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PostHeaderIcon Anatomia/Fisiologia - Sistema Muscolare

 

FONTE:WWW.WEBAPPUNTI.COM

 

ANATOMIA SISTEMA -SCHELETRICO

 

Il Sistema Scheletrico

L’apparato locomotore comprende le ossa che costituiscono lo scheletro, e i muscoli, connessi alle ossa tramite tessuti connettivi come i tendini. Esso sostiene il corpo e ne permette il movimento, oltre a proteggere gli organi interni.
Le ossa sono costruite da sostanze organiche (35%), sostanze inorganiche (60%) e cellule (5%).
Le ossa sono caratterizzate da diversi tipi di cellule: gli osteoblasti sono cellule immature che secernono matrice organica che poi sarà soggetta a calcificazione. Dopo tale processo, esse si trasformano in vere cellule dell’osso, gli osteociti. Gli osteoclasti, infine, sono cellule che lisano il tessuto osseo, mettendo in ciclo i minerali necessari.
La struttura fondamentale è organizzata in lamelle, alternate da strati di osteociti, e in base alla loro disposizione si distinguono: tessuto compatto, costituito da lamelle connesse tra loro, e tessuto spugnoso, costituito da lamelle che formano reticoli tridimensionali che accolgono il midollo osseo.
osteone è la struttura fondamentale dell’osso compatto: l’ultima lamella interna circonda un vaso sanguigno e fibre nervose, che costituiscono il cosiddetto Canale di Harvers.
Le ossa si dividono in lunghe, brevi e piatte.
Le ossa lunghe hanno una conformazione colonnare, detta diafisi, con due estremità rigonfie, dette epifisi. 
La diafisi è formata da tessuto osseo compatto, è avvolta dal periostio, membrana che nutre e protegge l’osso, e l’osteone rappresenta la sua struttura fondamentale; le epifisi, invece, sono costituite da tessuto osseo spugnoso. Il periostio non è presente in prossimità delle articolazioni.
Le ossa brevi sono strutturalmente simili alle epifisi dell’osso lungo, quindi costituite da tessuto osseo spugnoso rivestito da un sottile strato di compatto.
Infine, le ossa piatte, sono costituite da due strati pianeggianti di tessuto osseo compatto che racchiudono uno strato di tessuto osseo spugnoso.

Scheletro assile

Lo scheletro assile protegge e supporta gli organi interni, partecipando anche ad alcune funzioni vitali, come la respirazione.
La testa fa parte dello scheletro assile e si divide in neurocranio, cioè la parte superiore e posteriore del cranio, che comprende 8 ossa, 4 impari e 2 pari, e splancnocranio, che comprende 14 ossa, 2 impari e 6 pari.
Il tronco è composto dalla colonna vertebrale, che va dalla testa fino al bacino. Essa è divisa in quattro parti: cervicale (7 vertebre), dorsale (12 vertebre), sacrale (5 vertebre) e coccigeo (4-5 vertebre). Le vertebre sono ossa brevi, ciascuna delle quali si articola con quelle vicine, pur avendo i corpi separati da cuscinetti cartilaginei detti dischi intervertebrali. La colonna vertebrale presenta quattro caratteristiche curvature: due concavità posteriori (lordosi cervicale e lordosi lombare) e due convessità posteriori (cifosi toracica e cifosi coccigea), tutte importanti per le funzioni di sostegno e di equilibrio statico e dinamico.
La gabbia toracica è formata da vertebre costali, coste e sterno e ha la funzione di proteggere gli organi interni (cuore, polmoni) oltre che servire come punto di inserzione per i muscoli. Le coste sono ossa lunghe, appiattite e allungate: 7 sono definite “vere”, perché si agganciano direttamente allo sterno; 3 sono definite “false” perché le cartilagini costali si fondono tra loro prima di raggiungere lo sterno; infine, 2 sono definite fluttuanti perché non sono collegate allo sterno. 
Lo sterno è un osso piatto posto al centro della parete anteriore del torace ed è costituito da tre parti: un grosso manubrio triangolare che si articola con le clavicole; il corpo, che si attacca alla superficie inferiore del manubrio e si estende verso il basso; il processo xifoideo, la parte più piccola, attaccata alla superficie inferiore del corpo.

