3.8 Il Sistema Muscolare

Origine e inserzione
“origine” e “inserzione” sono i primi due termini da chiarire prima di proseguire con la trattazione.
I muscoli scheletrici sono collegati alle ossa a ciascuna delle loro estremità tramite strutture connettive dense conosciute meglio come tendini. In relazione a quanto appena esposto, l’origine è l’estremità fissa ove il muscolo è tenuto dal tendine, ancorato al periostio; l’inserzione è l’estremità finale, che si muove al momento della contrazione, riducendo gli spazi che la separano all’origine.
Il grafico sottostante mostra l’origine e l’inserimento del piccolo pettorale. L’origine è sulla 3°, 4°, 5° costola e l’inserzione è sulla scapola.

L’origine e l’inserimento del piccolo pettorale.

Recenti ricerche dimostrano, tuttavia, che i muscoli sono tenuti ancorati alle ossa non solo tramite i tendini, ma anche da altre strutture. Si sostiene che sia gli elementi contrattili, che quelli non contrattili non siano inseriti direttamente dai tendini, bensì da strati fasciali posti in punti lungo il muscolo. Sono questi stessi strati fasciali che si traducono nella struttura tendinea inserita a livello osseo.
È stabilito, inoltre, che il 40% del tessuto miofasciale non si inserisce direttamente nella giunzione muscolotendinea o osseotendinea, ma in altri strati fasciali di muscoli agonisti, sinergici e antagonisti circostanti.
Ciò ha implicazioni significative per la trasduzione di forze attorno al corpo e rafforza il concetto di catene muscolari e fasciali come fattori trainanti del movimento piuttosto che singoli muscoli che svolgono solo funzioni isolatorie.
Contrattilità muscolare
La contrattilità o la capacità di un muscolo di contrarre è guidata da processi specifici, brevemente introdotti nella sezione appena precedente. Nella maggior parte delle attività atletiche in cui si verifica la contrazione muscolare, ci sono più cambiamenti che influiscono sulla lunghezza e sulla tensione di un muscolo durante il completamento di un determinato movimento.
Ciò è possibile in quanto diversi tipi di contrazione funzionano armonicamente per accogliere questa variazione dinamica in tensione.
Esistono, infatti, tre tipi di contrazione per produrre forza:
Contrazione concentrica: il muscolo si accorcia sotto tensione.
Contrazione eccentrica: il muscolo si allunga sotto tensione.
Contrazione isometrica: la tensione è prodotta ma non si verifica alcun movimento.
Lo schema seguente illustra questi concetti:
Tipi di contrazione muscolare.

Classificazione del movimento muscolare
Affinché siano i muscoli ad influenzare il movimento e non viceversa è necessario che i muscoli lavorino in coppia o in gruppi, qualunque sia il tipo di contrazione che stanno effettuando. Dato che i muscoli singolarmente sono capaci di effettuare fondamentalmente movimenti di tirata, per eseguire delle spinte devono necessariamente lavorare mediante un sistema di pulegge che li vede collaborare con altri muscoli.
La coppia è formata da un muscolo agonista ed un muscolo antagonista: il primo rappresenta il muscolo primario, quello, quindi, che svolge l’azione principale del movimento richiesto ed è assistito da muscoli sinergici, che a loro volta, si contraggono in armonia per far sì che il movimento sia efficace; il secondo, invece, è quello che completa, o aiuta a completare, il movimento dell’agonista. Uno degli esempi più comuni è sicuramente quello della contrazione del bicipite, durante la quale l’agonista risulta essere il bicipite stesso e l’antagonista il tricipite, che è in uno stato rilassato durante la contrazione vera e propria.
Esistono relazioni neurologiche, fisiche e meccaniche tra i muscoli agonisti e antagonisti.
Da non sottovalutare è la presenza dei muscoli stabilizzatori, la cui presenza è fondamentale per tenere in sicurezza i muscoli durante i vari tipi di contrazione. Stabilizzando il corpo durante un atto motorio evitano che movimenti indesiderati e scorretti prendano il sopravvento, agevolando il lavoro dei muscoli agonisti.
I muscoli operano in coppia o in gruppi, non in isolamento.

