Corso Istruttori CONI-Csen - Tecnica di Bodybuilding - Lezione 2

Teoria delle fibre muscolari

Lezione 2

Cosa sono le «fibre

muscolari»?

MUSCOLO

Per spiegare cosa sono

le fibre muscolari

occorre partire dal concetto di

Cos’è un muscolo?

Questo è un muscolo

… questo è un muscolo

… anche qui ci sono muscoli

Nell’ingrandimento: la zona di transizione tra le due grandi parti dell'intestino, cioè dal tenue (azzurro) si passa al crasso (beige).

… e perfino il nostro cuore è un «muscolo»

Il cuore è costituito quasi esclusivamente da tessuto muscolare (vedremo più avanti che è del tipo striato ma involontario) e supportato da una struttura fibrosa detta «pericardio».

Com’è fatto un muscolo?

Non ci interessa adesso come è fatto un

muscolo guardando il corpo umano

«dall’esterno»

Ma al microscopio…

Il muscolo è un tessuto eccitabile

e può essere stimolato elettrochimicamente.

Il muscolo è formato da cellule

• molto allungate

• ben disposte

• in una struttura altamente regolare.

Tessuto in anatomia Tessuto biologico

Il corpo umano è costituito da organi e apparati

Fatti di tessuti

I tessuti sono fatti di cellule e un ulteriore particolare

tessuto chiamato «tessuto connettivo»

(Anche il tessuto connettivo è fatto di cellule).

Tessuto in anatomia Tessuto biologico

DEFINIZIONE:

Un insieme di cellule, anche differenti,

associate per funzione e che per questo svolgono un

ruolo determinante all’interno di un organismo.

I tessuti del corpo umano

Tessuto epiteliale

Tessuto connettivo

Tessuto nervoso

Tessuto muscolare

Tessuto connettivo

cartilagineo

Tessuto connettivo

osseo

Tessuto connettivo

adiposo

(Tessuto connettivo)

Sangue

I tessuti del corpo umano

Tessuto muscolare

Tessuto muscolare

striato

Tessuto muscolare

liscio

Tessuto muscolare

striato cardiaco

Il tessuto muscolare striato scheletrico al microscopio si presenta:

- di aspetto striato

- ed è controllabile tramite la volontà.

Si tratta del tessuto muscolare scheletrico, che è quello che ci interessa approfondire.

Tessuto muscolare striato

Il tessuto muscolare

striato scheletrico è

composto da cellule

molto allungate con

striatura trasversale,

dette fibre muscolari,

il cui diametro è

compreso fra 10 e 100

µm e la cui lunghezza

può essere pari a

quella dell'intero

muscolo (anche 1 m).

Tessuto muscolare striato

Cosa si intende per «striato»

Le fibrocellule del muscolo liscio al microscopio si presentano di aspetto liscio e non sono controllabili tramite la volontà

ma dal sistema nervoso centrale o vegetativo.

(Esempi: muscoli erettili dei peli, vene, arterie, apparato gastrointestinale).

Tessuto muscolare liscio

Le fibrocellule del

muscolo liscio sono

- piccole e fusiformi,

- con un nucleo

localizzato al centro

della cellula.

Tessuto muscolare liscio

Il tessuto striato cardiaco al microscopio si presenta:

- di aspetto striato

- e non è controllabile tramite la volontà.

(Esempio il muscolo cardiaco).

Tessuto muscolare striato involontario o cardiaco

Il tessuto striato cardiaco è formato da cellule: - lunghe e cilindriche - con un nucleo in

posizione centrale.

Le fibre del miocardio hanno una disposizione delle proteine contrattili simile a quelle del muscolo striato scheletrico. Infatti il «cardiocito» ha un solo nucleo ovoidale centrale, è ricco di mitocondri, mioglobina e glicogeno.

Tessuto muscolare striato cardiaco

Tessuto connettivo

Immagine istologica.

Tanto per avere un’idea visiva della differenza dei tessuti.

Tessuto adiposo

Immagine istologica.

Tanto per avere un’idea visiva della differenza dei tessuti

Com’è fatto un muscolo?

I muscoli sono delle strutture che

rivestono l'organismo e, come è noto, gli consentono il movimento.

