La Fisiologia Olistica del Corpo Umano - Anteprima del libro di Diego Sangiorgio - La struttura del muscolo - Scoprilo sul Giardino dei Libri.
La struttura del muscolo
Inizia l’avventura. Cercherò di rendere il più semplice possibile l’anatomia muscolare, soprattutto per chi non ne ha mai sentito parlare, non me ne vogliano i professionisti del settore se non entrerò nello specifico. Per questo discorso ci sono già un sacco di libri di anatomia e fisiologia.
Il sistema muscolare è l’apparato deputato a svolgere le seguenti funzioni fondamentali nel nostro corpo:
- determina il movimento;
- mantiene la postura con continue correzioni di posizione
- stabilizza le articolazioni;
- produce calore con la sua contrazione attraverso l’utilizzo e la trasformazione di ATP in ADP1 11 che libera energia e mantiene la temperatura corporea regolare;
- protegge le strutture ossee e gli organi interni;
- muove i liquidi nel corpo attraverso l’effetto pompa svolto dalla contrazione che “spreme” i vasi sanguigni e linfatici.
In base alla sua morfologia si posso distinguere tre tipologie di muscoli.
- Muscoli striati scheletrici che presentano nella loro struttura delle striature visibili sia al microscopio che ad occhio nudo. Tali striature sono l’evidenza degli elementi contrattili. Questi muscoli vengono controllati dalla nostra volontà e si contraggono in seguito a impulsi nervosi provenienti dai motoneuroni del sistema nervoso centrale.
- Muscoli cardiaci che costituiscono il miocardio, possiedono una struttura differente dai precedenti con striature trasversali evidenti chiamate strie intercalari. Questi muscoli sono indipendenti dalla volontà.
- Muscoli lisci, involontari, presentano una struttura microscopica dove le fibre contrattili sono disposte in modo disordinato. Il controllo di essi è permesso dagli ormoni, dagli stimoli esterni e dal sistema nervoso autonomo. Costituiscono la muscolatura dei visceri.
Ciò che a noi serve per capire meglio le pagine seguenti, è il muscolo nella componente scheletrica.
L’unità fondamentale del tessuto muscolare striato sono i sarcomeri. Questi sono disposti uno dopo l’altro in parallelo e formano dei fasci chiamati miofibrille avvolte da una membrana, il sarcolemma.
Le fibre che lo costituiscono sono di forma allungata e il citoplasma delle cellule che le compone è formato da fibrille che permettono la contrazione.
Se andiamo a livello microscopico si possono osservare bande chiare e scure che si ripetono in modo regolare, delimitate da due linee sottili dette linee Z.
Queste unità fondamentali sono costituti da fasci paralleli di filamenti di actina (più sottili) e miosina (più spessi).
Contrazione muscolare
La contrazione a livello muscolare inizia quando un segnale elettrico arriva, tramite il motoneurone, al bottone sinaptico. Nello spazio subsinaptico viene liberata acetilcolina3 che si lega alla membrana postsinaptica sui recettori colinergici nicotinici, producendo il potenziale d’azione. Esso si propaga lungo tutta la membrana del muscolo attivando l’apertura dei canali del calcio e permettendo l’aumento della concentrazione del calcio nel citoplasma della cellula.
A questo punto dai mitocondri della cellula viene liberata ATP e da altri organuli, la troponina. Essa si lega ai filamenti di actina, mentre l’ATP libera un gruppo fosfato diventando ADP, producendo una grande quantità di energia e legandosi alle teste di miosina. Avviene ora il vero movimento della contrazione dove i filamenti di miosina scorrono su quelli di actina e producono la contrazione del muscolo globale. Durante lo scorrimento le teste di miosina si legano a quelle di actina a 45 gradi, come dei ganci e si modificano durante il processo contrattile arrivando a 60 gradi.
Organizzazione del midollo spinale per le funzione motorie
Nel nostro corpo è presente una zona che ha il compito di elaborare i segnali che arrivano dalla periferia: la sostanza grigia del midollo spinale. I segnali giungono ad essa grazie alle fibre afferenti che entrano nel midollo spinale e si dividono poi in due grandi diramazioni: creano dei riflessi spinali segmentali oppure seguono più cranialmente la via che porta al tronco cerebrale e poi all’encefalo.