Scheletro appendicolare

Lo scheletro appendicolare comprende le ossa delle estremità inferiori e superiori, dandoci il controllo dell’ambiente che ci circonda.
Ciascun braccio si articola con il tronco attraverso il cingolo toracico, costituito da clavicola e scapola. Le ossa che costituiscono le estremità superiori sono: l’omero che costituisce il braccio, radioulna che costituiscono l’avambraccio, le ossa del carpocostituiscono il polso, quelle metacarpali e le falangi costituiscono infine la mano.
Le ossa del cingolo pelvico sostengono e proteggono le visceri e gli organi riproduttivi, ed è costituito dalle ossa coxali, cioè ilio, pube e ischio. Le ossa di questa regione sono più robuste, ed esistono anche piccole differenze tra l’uomo e la donna: la differenza principale sta nell’angolo che si forma a livello pubico, più grande nella donna, in modo da facilitare il parto.
Le estremità inferiori si articolano allo scheletro assile tramite il cingolo pelvico. Le ossa delle estremità inferiori sono: il femoreche costituisce la coscia, la patella o rotulatibiaperone che costituiscono la gamba, le ossa del tarso che costituiscono la caviglia, e le ossa metatarsalifalangi che costituiscono il piede.

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ANATOMIA SISTEMA MUSCOLARE

 

Il Sistema Muscolare

Esistono tre tipi di tessuto muscolare: muscolo scheletrico, muscolo cardiaco e muscolo liscio. Quelli che ci permettono di muovere il corpo, agendo sulle ossa dello scheletro, sono i muscoli scheletrici, definiti come muscoli volontari.
muscoli scheletrici sono organi contrattili connessi alle ossa e svolgono diverse funzioni: permettono i movimenti delle diverse parti dello scheletro, mantengono la postura del corpo, proteggono e supportano gli organi interni, mantengono la temperatura corporea.
In ciascun muscolo scheletrico solo presenti tre strati concentrici di tessuto connettivo: l’epimisio è lo strato di connettivo che circonda l’intero muscolo; il perimisio suddivide il muscolo in una serie di fasci di fibre muscolari, i cosiddetti fascetti secondari; l’endomisio, invece, circonda le signole fibre muscolari. Tra l’endomisio e le fibre cellulari si trovano cellule satellite importanti per la riparazione del tessuto muscolare danneggiato.

Fibrocellula muscolare

Le cellule del tessuto muscolare sono dette fibrocellule per la loro caratteristica forma allungata. La membrana cellulare delle fibre muscolari viene chiamata sarcolemma, mentre il citoplasma sarcoplasma.
Le fibrocellule sono molto più grandi rispetto alle altre cellule, sono sincizi polinucleati e sono ricche di mitocondri, necessari per ricavare l’energia per la contrazione. Non tutte le cellule si sviluppano: alcune restano sottoforma di cellule satelliti, cellule staminali in grado di riparare il muscolo eventualmente danneggiato.
All’interno del sarcoplasma si trovano le miofibrille. Questi particolari dispositivi contrattili sono strutture filamentose costituite da proteine contrattili capaci di modificare le proprie relazioni spaziali. Le miofibrille sono costituite a loro volta da fasci di miofilamenti, composti da due proteine filamentose, actina (filamenti sottili) e miosina (filamenti spessi) : è la loro disposizione alternata a conferire al sarcomero un aspetto striato. I filamenti di actina sono detti filamenti sottili e sono tenuti a registro dalla linea Z, mentre quelli di miosina sono detti filamenti spessi e sono tenuti a registro dalla linea M.

Contrazione

Una fibra muscolare che si contrae esercita una tensione e si accorcia; questo processo viene spiegato attraverso la teoria dello scivolamento dei filamenti. Lo scivolamento si verifica quando le teste della miosina (filamenti spessi) si legano sui siti attivi dei filamenti di actina (filamenti sottili).
L’avvio della contrazione viene causato dal rilascio di ioni calcio dal reticolo sarcoplasmatico in seguito agli eventi elettrici che si manifestano sulla superficie del sarcolemma; il messaggio elettrico viene quindi distribuito dai tubuli T che si estendono nel sarcoplasma. Gli ioni calcio liberati si legano poi alla troponina, causando una variazione nell’orientamento del complesso troponina – tropomiosina che espone i siti attivi sul filamento di actina. Quando le teste di miosina si legano ai siti attivi si formano ponti crociati.
La durata della contrazione dipende dalla durata della stimolazione elettrica; infatti la permeabilità delle cisterne terminali agli ioni calcio è temporanea, e se cessa la stimolazione elettrica, il reticolo sarcoplasmatico ricottura gli ioni calcio, il complesso troponina – tropomiosina ricoprirà di nuovo i siti attivi e la contrazione avrà fine.