Sono inseriti sullo scheletro.

Alcuni ben visibili, altri meno visibili

perché collocati in profondità

sotto altri muscoli.

I muscoli sono inseriti sullo scheletro.

I tendini congiungono i muscoli alle ossa permettendo così il movimento.

I tendini NON sono la stessa cosa dei legamenti.

legamenti sono robuste strutture fibrose che collegano tra loro due ossa o due parti dello

stesso osso. Nel corpo umano esistono anche legamenti che

stabilizzano organi specifici come l'utero o il fegato.

Classificazioni dei muscoli

In base al loro PUNTO DI ORIGINE e di INSERZIONE,

i muscoli vengono classificati in:


Muscoli scheletrici

Origine e inserzione nelle ossa.

La loro contrazione muove lo

SCHELETRO.

Muscoli pellicciai

Almeno un punto di attacco

(o l’origine o l’inserzione) È nel derma.

La loro contrazione muove la PELLE.


In base al numero di

PUNTI DI ORIGINE,


muscoli monocipiti: un solo punto di origine

muscoli bicipiti: due punti di origine

muscoli tricipiti: tre punti di origine

muscoli quadricipiti: quattro punti di origine

In base al numero di PUNTI DI INSERZIONE,


muscoli monocaudati: un solo punto di inserzione.

muscoli bicaudati: due punti di inserzione.

muscoli tricaudati: tre punti di inserzione.

muscoli pluricaudati: più punti di inserzione.


In base alla FORMA, i muscoli vengono classificati in:

muscoli lunghi: sono quelli in cui la lunghezza prevale sulla larghezza e sullo spessore

muscoli larghi: sono quelli in cui lo spessore è nettamente

inferiore alla lunghezza e alla larghezza

muscoli brevi: sono quelli in cui la lunghezza, la larghezza e lo spessore sono pressoché uguali

muscoli anulari: sono quelli che circondano gli orifizi

naturali del corpo orbicolari: sono quelli che per le loro caratteristiche si

comportano come gli altri muscoli scheletrici;

sfinteri: sono quelli che per le loro caratteristiche si comportano in maniera particolare, con un accentuato

tono muscolare ed in continua contrazione.


In base alla PRESENZA O MENO DI TENDINI INTERMEDI,


Muscoli monogastrici: nessun tendine intermedio.

Muscoli digastrici: un tendine intermedio.

Muscoli poligastrici: più tendini intermedi.


La disposizione delle fibre è associata

alla funzione del muscolo:

i muscoli veloci sono solitamente a fasci paralleli, quelli forti pennati.

Nel corpo umano sono presenti entrambi i tipi di muscolo, ma prevalgono quelli a

fasci obliqui.


In base al tipo di unione tra fasci

muscolari e tendini

vengono classificati in:

Muscoli a fasci paralleli Muscoli a fasci obliqui

o pennati

Muscoli nastriformi: sono quelli che hanno fasci muscolari organizzati parallelamente fra di loro da una estremità all'altra Muscoli fusiformi: sono quelli che hanno fasci muscolari pressoché paralleli tra di loro e che si fanno convergenti su un tendine in corrispondenza di una o di entrambe le estremità

Muscoli larghi: sono quelli che hanno fasci muscolari piatti che si fondono con le aponeurosi alle estremità Muscoli a ventaglio: sono quelli in cui i fasci muscolari divergono in corrispondenza di una estremità e convergono su un tendine di inserzione all'altra estremità

Muscoli pennati: sono quelli che hanno un tendine centrale sul quale vanno a confluire e a tendersi le fibre muscolari Muscoli semipennati: sono quelli che hanno due lamine tendinee fra le quali sono tese le fibre muscolari Muscoli pluripennati: sono quelli che hanno molti tendini di origine sui quali vanno a confluire e a tendersi le fibre muscolari

Come è fatto un muscolo

scheletrico… «dentro»?

Osservando dall’esterno verso l’interno…

Ogni muscolo contiene:

• un gruppo di fibre muscolari

che contraendosi determina il movimento;

• un gruppo di fibre nervose specializzate

che registra la forza della contrazione;

• un altro gruppo di fibre nervose

(presenti nei tendini) che misura la tensione

muscolare.