Co-contrazione muscolare
Spesso in programmi di strenght and conditioning si sente parlare di co-contrazione.
È bene precisare che questa prevede una contrazione simultanea dei muscoli intorno ad un’articolazione o intorno alla colonna vertebrale al fine di rendere stabili queste zone.
Nel mantenimento della postura o nei movimenti più vari, il paradigma agonista/antagonista è vero relativamente. È utile poter classificare le funzioni dei vari muscoli e capire quali siano quelli maggiormente coinvolti, ma diviene fondamentale far presente che non esiste azione che non sia generata da un gruppo di muscoli ognuno con una funzione ed un compito diverso e ben preciso. L’equilibrio o il movimento sono frutto di una sintonizzazione tra muscoli, fascia e componenti strutturali correlate, che lavorono insieme in un processo a tempo e accordato.
Interazione muscolo-articolare
Così come è vero che ogni muscolo abbia un’origine ed un’inserzione, così è vero che non tutti i muscoli attraversano una sola articolazione per produrre movimento. Molti muscoli incrociano, infatti, più di un’articolazione e, per questo, vengono definiti come muscoli bi- o poli- articolari. Questa caratteristica ha effetti significativi sia sulle loro azioni, sia su come influenzano il movimento. Comprendere questa interazione muscolo-articolare è uno strumento cruciale quando si tratta di selezionare l’esercizio più efficace per allenare un’area.
Ancora una volta la realtà dei fatti dimostra quanto sia inutile pensare ai muscoli singolarmente quando si programmano cicli di allenamento. Mentre rafforzare i singoli muscoli è ovviamente importante, isolarli semplicemente non è la soluzione giusta: esercizi che prevedono la combinazione di più muscoli sono più efficaci, poiché è così che funziona il sistema muscolare.
In particolare, quando si descrivono le interazioni muscolo-articolari, ci sono tre categorie usate:

  • Muscoli uniarticolari: attraversano un’articolazione, producendo azioni relativamente semplici e prevedibili.
  • Muscoli biarticolari: incrociano due articolazioni e possono agire su entrambe le articolazioni che attraversano. Tutte le articolazioni principali includono un muscolo biarticolare.

I muscoli biarticolari funzionano in modo più efficace quando si esegue un’azione. Si consideri il gruppo dei muscoli posteriori della coscia, ad esempio: (con l’eccezione della testa corta del bicipite femorale che attraversa solo un’articolazione) questo gruppo agisce come un estensore dell’anca e un flessore del ginocchio.
Se provi ad allungare l’anca nello stesso momento in cui cerchi di flettere il ginocchio sentirai una tensione indesiderata nel gruppo dei muscoli posteriori della coscia. Questo è il risultato del tentativo di un muscolo che tenta di eseguire due azioni contemporaneamente.
Altri esempi di muscoli biarticolari, di articolazioni coinvolte e le loro azioni possono essere trovati nella tabella seguente:

Action Joint Muscle
Estensione dell’anca e flessione del ginocchio Anca e ginocchio Semimembranoso lungo, testa del bicipite femorale, semitendinoso
Flessione dell’anca ed estensione del ginocchio Anca e ginocchio Retto del femore
Flessione del ginocchio e flessione plantare della caviglia Ginocchio e caviglia Gastrocnemio
  • Muscoli triarticolari: il gruppo del bicipite brachiale è unico nel suo stato di muscolo triarticolato; funzionando attraverso tre articolazioni. Ciò significa che oltre alla flessione e all’estensione del gomito, ha ruoli di assistenza sia nella flessione della spalla che nella supinazione dell’avambraccio.

Il bicipite brachiale è più efficace nel flettere l’avambraccio al gomito quando l’avambraccio si trova in una posizione supina. Cercare di flettere il bicipite nella posizione del polso pronata è molto più difficile.
Altri fattori che influenzano la produzione di forza muscolare
La capacità del muscolo di generare forza è influenzata da una varietà di fattori, tra cui numerosi derivano dal Sistema Nervoso Centrale e dalle relative capacità di coordinamento.
Molto spesso i programmi di forza si concentrano esclusivamente sul cambiamento metabolico del muscolo, tralasciando fattori estremamente importanti quali le influenze neurali e coordinative sulle capacità di forza dei singoli gruppi muscolari, così come le catene muscolari associate.
I principali fattori che influenzano le capacità di produzione di forza di un muscolo includono:

