Obiettivi di apprendimento
- Confrontare e contrastare i muscoli agonisti e antagonisti
- Descrivere come i fascicoli sono disposti all’interno di un muscolo scheletrico
- Spiegare i principali eventi della contrazione di un muscolo scheletrico all’interno di un muscolo nel generare forza
Per muovere lo scheletro, la tensione creata dalla contrazione delle fibre nella maggior parte dei muscoli scheletrici viene trasferita ai tendini. I tendini sono forti bande di tessuto connettivo denso e regolare che collegano i muscoli alle ossa. La connessione ossea è il motivo per cui questo tessuto muscolare è chiamato muscolo scheletrico.
Interazioni dei muscoli scheletrici nel corpo
Per tirare un osso, cioè per cambiare l’angolo alla sua articolazione sinoviale, che essenzialmente muove lo scheletro, un muscolo scheletrico deve anche essere collegato a una parte fissa dello scheletro. L’estremità mobile del muscolo che si attacca all’osso che viene tirato si chiama inserzione del muscolo, e l’estremità del muscolo attaccata a un osso fisso (stabilizzato) si chiama origine. Durante la flessione dell’avambraccio – piegando il gomito – il brachioradiale assiste il brachiale.
Figura 1. Prime Movers e sinergisti. Il bicipite brachiale flette la parte inferiore del braccio. Il brachoradialis, nell’avambraccio, e il brachialis, situato in profondità al bicipite nella parte superiore del braccio, sono entrambi sinergici che aiutano in questo movimento.
Anche se un certo numero di muscoli può essere coinvolto in un’azione, il muscolo principale coinvolto è chiamato primo motore, o agonista. Per sollevare una tazza, un muscolo chiamato bicipite brachiale è in realtà il primo motore; tuttavia, poiché può essere assistito dal brachiale, il brachiale è chiamato sinergista in questa azione (Figura 1). Un sinergista può anche essere un fissatore che stabilizza l’osso che è l’attacco per l’origine del motore principale.
Un muscolo con l’azione opposta al motore principale è chiamato antagonista. Gli antagonisti svolgono due ruoli importanti nella funzione muscolare:
- Mantengono la posizione del corpo o dell’arto, come tenere il braccio in fuori o stare eretti
- Controllano il movimento rapido, come nel pugilato all’ombra senza sferrare un pugno o la capacità di controllare il movimento di un arto
Per esempio, per estendere il ginocchio, si attiva un gruppo di quattro muscoli chiamati quadricipiti femorali nel comparto anteriore della coscia (e sarebbero chiamati gli agonisti dell’estensione del ginocchio). Tuttavia, per flettere l’articolazione del ginocchio, si attiva un gruppo opposto o antagonista di muscoli chiamati tendini del ginocchio.
Come potete vedere, questi termini sarebbero anche invertiti per l’azione opposta. Se si considera la prima azione come la flessione del ginocchio, i tendini del ginocchio sarebbero chiamati gli agonisti e il quadricipite femorale sarebbe quindi chiamato gli antagonisti. Vedere la Tabella 1 per una lista di alcuni agonisti e antagonisti.
| Tabella 1. Coppie di muscoli scheletrici agonisti e antagonisti | ||
|---|---|---|
| Agonista | Antagonista | Movimento |
| Biceps brachii: nel compartimento anteriore del braccio | Triceps brachii: nel compartimento posteriore del braccio | Il bicipite brachiale flette l’avambraccio, mentre il tricipite brachiale lo estende. |
| Costrine: gruppo di tre muscoli nel compartimento posteriore della coscia | Quadricipite femorale: gruppo di quattro muscoli nel compartimento anteriore della coscia | Le costole flettono la gamba, mentre il quadricipite femorale la estende. |
| Flexor digitorum superficialis e flexor digitorum profundus: nel compartimento anteriore dell’avambraccio | Extensor digitorum: nel compartimento posteriore dell’avambraccio | Il flexor digitorum superficialis e flexor digitorum profundus flettono le dita e la mano al polso, mentre l’extensor digitorum estende le dita e la mano al polso. |
Ci sono anche muscoli scheletrici che non tirano contro lo scheletro per i movimenti. Per esempio, ci sono i muscoli che producono le espressioni facciali. Le inserzioni e le origini dei muscoli facciali sono nella pelle, in modo che alcuni muscoli individuali si contraggono per formare un sorriso o una smorfia, formare suoni o parole, e alzare le sopracciglia. Ci sono anche muscoli scheletrici nella lingua, e gli sfinteri urinari esterni e anali che permettono la regolazione volontaria della minzione e della defecazione, rispettivamente. Inoltre, il diaframma si contrae e si rilassa per cambiare il volume delle cavità pleuriche, ma non muove lo scheletro per farlo.