Gli ultimi due gruppi raccolgono le informazioni, le

trasmettono al cervello e limitano l'azione muscolare

(al fine di evitare strappi).

Terminologia specifica riferita ai muscoli

TERMINE GENERICO EQUIVALENTE MUSCOLARE

Cellula muscolare

Fibra muscolare o fibrocellula muscolare

Membrana cellulare Sarcolemma

Citoplasma Sarcoplasma

Mitocondri Sarcosomi

Reticolo endoplasmatico Reticolo sarcoplasmatico

Il prefisso sarc deriva da sarkos = carne.

Fascio di

fibre muscolari

striate

Fascio muscolare Un fascio di fibre muscolari, tagliate in sezione trasversale, mostra la struttura interna del muscolo.

In alto, in bianco, si vede un involucro di connettivo, dove passano vasi e nervi, che portano nutrimento e stimoli al muscolo.

Più fasci muscolari formano un muscolo.

Un muscolo piccolo può essere formato solo da alcuni

fasci di fibre, mentre i principali muscoli del corpo sono

costituiti da centinaia di fasci di fibre

(per esempio il grande gluteo).

Fascio muscolare

• Più fibre muscolari (disposte secondo un ordine

regolare) formano un fascio.

Fibre muscolari o «cellule

muscolari» Dal punto di vista funzionale il muscolo

umano si compone di due principali tipi di fibre: lente e veloci, catalogate, attualmente,

in: I tipo, II tipo A, II tipo B, II tipo C.

Fibre muscolari

Fibre veloci o bianche o di tipo 2 (2A, 2B, X) - potenti, non resistenti allenamento orientato alla potenza (sono più adatte per gare veloci di breve durata come la corsa dei 100 metri o il salto in lungo). - sono più ricche di proteine contrattili (tali proteine sono di colore chiaro). Infatti si contraggono 4 volte più rapidamente di quelle lente e si affaticano anche prima: esse generano energia anaerobicamente (senza ossigeno). - aumentano per ipertrofia e per iperplasia - impulso rapido e potente - nervo più grosso

Fibre lente o rosse o di tipo 1 - resistenti, non potenti allenamento orientato alla resistenza - sono più ricche di mitocondri (che sono di colore rosso scuro). - Si contraggono e si affaticano più lentamente. Contengono un maggior numero di mitocondri grandi (il “sistema energetico” delle cellule muscolari converte il cibo in energia utilizzabile) e producono energia aerobicamente (con ossigeno). - ingrossano per ipertrofia - impulso lento e debole - nervo sottile

II tipo I tipo

IIa

IIb

II c

Fibre muscolari

…Per capire come si contraggono a

velocità diverse.

Fibre muscolari Queste fibre sono, per così dire, dei mostri cellulari. Assomigliano a lunghe salsicce

contenenti moltissimi nuclei. Nella fotografia si vedono <prominenze > di

nuclei (che creano una serie di piccole gobbe nel profilo della fibra).

Al loro interno queste fibre contengono

sostanze contrattili, come l'actina (è una proteina che esiste in tutte le cellule), ma

soprattutto la miosina, tipicamente muscolare.

Actina e miosina, insieme (e combinata con altri fattori), danno origine alla

massima contrattilità dei tessuti.

Guardando bene queste fibre muscolari si intravedono delle striature orizzontali: esse

riflettono le strutture interne. Si tratta di ingranaggi a <pettine > che scorrono l'uno

dentro l'altro. Essi sono alla base del meccanismo di raccorciamento della fibra

(contrazione muscolare).

Una ricca rete vascolare (in azzurro) accompagna le fibre muscolari..

Una fibra muscolare è formata da unità longitudinali ancora più piccole chiamate miofibrille, le cui unità di base sono filamenti microscopici chiamati

actina e miosina (proteine che controllano la contrazione).

Visti in sezione al microscopio elettronico questi muscoli rivelano la loro struttura filamentosa, costituita di un fascio di fibre più sottili, le cosiddette

miofibrille, dal diametro di 1-2 micrometri (milionesimi di metro). Ogni singola fibra muscolare è coperta da una delicata calza di fibre reticolari, detta

endomisio: nella foto corrisponde ai filamenti aggrovigliati intorno alle fibre.