  • La dimensione del muscolo
  • Composizione del tipo di fibra all’interno del muscolo
  • Il livello di reclutamento delle fibre muscolari (che segue il principio delle dimensioni) dal più piccolo (tipo I) al più grande (tipo IIa e IIb / x)
  • L’architettura del muscolo: pennate o fusiforme
  • La disposizione delle singole fibre muscolari: in serie o in parallelo
  • Le capacità meccaniche delle singole fibre muscolari, inclusa la loro forza / lunghezza e capacità di contrazione forza / velocità

Relazioni lunghezza-forza
La capacità di un muscolo di eseguire una qualsiasi contrazione dipende in parte anche dalla sua lunghezza nel punto di contrazione: quando un muscolo è teso e allungato di 1,2 volte la sua lunghezza di riposo, si considera sia nel punto di sua massima tensione concentrica. Oltre questa lunghezza il potenziale per generare tensione attiva si riduce. Questa condizione è determinata da una insufficiente sovrapposizione di sarcomeri adiacenti, il che significa che la capacità del muscolo di produrre forza man mano che la sua lunghezza aumenta è ridotta. Se i sarcomeri si trovano in una condizione di allungamento ne consegue una mancata possibilità di creare ponti trasversali tra i miofilamenti e di generare tensione o contrazione concentrica efficace.
Questa relazione tra lunghezza del tessuto muscolare e potenziale di tensione muscolare è mostrata dal grafico sottostante:

Length-tension relationships in skeletal muscle tissue.

Relazioni forza-velocità
Il numero di ponti trasversali che si formano durante una contrazione determina il potenziale di un muscolo per generare forza. Questo processo richiede un tempo specifico, e più lo scivolamento dei filamenti l’uno sull’altro è rapido più il muscolo si accorcia velocemente e più la forza che genera diminuisce. Man mano che la velocità di contrazione muscolare diminuisce, aumenta il potenziale dei ponti e aumenta il potenziale di generare forza e, quindi, aumenta la forza del muscolo.
Elasticità muscolare e The Hill Model (1970)
Il modello di Hill è il principale modello per spiegare la reattività del tessuto muscolare. Piuttosto che considerare la zona in cui sono collocati i muscoli o le strutture muscolari, il modello di Hill focalizza l’attenzione sul comportamento dei muscoli durante il movimento e in particolare durante le contrazioni.
Il modello di Hill distingue tre componenti all’interno di un muscolo:
SEC = Componente elastica seriale
PEC = Componente elastica parallela
CE = Elemento contrattile del muscolo contenente sarcomeri
Il modello di Hill della contrazione muscolare.

In alcuni muscoli, come il semimembranoso, è presente un’alta percentuale di tessuto passivo o non predisposto alla contrazione. Gli elementi che fanno parte di questa percentuale di tessuto non attivo sono costituiti da componenti elastici in serie (SE) e componenti elastici paralleli (PE).
Secondo la teoria del modello di Hill la forza contrattile dell’elemento contrattile (CE) agisce attraverso l’assorbimento della forza da parte della componente muscolare SE, e non direttamente sui punti di attacco del muscolo. L’azione della componente SE è quella di fare da ammortizzatore, consentire la stabilizzazione ed il controllo dei movimenti, immagazzinare energia quando viene allungata.
Quest’ultima, quando viene rilasciata, produce forza nella direzione opposta al fine di ridurre l’accorciamento muscolare. Questo può accadere solo se il CE mantiene una contrazione isometrica. Pertanto, un punto chiave da comprendere è che le azioni isometriche dei muscoli e l’elasticità vanno di pari passo.
La reattività muscolare e le azioni pliometriche non sono quindi così semplici come l’interazione di contrazione concentrico-eccentrica. Azioni elastiche reattive e azioni di spinta esplosive basate sulla potenza sono eseguite da meccanismi diversi.
Le reazioni elastiche e reattive si basano sui fattori sopra descritti nel modello Hill, mentre le azioni di spinta basate sulla potenza sono basate su azioni muscolari concentriche.
Le due azioni devono essere allenate, pertanto, in modo diverso.


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