Connessioni quotidiane: Esercizio e Stretching
Quando si fa esercizio, è importante prima riscaldare i muscoli. Lo stretching tira le fibre muscolari e provoca anche un aumento del flusso di sangue ai muscoli che vengono lavorati. Senza un adeguato riscaldamento, è possibile che si possano danneggiare alcune fibre muscolari o tirare un tendine. Un tendine tirato, indipendentemente dalla sua posizione, provoca dolore, gonfiore e diminuzione della funzione; se è da moderato a grave, la lesione potrebbe immobilizzarvi per un lungo periodo.
Ricordate la discussione sui muscoli che attraversano le articolazioni per creare il movimento. La maggior parte delle articolazioni che usate durante l’esercizio sono articolazioni sinoviali, che hanno liquido sinoviale nello spazio articolare tra due ossa. L’esercizio e lo stretching possono anche avere un effetto benefico sulle articolazioni sinoviali. Il liquido sinoviale è una pellicola sottile ma viscosa della consistenza dell’albume d’uovo. Quando ci si alza per la prima volta e ci si inizia a muovere, le articolazioni si sentono rigide per una serie di motivi. Dopo un adeguato stretching e riscaldamento, il liquido sinoviale può diventare meno viscoso, permettendo una migliore funzione delle articolazioni.
Patterns of Fascicle Organization
Il muscolo scheletrico è racchiuso in un’impalcatura di tessuto connettivo a tre livelli. Ogni fibra muscolare (cellula) è coperta dall’endomisio e l’intero muscolo è coperto dall’epimisio. Quando un gruppo di fibre muscolari è “raggruppato” come un’unità all’interno del muscolo intero da un’ulteriore copertura di tessuto connettivo chiamato perimisio, questo gruppo di fibre muscolari raggruppate è chiamato fascicolo. La disposizione dei fascicoli da parte del perimisio è correlata alla forza generata da un muscolo e influenza anche la gamma di movimento del muscolo. Sulla base dei modelli di disposizione dei fascicoli, i muscoli scheletrici possono essere classificati in diversi modi. Quelle che seguono sono le disposizioni dei fascicoli più comuni.
I muscoli paralleli hanno fascicoli che sono disposti nella stessa direzione dell’asse lungo del muscolo (Figura 2). La maggior parte dei muscoli scheletrici del corpo hanno questo tipo di organizzazione. Alcuni muscoli paralleli sono foglietti piatti che si espandono alle estremità per fare degli attacchi larghi. Altri muscoli paralleli sono paffuti con tendini ad una o entrambe le estremità. I muscoli che sembrano essere paffuti hanno una grande massa di tessuto situata nel mezzo del muscolo, tra l’inserzione e l’origine, che è conosciuta come il corpo centrale. Un nome più comune per questo muscolo è pancia. Quando un muscolo si contrae, le fibre contrattili lo accorciano in un rigonfiamento ancora più grande. Per esempio, estendete e poi flettete il vostro muscolo bicipite brachiale; la grande sezione centrale è la pancia (Figura 3). Quando un muscolo parallelo ha un grande ventre centrale che è a forma di fuso, cioè si assottiglia quando si estende fino alla sua origine e inserzione, a volte è chiamato fusiforme.
