Apparato muscolo scheletrico

Ossa

Le ossa rappresentano una struttura caratterizzata da durezza e resistenza meccanica e costituita da una forma altamente specializzata di tessuto connettivo di sostegno con una forte presenza di minerali.

In base alla loro conformazione, le ossa possono essere divise in ossa lunghe come la tibia, ossa brevi come le vertebre, ossa piatte come le ossa del cranio e ossa irregolari.

Le ossa contengono midollo osseo nel quale si formano i globuli rossi a partire da cellule staminali (cellule indifferenziate che non hanno ancora assunto la loro funzione e le loro caratteristiche finali).

Scheletro

Lo scheletro umano si suddivide in scheletro assile, con funzione principalmente protettiva e comprendente per esempio il cranio e la gabbia toracica, e scheletro appendicolare, con funzione primariamente di movimento e composto ad esempio dalle ossa degli arti.

Articolazioni

Le articolazioni sono interconnesse tramite un insieme di elementi quali tessuto connettivo, tessuto fibroso e/o cartilagineo, e legamenti.

Considerando il grado di mobilità, le articolazioni possono essere classificate in mobili, come quella della spalla, semimobili, come quelle tra le vertebre, o fisse, come quelle tra le ossa del cranio.

Muscoli

Il muscolo è un organo costituito da tessuto muscolare composto a sua volta da cellule definite fibre muscolari. La particolarità delle cellule che costituiscono il tessuto muscolare è la loro capacità di contrarsi in modo coordinato dopo aver ricevuto la giusta stimolazione nervosa.

I muscoli scheletrici hanno varie funzioni. Eccone alcune qui sotto:

• Supporto per il mantenimento della postura.

• Stabilizzazione di ossa e articolazioni.

• Controllo dei movimenti interni e della locomozione.

• Generazione di calore (tramite brividi).

Struttura muscolare

I muscoli sono organi effettori, ovvero producono il movimento in seguito alla stimolazione nervosa. Nel nostro corpo esistono tre tipi di muscoli: scheletrico (o striato), cardiaco e liscio. Il muscolo scheletrico è anche detto "striato" per le caratteristiche striature da cui è percorso. Il muscolo liscio, di contro, non presenta striature e riveste le pareti degli organi interni. I muscoli scheletrici agiscono sotto controllo volontario (muscoli volontari) e sono il tipo di muscolo più comune nell'uomo, mentre i muscoli lisci sono involontari. Il muscolo cardiaco è un ibrido tra muscolo liscio e striato, poiché ricopre le pareti del cuore, un organo involontario, ma presenta delle striature.

Organizzazione dei muscoli scheletrici

I muscoli scheletrici possono avere forme, dimensioni e disposizioni diverse. Alcuni muscoli scheletrici hanno una forma ampia o larga, mentre altri sono stretti. In alcuni muscoli scheletrici, le fibre sono disposte parallelamente all'asse muscolare; in altri, esse sono oblique o disposte in maniera più articolata.

In genere, un muscolo si estende su un'articolazione ed è collegato alle ossa da tendini a entrambe le estremità. Una delle ossa rimane relativamente fissa o stabile, mentre l'altra estremità si muove grazie alla contrazione del muscolo.

Figura 1. L'organizzazione di un muscolo scheletrico.

Tipologie di fibre muscolari

I muscoli scheletrici presentano tre tipi di fibre:

• fibre a contrazione lenta (tipo I);

• fibre a contrazione rapida, ossidative (tipo IIa);

• fibre a contrazione rapida, glicolitiche (IIb).

Ognuna di queste fibre ha le sue proprietà ed è efficace per un particolare tipo di attività. Ad esempio, le fibre a contrazione lenta sono molto resistenti alla fatica e costituiscono la maggior parte delle fibre muscolari nei muscoli responsabili del mantenimento della postura. Le fibre a contrazione rapida, invece, si affaticano rapidamente ma generano una forza maggiore durante la contrazione. L'articolo sulla contrazione muscolare approfondisce le diverse proprietà e gli esempi di questi tipi di fibre muscolari.