Ogni nervo spinale che troviamo nella sostanza grigia presenta milioni di neuroni.
A parte i neuroni di trasmissione sensoriale, troviamo due distinti gruppi: i motoneuroni delle coma anteriori e gli intemeuroni.
I motoneuroni possono essere divisi in alfa e gamma che, come abbiamo già detto, sono presenti nella sostanza grigia e danno origine a fibre nervose che escono dalle radici anteriori del midollo per raggiugere i nostri bei muscoli.
I motoneuroni alfa danno vita a grosse fibre nervose che emettono ramificazioni prima di entrare nel muscolo e vanno dirette sulle fibre muscolari di dimensioni maggiori. Se una di queste fibre viene stimolata, produce l’eccitazione di un numero di fibre muscolari che può arrivare fino a qualche centinaia, un po’ come un domino elettrico, che nell’insieme prende il nome di unità MOTORIA.
Le fibre derivanti dai motoneuroni gamma di dimensioni più ridotte, vanno diretti a zone specifiche del muscolo che sono le zone polari dei fusi neuromuscolari, per capirci meglio, la parte del muscolo interessata al mantenimento del tono.
Quando i motoneuroni lasciano il corpo cellulare uscendo dalla sostanza grigia, creano ramificazioni e contatto con le cellule di RENSHAW. Esse sono importanti nella selettività del segnale, in quanto inibiscono l’attività momentanea dei motoneuroni vicini, per mantenere l’impulso più pulito possibile. Sono dei selettori di informazione che, dal centro va verso la periferia (muscoli). Si può dire che tali cellule creano ordine: sono semafori che col rosso e verde permettono la viabilità corretta.
La perfezione del corpo umano va ben oltre la semplice stimolazione del muscolo e vi è un continuo controllo da parte di due strutture: i fusi neuromuscolari distribuiti nel ventre del muscolo, che ci danno informazioni sulla lunghezza e sulla velocità di contrazione e gli organi tendine del Golsi posti sui tendini che ci danno informazione sulla tensione applicata ai capi tendinei e sulla velocità con cui essa si modifica. Tali informazioni raggiungono non solo il midollo spinale, ma anche il cervelletto e la corteccia cerebrale.
La zona più importante del fuso neuromuscolare è la sua parte centrale, dove sono presenti i recettori. In tale area le fibre intrafusali del muscolo sono sprovviste di filamenti di actina e miosina e, ogni volta che tali terminazioni subiscono uno stiramento, vengono eccitate e mandano segnali di controllo verso il midollo.
Il riflesso base generato dai fusi neuromuscolari è quello miotattico, ossia una fibra derivante dal fuso (tipo la) entra dalla radice posteriore del midollo spinale. Un ramo va direttamente alla sostanza grigia del corno anteriore dove fa sinapsi con i motoneuroni creando così il RIFLESSO MONOSINAPTICO, diretto allo stesso muscolo per opporsi ad improvvise variazioni di lunghezza.
Tutta questa importanza al nostro fuso ... per cosa? Perché assume un ruolo importante nella motilità volontaria.
Il 31% di tutte le fibre nervose che giungono al muscolo sono costituite da fibre di piccole dimensioni (A gamma).
Ogni volta che la corteccia cerebrale emette un segnale, si attivano simultaneamente i motoneuroni alfa e gamma creando il fenomeno della coattivazione, contraendo simultaneamente le fibre extrafusali e intrafusali del muscolo.
Questo fa sì che la zona recettrice non cambi la sua lunghezza durante la contrazione del muscolo e mantenga sempre reattivo il fuso per impedire che sia troppo stirato o rilasciato.
L’eccitazione del sistema efferente gamma avviene in una zona del tronco encefalico chiamata AREA FACILITATORIA BULBORETICOLARE da impulsi trasmessi a tale area dal cervelletto, dai nuclei della base e dalla corteccia cerebrale.
Una delle funzioni più meravigliose dei fusi è la stabilizzazione delle articolazioni del corpo. Segnali che, arrivano dall’area facilitatoria bulboreticolare e si dirigono verso i motoneuroni gamma e quindi alle fibre intrafusali. Se però i fusi neuoromuscolari di muscoli che si trovano opposti ad una articolazione vengono attivati simultaneamente, verranno evocate risposte eccitatone sui muscoli che provocheranno una stabilizzazione di essa.
