (O2) 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 l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) 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 d’ossigeno 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 d’equilibrio.

3) Sistema dell’ossigeno (aerobico)

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Il limite di questo processo energetico è la lentezza (ci vuole molto tempo affinchè l’ CO2 venga espulsa e l’O2 arrivi ai muscoli. Se lo sforzo si intensifica (maggiore consumo di O2), si creerà un accumulo di CO2 e contemporaneamente attraverso il processo di scissione del glicogeno, un accumulo di ac. lattico che costringe il corpo ad una richiesta superiore di O2 definita:

“DEBITO di OSSIGENO”

E’ necessario quindi rallentare il lavoro in modo da dare tempo al sangue e ai polmoni di espellere l’CO2, di trasportare al fegato l’ac. Lattico e di immettere O2 con l’inspirazione, questo tempo di attesa si definisce:

“PAGARE IL DEBITO DI OSSIGENO”O periodo di tempo necessario per ripristinare l’equilibrio tra consumo

di O2 e immissione di O2

e poter riprendere il lavoro muscolare.


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O2

+ ADP

energia liberata

ATPSforzi di

lunga durata

Superiori a 180”

Intensità moderata

OSSIDA

ZUCCHERI

GRASSI

PROTEINE

CO2ESPULSA

con L’ESPIRAZIONE Anidride Carbonica

H2OESPULSA

con LA SUDORAZIONEAcqua


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Scambi metabolici tra fegato e muscoliParticolare 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

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Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido)

Sistema anaerobico lattacido

Glicolisi Glicogeno muscolare

Sistema aerobico

FONTE

dI

ENERGIA

MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO IN RAPPORTO ALLA DURATA NEL TEMPO

TEMPO

CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI

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PROCESSO COMBUSTIBILE POTENZA DURATA TIPO di SPORT

REAZIONE di BASE ATP ALTISSIMA FINO A 3” GESTI SINGOLI 8salti, lanci, tuffi)

ANAEROBICO ALATTACIDODISGREGAZIONE della Fosfocreatina

(CP)ALTA 10” – 15”

ATLETICA LEGERA

100 e 110 hs

Lanci (disco, giavellotto, martello, peso)

Salti (alto, lungo, triplo, asta)

SOLLEVAMENTO PESI -PATTINAGGIO (velocità)

ANAEROBICO LATTACIDOSCISSIONE

del GLICOGENO GLICOLISI

ELEVATA 15” – 45”

ATLETICA LEGERA

800 – 1500 – 400 hs.

PATTINAGGIO

Ghiaccio 3000 mt. - Rotelle 1500 mt.

NUOTO

400 mt.

ANAEROBICI AEROBICI MASSIVI

SCISSIONE del GLICOGENO

GLICOLISIELEVATA 45” – 180”

ATLETICA LEGERA

200 e 400 piani

PATTINAGGIO

Ghiaccio 5 - 10 Km. - Rotelle 3 – 20 Km.

NUOTO

50 e 100 mt. stile libero

AEROBICOOSSIDAZIONE degli ZUCCHERI - GRASSI

MODERATASUPERIORI

a 180”

ATLETICA LEGERA

3.000 siepi, 5.000 mt., 10.000 mt., maratona, marcia

PATTINAGGIO

Ghiaccio 500 mt. - Rotelle 300 mt.

NUOTO

800 mt., 1.500 mt.

CICLISMO SU STRADA, CANOA

AEROBICO ANAEROBICO ALTERNATO

SPORT di SQUADRA – TENNIS - SQUASH

CLASSIFICAZIONE BIOENERGETICA DELLE ATTIVITA’ SPORTIVE


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Le Fonti Energetiche Le Fonti Energetiche Le Fonti Energetiche Le Fonti Energetiche

Aerobico Anaerobico Lattacido Anaerobico Alattacido

PotenzaPotenza Minima Quasi Max Max

DurataDurata Illimitata 15” – 45” * 45” – 180” 10” – 15”

F.C.F.C. 120 - 150 > 160 Norm - > 180

RecuperoRecupero da 0” a giorni da 2-3’ a giorni da 0” a 120’

RiepilogoRiepilogo


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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

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- 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)


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Entità della contrazione muscolare e tipo di fibre attivate

Figura 2


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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.


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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.


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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)

DISCIPLINADISCIPLINA % DI % DI FIBRE FIBRE LENTELENTE

AUTORIAUTORI

Atletica- 100 - 200 m.- 400 m.- 800 - 1500- 5000 m. - maratona- marciatori- lanciatori- saltatoriSci- fondo- slalom- salto dal trampolinoHockey su ghiaccioPattinaggio su ghiaccioCiclisti su stradaCanoaNuotoOrientamentoSci acquaticoLottaSollevamento pesiBody buildingPallamanoPallavoloHockey su pratoCalcioSportivi non competitivi

35 - 4040 - 5055 - 6065 - 8065 - 7050 - 5550 - 55

65 - 8550 - 5550 - 5545 - 6065 - 7055 - 6055 - 6050 - 6065 - 7050 - 5550 - 5540 - 4540 - 4545 - 5545 - 5545 - 5040 - 4540 - 60

Bosco. Tihanyi, Komi, Tesch, Burke, Gollnick, Lundin, Thorxstensson, Hakkinen, Prince, Jacobs, Apor, Carlsson e coll.

Serena Williams potenza e velocità


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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


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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:

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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.


MUSCOLI FASICI – MUSCOLI TONICI

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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 l’abduzione 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 l’inattività.


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MUSCOLI AGONISTI – ANTAGONISTI SINERGICI – FISSATORI

NEUTRALIZZATORI


Agonisti: realizzano l’azione

Antagonisti: svolgono l’azione opposta degli agonisti

Sinergici: concorrono alla realizzazione di un’azione

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La POSTUROLOGIA, studia l’equilibrio 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.

L’equilibrio si mantiene per l’azione concomitante di diversi sistemi: Muscolo-scheletrico; Sistema nervoso centrale; Recettori sensoriali.

Qualsiasi alterazione a uno di questi sistemi può avere conseguenze sull’assetto posturale.


La postura

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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.

SinergicoNon è il muscolo effettore principale del movimento ma vi partecipa insieme all'agonista.

FissatoreCon 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.


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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


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TERMINOLOGIA

Flessione Estensione

Adduzine Abduzione

Supinazione Pronazione

Rotazione

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