Fibre muscolari

In risposta ad uno sforzo fisico intenso si attivano per prime le unità motorie più piccole e, mano a

mano che l'intensità aumenta, si ha un progressivo maggior reclutamento delle fibre rapide.

Le FT si stancano velocemente e

a ogni ripetizione successiva

riducono la produzione di forza.

Le ST incrementano pian

piano la produzione di

forza. Però ad un certo punto anche loro riducono

(gradualmente) la

capacità di produrre forza.

I due tipi di fibre sono presenti entrambi in tutti gli esseri umani, ma:

• Alcune persone ne hanno di più di un tipo e meno di un altro.

È dimostrato infatti, grazie ad alcuni studi, che ognuno di noi nasce con una certa proporzione di fibre veloci e di fibre lente, determinata geneticamente. Fino a poco tempo fa si pensava che non fosse possibile modificare questa proporzione con l’allenamento, ma recenti studi hanno dimostrato la possibilità di lavorare su un tipo di fibre veloci (fibre del tipo II A), tramite l’allenamento aerobico, in modo da farle reagire come quelle lente.

• Sono distribuite in percentuali diverse a seconda dei muscoli.

MUSCOLO %ST %FTa %FTb

Adduttore breve Grande adduttore Grande gluteo Ileo psoas Pettineo Psoas Gracile Semimembranoso Tensore della fascia lata Vasto intermedio Quadric. Femor. Vasto mediale Quadric. Femor. Soleo Gran dorsale Bicipite brachiale Deltoide Romboide Trapezio Adduttore lungo Gemelli Gluteo medio/piccolo Otturatore esterno/interno Piriforme Bicipite femorale Sartorio Semitendinoso Popliteo Vasto laterale Retto femorale Quadric. Femor. Tibiale anteriore Retto addome Brachioradiale Gran Pettorale Tricipite brachiale Sopraspinato

45 55 50 50 45 50 55 50 70 50 50 75 50 50 60 45 54 45 50 50 50 50 65 50 50 50 45 45 70 46 40 42 33 60

15 15 20 -- 15 20 15 15 10 15 15 15 -- -- -- -- -- 15 20 20 20 20 10 20 15 15 20 15 10 -- -- -- -- --

40 30 30 50 40 30 30 35 20 35 35 10 50 50 40 55 46 40 30 30 30 30 25 30 35 35 35 40 20 54 60 58 67 40

Sono distribuite in percentuali diverse a seconda dei muscoli. Percentuale di fibre lente e veloci nei muscoli scheletrici dell’uomo

Dove: ST = fibre lente; FTa = fibre veloci con alto potenziale metabolico ossidativo e glicolitico; FTb = fibre veloci con alto potenziale prevalentemente glicolitico

Sono distribuite in percentuali diverse a seconda dei muscoli.

Quanto velocemente un muscolo si stanca è una considerazione molto importante nella costruzione della

scheda e nell’abbinamento degli esercizi se vogliamo

ottenere un risultato.

Esempio: ipetrofia del deltoide posteriore, tricipiti (con + FT) allenati con i pettorali (+ ST) ecc.

Distribuzione a seconda del soggetto

Diventa evidentissima agli estremi, cioè osservando gli atleti d’élite (i campioni) nei vari sport. Gli atleti di resistenza come i maratoneti hanno anche l’80% di fibre lente. I velocisti, quelli che gareggiano a livello mondiale, anche l’80% di fibre bianche.

Distribuzione a seconda del soggetto

DISCIPLINA % FIBRE LENTE

AUTORI

Atletica - 100 - 200 m. - 400 m. - 800 - 1500 - 5000 m. - maratona - marciatori - lanciatori - saltatori Sci - fondo - slalom - salto dal trampolino Hockey su ghiaccio Pattinaggio su ghiaccio Ciclisti su strada Canoa Nuoto Orientamento Sci acquatico Lotta Sollevamento pesi Body building Pallamano Pallavolo Hockey su prato Calcio Sportivi non competitivi

35 - 40 40 - 50 55 - 60 65 - 80 65 - 70 50 - 55 50 - 55 65 - 85 50 - 55 50 - 55 45 - 60 65 - 70 55 - 60 55 - 60 50 - 60 65 - 70 50 - 55 50 - 55 40 - 45 40 - 45 45 - 55 45 - 55 45 - 50 40 - 45 40 - 60