Questo è ciò che succede ogni volta che si devono effettuare movimenti sempre più precisi e complessi, dove il segmento del corpo si deve stabilizzare nel migliore dei modi.
La differenza presente tra il fuso neuromuscolare e l’organo tendine del Golgi è che il primo rileva le variazioni di lunghezza del muscolo, mentre il secondo informa della tensione muscolare in relazione alla quale è direttamente sottoposto.
I segnali che arrivano dagli organi tendinei del Golgi vengono trasmessi da grosse fibre (TIPO Ib) che, come quelle del fuso, mandano informazioni che possono essere più locali, verso il midollo spinale, ma anche passare e fare sinapsi nel corno posteriore del midollo per raggiungere, tramite la via spinocerebellare, il cervelletto e tramite altre vie, la corteccia.
I tipi di segnali che arrivano al midollo spinale si possono inserire all’interno di un sistema chiamato a feedback negativo, ossia all’aumentare di una tensione troppo eccessiva del muscolo, quindi del tendine, avremo una risposta di rilasciamento sul muscolo per evitare che avvenga una possibile lacerazione. Inoltre hanno il compito di distribuire equamente la forza ad ogni fibra del muscolo.
Questi due apparati presenti nei muscoli svolgono, come già accennato, una funzione regolatrice a livello dei centri superiori, deputati al controllo motorio. Il tutto avviene con una rapidità tale che a livello del sistema nervoso risulta una velocità maggiore di trasmissione (120m/s).
Come tutti ben sappiamo, il corpo ha meccanismi motori involontari di difesa: se mettiamo la mano sotto l’acqua bollente l’istinto ci porta a reagire con un movimento che allontana l’arto dalla causa della stimolazione. Questo è definito RIFLESSO FLESSORIO.
Spesso vengono evocati da cause di tipo dolorifico e quindi, per questo motivo, sono definiti riflessi nocicettivi o appunto dolorifici. Naturalmente più punti del corpo sono interessati più si assisterà ad un completo allontanamento del corpo dalla sorgente stimolante. Questa magia è possibile grazie al sincronismo quasi istantaneo di risposta di alcuni tipi di circuiti midollari molto semplici.
Ma poteva finire qui la difesa del corpo?
Assolutamente no. Infatti un istante dopo che si attiva il riflesso flessorio da un lato, nel suo controlaterale si attiva quello estensorio quasi come se il corpo volesse allontanare ancora di più la fonte di dolore. Questo viene definito innervazione reciproca e nel nostro specifico caso, inibizione reciproca. I rapporti di reciprocità esistono tra le due metà del corpo e del midollo spinale.
Come già affermato da fisiologi di spessore, lo spasmo muscolare può avvenire per diverse cause tra cui:
- fratture ossee, dove la regione colpita dalla frattura produce dolore locale nei muscoli che circondano tali ossa;
- spasmi in seguito a peritonite acuta o interventi addominali;
- ma quello più conosciuto e più interessante resta il crampo.
«Fisiologicamente è stato sempre spiegato che il crampo ha origini seguenti: freddo intenso, insufficiente irrorazione sanguigna o un’eccessiva attività muscolare che abbia sul muscolo un effetto locale irritante o provochi un’alterazione del suo metabolismo, può dare origine a dolori ad altri segnali sensoriali che vengono trasmessi dal muscolo al midollo spinale ed evocano la contrazione riflessa del muscolo. Questa contrazione, a sua volta stimola ancora più intensamente gli stessi recettori sensoriali, che perpetuano la contrazione del muscolo. Si crea così tramite un feedback positivo da una piccola irritazione iniziale, una progressiva contrazione che diventa crampo muscolare conclamato».
Nei prossimi capitoli daremo una spiegazione leggermente diversa del perché dei crampi. Con questo non mi permetterei mai di attaccare la fisiologia che sta dietro al processo, ma forse si può interpretare l’origine anche in un modo differente.
Data di Pubblicazione: 13 marzo 2024