Ultrastruttura delle fibre muscolari

Le diverse componenti di una fibra muscolare possono assumere nomi che differiscono dalle loro controparti nelle cellule normali. Ad esempio, la membrana cellulare della miofibra è chiamata sarcolemma, mentre il citoplasma è chiamato sarcoplasma. Il sarcoplasma delle miofibre contiene mitocondri, miofibrille e reticolo sarcoplasmatico (l'equivalente del reticolo endoplasmatico). Alcuni prolungamenti del sarcolemma penetrano nel centro della fibra muscolare. Queste proiezioni profonde, simili a tubi, sono chiamate tubuli del sistema trasversale o, in breve, tubuli T.

I mitocondri agiscono come centrali elettriche all'interno della miofibra e svolgono la respirazione aerobica per generare l'ATP necessario alla contrazione muscolare. Il reticolo sarcoplasmatico contiene pompe proteiche sulla sua membrana che trasportano ioni Ca2+ nel suo lume; questi ioni vengono rilasciati nel momento in cui la miofibra viene stimolata per permettere la contrazione muscolare.

Miofibrille

Le miofibrille sono costituite principalmente da due tipi di filamenti proteici: i filamenti sottili di actina e quelli spessi di miosina. L'actina è una famiglia di proteine globulari che polimerizzano per formare due lunghi filamenti sottili attorcigliati l'uno sull'altro. Le molecole di miosina, invece, sono motori molecolari dalla forma simile a lunghe code a bastoncino con teste bulbose simili a mazze da golf. Actina e miosina sono disposte in un ordine particolare che conferisce all'insieme un aspetto striato e crea diversi tipi di bande e linee.

La tabella che segue descrive e definisce le diverse bande e linee presenti nelle miofibrille.

Tabella 1. Bande e linee nelle miofibrille.

Figura 3. Organizzazione dei miofilamenti all'interno di un sarcomero.

Muscoli scheletrici in azione

I muscoli scheletrici si attaccano alle ossa direttamente oppure attraverso il tessuto connettivo fibroso. La maggior parte dei muscoli scheletrici lavora in coppie antagoniste; pensa come esempio al bicipite e al tricipite del braccio: quando un muscolo si contrae, il suo antagonista si rilassa.

Come si sviluppano i muscoli?

I meccanismi tramite il quale la nostra massa muscolare accresce in volume non sono ancora stati delucidati totalmente. Uno dei meccanismi principali che determina un aumento della massa muscolare è l'aumento del numero di proteine contrattili che le singole fibre muscolari contengono.

L'ipertrofia può avvenire in direzione longitudinale, ovvero sull'asse principale su cui il muscolo si sviluppa (le unità sarcomeriche vengono aggiunte in serie) o per via trasversale, ovvero in larghezza (le unità sarcomeriche vengono aggiunte in parallelo). L'ipertrofia muscolare si attiva quando i muscoli vengono esercitati e spinti oltre il loro limite, causando piccole lesioni nelle fibre muscolari. Durante il recupero, le fibre muscolari iniziano a guarire ed è in questo periodo che aumenta il contenuto contrattile al loro interno.

Esistono altri fattori indispensabili per la crescita muscolare. Tra questi vi sono:

• l'alimentazione (ad esempio, soddisfare il fabbisogno energetico giornaliero e assumere un adeguato apporto di proteine);

• l'attività fisica;

• il riposo.

Spasmi muscolari

Gli spasmi dei muscoli scheletrici sono i più comuni e spesso insorgono a causa di:

• uso eccessivo e affaticamento muscolare;

• disidratazione;

• anomalie elettrolitiche.

Gli spasmi dei muscoli scheletrici si verificano bruscamente e sono dolorosi. Sono inoltre di breve durata e possono essere alleviati da un leggero stiramento e da un massaggio del muscolo. Se gli spasmi muscolari sono lancinanti, se non si risolvono o si ripresentano, è necessario rivolgersi a un medico per cercare altre possibili cause sottostanti.