Bosco. 1985; Tihanyi, 1985. Bosco. 1985; Tihanyi, 1985. Bosco. 1985; Tihanyi, 1985. Bosco. 1985; Komi e coll., 1977. Bosco. 1985. Bosco. 1985. Bosco. 1985; Tihanyi, 1985. Komi e coll., 1977; Tesch e coll., 1975. Komi e coll., 1977. Komi e coll., 1977. Komi e coll., 1977. Komi e coll., 1977. Burke e coll., 1977. Komi e coll., 1977; Gollnick e coll., 1972. Lundin, 1974; Gollnick e coll., 1972 Thorxstensson e coll., 1977; Gollnick e coll., 1972. Tesch e coll., 1975. Tesch e coll., 1982. Tesch e coll., 1975. Hakkinen e coll., 1984. Tesch e coll., 1982. Lavoro non pubbl. Univ. Jyvaskyla. Prince e coll., 1977. Jacobs, 1982; Apor, 1988. Carlsson e coll., 1975.

L'importanza della composizione percentuale dei vari tipi di fibre, è testimoniata anche dalle significative differenze

che separano atleti di elevato livello, impegnati in discipline sportive differenti.

Distribuzione a seconda del soggetto:

a cosa serve conoscerla?


a cosa serve conoscerla?

Per allenarsi in modo da avere risultati.


COME conoscerla?

Biopsia del muscolo.

Utilizzo di tabelle (generiche e puramente indicative)

Vari "test" da provare in allenamento basati sul numero di

ripetizioni eseguibili con una data percentuale di carico

massimale.


in conclusione

È interessante conoscere i principi basi della teoria delle fibre

muscolari ma al momento nella pratica è applicabile in

modo limitato.

Comporre la tabella (durate e numero di serie e ripetizioni)

non dipende solo e solo dalla genetica del soggetto ma

anche e soprattutto da cosa sta cercando di raggiungere (i

suoi obiettivi).


in conclusione

La pratica, prove ed errori sul soggetto da allenare oltre alla

conoscenza dei vari principi d’allenamento permetteranno

di allenarsi con risultato anche senza % e biopsie

perché la teoria delle fibre muscolari comunque sta alla base

ed è parte della spiegazione della validità di quanto sopra.


in conclusione Numero di ripetizioni Effetto

< 6 Per l’allenamento della forza muscolare. Sono stimolate e portate all’ipertrofia le proteine contrattili della fibra muscolare.

6-8 Per l’ipertrofia muscolare. Aumenta il numero delle proteine contrattili della fibra muscolare.

10-12 Per l’ipertrofia muscolare. Si sviluppano le membrane muscolari e il sarcoplasma, aumenta il numero e lo spessore delle membrane cellulari e il contenuto liquido della cellula (sarcoplasma) che stimola la sintesi proteica compensatoria.

15-25 Per l’ipertrofia muscolare. Si forza la formazione di energia.

> 30 Per allenare alla resistenza. Si sviluppano i vasi sanguigni e mitocondri; aumentando l’apporto di sangue al muscolo si ha l’effetto della vascolarizzazione.

Distribuzione a seconda del gruppo muscolare

Per quanto ci siano differenze

soggettive nella distribuzione delle

fibre muscolari, esistono delle

somiglianze di composizione valide

per tutti.

Rivestimenti

Endomisio riveste ogni fibrocellula

• Perimisio riveste gruppi di fibrocellule

(fascetti )

• Epimisio circonda più fascetti

Come avviene la contrazione muscolare?

Anzittutto, dove avviene la contrazione muscolare?

Anzittutto, dove avviene la contrazione muscolare?