Sistematica

I muscoli del nostro corpo sono più di 600 e tutti contribuiscono a dare una straordinaria capacità di movimento. I muscoli scheletrici sono riccamente vascolarizzati e innervati, e rappresentano gli organi attivi del movimento.
Sono costituiti da un ventre e da parti accessorie di connettivo denso con cui si originano o terminano e che permettono di attaccarsi alle ossa (ad esempio i tendini).
Si suddividono in muscoli profondi, quando sono connessi solo alle ossa, e pellicciai quando hanno almeno una delle estremità nella cute. 
Per quanto riguarda la forma si possono suddividere in: lunghi (con corpo e due estremità tendinee), larghibrevi (con le tre dimensioni quasi uguali) , pennati (con le fibre disposte obliquamente rispetto al tendine) e sfinteri(disposizione ad anello). Inoltre, in generale, possono avere anche due o più ventri.

Muscolatura assiale

I muscoli della testa possono essere divisi in due gruppi:

  • i muscoli pellicciai o mimici

  • i muscoli scheletrici o masticatori

I muscoli mimici hanno origine dalle pareti del cranio e comprendono il gruppo dei muscoli associati alla bocca, cioè il muscolo orbicolare delle labbra e il muscolo buccinatore, i muscoli delle palpebre e i muscoli del naso.
I muscoli masticatori, invece, determinano i movimenti della mandibola. Il messetere è il più importante ed efficace, perché determina il sollevamento della mandibola; il muscolo temporale contribuisce all’innalzamento della mandibola; i muscoli pterigoidei mediale e laterale permettono di elevare, portare in avanti e far muovere la mandibola da un lato all’altro.

 

I muscoli del tronco comprendono:

  • I muscoli del dorso
    trapezio
    grande dorsale
    muscolo elevatore della scapola 
    muscoli romboidi che spostano la scapola.
  • I muscoli del torace
    muscoli intrinseci, localizzati interamente nel torace, cioè i muscoli intercostali, il muscolo traverso del torace e i muscoli elevatori delle coste;
    i muscoli toraco – appendicolari, che vanno dalla gabbia toracica all’arto superiore, e sono il grande pettorale e il piccolo pettorale;
    il diaframma che separa la cavità toracica da quella addominale ed è il più importante muscolo inspiratorio.
  • I muscoli dell’addome
    il grande obliquo, muscolo espiratore che va dalle ultime costole fino al pube; 
    il grande retto, anch’esso un muscolo espiratore posto nella parte anteriore dell’addome.
  • I muscoli del bacino, vanno da sacro e coccige a ischio e pube, e hanno il compito di supportare gli organi della cavità pelvica e controllare gli sfinteri dell’uretra e dell’ano.

Muscolatura appendicolare

I muscoli dell’arto superiore sono suddivisi in: muscoli della spalla, del braccio, dell’avambraccio e della mano.

  • Il muscolo della spalla si chiama deltoide e la ricopre interamente.

  • I muscoli del braccio
    bicipite, che si trova nella parte anteriore del braccio
    tricipite, che si trova nella sua parte posteriore.
  • I muscoli dell’avambraccio che contribuiscono alla flessione e all’estensione delle dita della mano: nelle falangi non hanno origine muscoli, ma vi si trovano solo i tendini. I muscoli dell’avambraccio addetti ai movimenti grossolani di mani e dita vengono chiamati muscoli estrinseci della mano, mentre quelli addetti ai movimenti più fini sono detti piccoli muscoli intrinseci.
    anteriori, con azione pronatoria; 
    laterali, con azione rotatoria o flessoria dell’avambraccio o estensoria della mano; 
    posteriori, con azione estensoria delle dita e del carpo.

I muscoli dell’arto inferiore si dividono in muscoli dell’anca, della coscia, della gamba e del piede.

  • Muscoli dell'anca:piccoli muscoli che flettono e ruotano la coscia, ma il muscolo più importante è il grande gluteo, responsabile della nostra postura eretta.
  • Principali muscoli della coscia
    il quadricipite femorale, antero - laterale 
    il muscolo sartorio, antero-laterale
    il bicipite femorale, 
    il muscolo semitendinoso, muscolo posteriore
    muscolo semimembranoso, muscolo posteriore.
  • Principali muscoli della gamba
    il muscolo tibiale anteriore 
    peroniero anteriore
    il peroniero lungo e il peroniero breve, laterali 
    il muscolo tricipite surale, che forma la massa del polpaccio.
  • Principali muscoli del piede
    il muscolo estensore breve delle dita, dorsale
    vari muscoli plantari, responsabili della flessione delle dita.
 