Nel sarcomero

Sarcomero

Sarcomero è l'unità morfofunzionale e contrattile

del muscolo striato scheletrico

I componenti peptidici principali sono: • miosina (filamenti spessi disposti lungo il sarcomero) • actina (filamenti sottili disposti lungo il sarcomero)

• altre proteine strutturali che permettono e favoriscono il mantenimento della struttura

Al microscopio si possono riconoscere alcune microstrutture, cioè:

la banda I (regione in cui troviamo solo filamenti sottili) la banda A (regione in cui troviamo entrambi i filamenti)

la zona H (regione in cui troviamo solo filamenti di miosina)

la linea M (una linea scura che corre al centro del sarcomero, su cui si inseriscono i filamenti miosinici)

la linea Z (inizio e fine del sarcomero, linea su cui si inseriscono i filamenti di actina).

http://it.wikipedia.org/wiki/Miosina

http://it.wikipedia.org/wiki/Actina

Come avviene la contrazione muscolare?

Quando un impulso nervoso (l’onda verde) arriva all’actina e

alla miosina una serie complessa di eventi fa sì che

la miosina si attacchi e avanzi lungo i filamenti di actina.

Immaginate migliaia di questi filamenti che lavorano all’unisono.

La contrazione di un muscolo non implica

necessariamente che il muscolo si

accorcia o che sposti un peso: significa

solo che è stata generata tensione.

Cos’è la contrazione muscolare?

La contrazione di un muscolo non implica

necessariamente che il muscolo si

accorcia o che sposti un peso: significa

solo che è stata generata tensione.

DEFINIZIONE «contrazione muscolare»

Classificazione delle contrazioni muscolari

Statiche Dinamiche

Il muscolo sviluppa tensione ma non modifica la propria lunghezza e non produce lavoro.

Il muscolo sviluppa tensione e modifica la propria lunghezza producendo lavoro. La distanza tra le inserzioni varia durante la contrazione.


Isometrica: (uguale lunghezza). Il muscolo sviluppa tensione ma non cambia la sua lunghezza. Esempi: tirare un asciugamano da tutte e due i capi; contrarre in simultanea bicipiti e tricipiti. Il carico è uguale alla forza o è immobile.

Statiche


Dinamiche

Isotonica

Auxotonica

Isocinetica

Pliometrica


Isotonica Isotonica (uguale peso). Il muscolo si accorcia man mano che sviluppa tensione (fase concentrica positiva). Nella fase opposta (eccentrica negativa) il muscolo si allunga man mano che sviluppa tensione. Ha un "punto difficoltoso” e un “punto morto”, cioè lo sforzo non è continuo crescente. Esempi: il braccio solleva un manubrio, il braccio riabbassa il manubrio.


Auxotonica Auxotonica (crescita del peso). Si tratta di una contrazione a sforzo variabile continuo crescente. È una variabile della contrazione isotonica classica. Esempi: si ottiene con l’utilizzo di estensori, carrucole, pulegge. La più moderna espressione di una contrazione auxotonica può venire data dall’utilizzo di una macchina dotata di particolari cammes.


Isocinetica Isocinetica (uguale velocità). La tensione sviluppata dalla contrazione del muscolo, che si accorcia a velocità costante, è massima per tutto l'arco di movimento. Esempi: si ottiene con le apposite apparecchiature isocinetiche cioè strumenti che consentono di effettuare esercizi muscolari a velocità costante lungo l'intero arco di movimento grazie ad un dispositivo di controllo idraulico o robotico. L'esercizio isocinetico è infatti finemente modulabile per cui può essere impiegato sia in pazienti estremamente deboli, sia in pazienti molto forti.


Isocinetica


Pliometrica

Pliometrica. Si ottiene con una rapida inversione da una contrazione eccentrica ad una concentrica sfruttando l'energia elastica del muscolo accumulata nel primo tipo di contrazione. Esempi: salto a terra da sopra un rialzo con immediato rimbalzo in alto. Calcio ad un pallone.


Pliometrica

Grafico di Hill

Hill ha dimostrato matematicamente che la velocità è inversamente proporzionale alla forza.

Di conseguenza alla velocità massima la forza è uguale a

zero, mentre a velocità zero (o negativa) la forza è molto

elevata.

In altri termini:

la forza espressa è massima durante contrazioni eccentriche (ripetizioni negative), si riduce in quelle isometriche e ancor di più

in quelle concentriche.

Grafico di Hill

Questo fa capire la base

razionale di molti principi

d’allenamento coi pesi.

Nella prossima lezione:

Le leggi dell’allenamento

e i principi dell’allenamento

di bodybuilding.

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