FISIOLOGIA SISTEMA MUSCOLARE

 

Fisiologia della contrazione muscolare

Possiamo suddividere la contrazione muscolare in tre fasi principali:

  • contrazione
  • rilassamento
  • fase latente

Contrazione

La contrazione muscolare di un muscolo scheletrico ha inizio quando il segnale elettrico, proveniente dai motoneuroni del sistema nervoso centrale (nuclei dei nervi cranici con componente motoria, o neuroni motori delle teste delle corna anteriori del midollo spinale), arriva ai bottoni sinaptici. Questi liberano nel citoplasma delle fibre muscolari una sostanza, l’acetilcolina, che agisce sui recettori (detti colinergici o muscarinici) presenti nella placca neuro muscolare determinando il potenziale d'azione. Il potenziale d'azione, che si propaga lungo il sarcolemma (ovvero la membrana cellulare del muscolo scheletrico), va a colpire canali voltaggio dipendenti intermembrana (canali della diidropiridina) i quali comunicano sul lato citoplasmatico con un complesso proteico, il recettore per la rianodina, che determina l'apertura dei canali Ca+2 contenuti nel reticolo sarcoplasmatico, che vengono così liberati. L’acetilcolina agisce inoltre sulle membrane che racchiudono i fasci di miofibrille, rendendole così permeabili agli ioni Ca+2, che hanno una fondamentale azione catalizzatrice per importanti reazioni chimiche. La liberazione di Ca+2 induce un processo di feedback positivo con amplificazione della concentrazione citoplasmatica di calcio: ioni Ca+2 stimolano pompe per l'estrusione di altro calcio.

Dai mitocondri della fibra muscolare, viene poi liberato ATP, e da altri organuli viene liberata la troponina. Tale sostanza andrà ad agire sui filamenti sottili, infatti avverrà una reazione catalizzata dagli ioni Ca+2, che permetterà alla troponina di legarsi alla tropomiosina, che lascerà libero il sito di attacco per la miosina. L’ATP agirà invece sui filamenti spessi: mediante una reazione di fosforilazione, e quindi mediante una reazione esoergonica, l’ATP diventa ADP, libera un gruppo fosfato, una grande quantità di energia, e si lega alla testa di miosina, la quale sfrutta tale energia per saltare dal suo loco, e andare ad occupare il sito di attacco nel filamento sottile, lasciato libero dalla tropomiosina. Durante lo scorrimento le teste di miosina si legano a quelle di actina con una precisa angolazione di 45°. Durante questo processo avvengono cambiamenti neoclitini, derivanti dall'assimilazione di proteine. Il processo quindi fa variare l angolazione di actina di 15° facendola arrivare così a 60°.

Rilassamento

Nella fase di rilassamento, il procedimento avviene in modo contrario a quello della contrazione e sembra che laparvalbumina sia coinvolta nel processo.

Fase latente

La fase latente è quella che segue lo stimolo, ma nella quale non c’è risposta. Ciò è dovuto al fatto che i canali voltaggio dipendenti che hanno fatto entrare gli ioni sodio per dare inizio al potenziale d'azione sono ora nella fase inattivata, pertanto non sono sensibili ad ulteriori perturbazioni elettriche: questo è detto "periodo refrattario (altro modo per indicare la fase latente) assoluto". Segue immediatamente un "periodo refrattario relativo" dovuto al fatto che la cellula subisce un'iperpolarizzazione che fa scendere il suo potenziale al di sotto di quello che sarebbe il suo potenziale di riposo, pertanto una nuova contrazione è possibile, ma è necessaria una perturbazione elettrica maggiore perché si raggiunga il potenziale d'azione.

Funzioni della muscolatura

Le funzione della muscolatura sono principalmente quattro: la determinazione del movimento, il mantenimento della postura, stabilizzazione delle articolazioni e la produzione di calore.

Determinazione del movimento

I movimenti che noi compiamo ogni giorno sono il risultato della contrazione muscolare. Infatti, l'attività dei muscoli ci consente di rispondere a qualsiasi cambiamento dell'ambiente, per esempio la rapidità con cui i muscoli si contraggono ci permettono di scappare da una situazione di pericolo.

Mantenimento della postura

Grazie all'enorme lavoro che i muscoli effettuano in sequenza, per aggiustare la nostra posizione, ci permettono di mantenere la posizione eretta o la posizione da seduti, malgrado la forza di gravità.

Stabilizzazione delle articolazioni

Mentre esercitano trazione sulle ossa per determinare il movimento, i muscoli stabilizzano le articolazioni dello scheletro. Come i tendini, particolarmente importanti per rinforzare e stabilizzare quelle articolazioni le cui superfici sono poco congruenti.

Produzione di calore

Quando avviene la contrazione muscolare, viene utilizzato l'ATP e circa i tre quarti di questa energia viene liberata sotto forma di calore. Questa funzione è di vitale importanza per mantenere la temperatura corporea costante, circa 37 gradi.