Figura 2. Forme dei muscoli e allineamento delle fibre. I muscoli scheletrici del corpo si presentano tipicamente in sette diverse forme generali.
Figura 3. Contrazione del muscolo bicipite brachiale. La grande massa al centro di un muscolo è chiamata ventre. I tendini emergono da entrambe le estremità del ventre e collegano il muscolo alle ossa, permettendo allo scheletro di muoversi. I tendini del bicipite si collegano alla parte superiore del braccio e all’avambraccio. (credit: Victoria Garcia)
I muscoli circolari sono anche chiamati sfinteri (vedi Figura 2). Quando si rilassano, i fasci di fibre muscolari degli sfinteri, disposti concentricamente, aumentano la dimensione dell’apertura, e quando si contraggono, la dimensione dell’apertura si restringe fino al punto di chiusura. Il muscolo orbicolare è un muscolo circolare che circonda la bocca. Quando si contrae, l’apertura orale diventa più piccola, come quando si arricciano le labbra per fischiare. Un altro esempio è l’orbicularis oculi, uno dei quali circonda ogni occhio. Consideriamo, per esempio, i nomi dei due muscoli orbicolari (orbicularis oris e oribicularis oculi), dove parte del primo nome di entrambi i muscoli è lo stesso. La prima parte di orbicularis, orb (orb = “circolare”), è un riferimento a una struttura rotonda o circolare; può anche far pensare all’orbita, come il percorso della luna intorno alla terra. La parola oris (oris = “orale”) si riferisce alla cavità orale, o alla bocca. La parola oculi (ocular = “occhio”) si riferisce all’occhio.
Ci sono altri muscoli in tutto il corpo che prendono il nome dalla loro forma o posizione. Il deltoide è un grande muscolo di forma triangolare che copre la spalla. È così chiamato perché la lettera greca delta assomiglia a un triangolo. Il rectus abdomis (rector = “dritto”) è il muscolo dritto nella parete anteriore dell’addome, mentre il rectus femoris è il muscolo dritto nel compartimento anteriore della coscia.
Quando un muscolo ha un’espansione diffusa su un’area considerevole, ma poi i fascicoli arrivano a un unico punto di attacco comune, il muscolo è chiamato convergente. Il punto di attacco di un muscolo convergente può essere un tendine, un’aponeurosi (un tendine piatto e largo) o un rafe (un tendine molto sottile). Il grande muscolo del petto, il pettorale maggiore, è un esempio di muscolo convergente perché converge sul tubercolo maggiore dell’omero tramite un tendine. Il muscolo temporale del cranio è un altro.
I muscoli pennati (penna = “piume”) si fondono in un tendine che attraversa la regione centrale del muscolo per tutta la sua lunghezza, un po’ come l’aculeo di una piuma con il muscolo disposto come le piume. A causa di questo disegno, le fibre muscolari in un muscolo pennato possono tirare solo in un angolo, e di conseguenza, i muscoli pennati in contrazione non muovono i loro tendini molto lontano. Tuttavia, poiché un muscolo pennato generalmente può contenere più fibre muscolari al suo interno, può produrre relativamente più tensione per le sue dimensioni. Ci sono tre sottotipi di muscoli pennati.
In un muscolo unipennato, i fascicoli sono situati su un lato del tendine. L’estensore dell’avambraccio è un esempio di muscolo unipennato. Un muscolo bipennato ha fascicoli su entrambi i lati del tendine. In alcuni muscoli pennati, le fibre muscolari si avvolgono intorno al tendine, a volte formando fascicoli individuali nel processo. Questa disposizione è detta multipennata. Un esempio comune è il muscolo deltoide della spalla, che copre la spalla ma ha un singolo tendine che si inserisce sulla tuberosità deltoide dell’omero.
A causa dei fascicoli, una parte di un muscolo multipennato come il deltoide può essere stimolato dal sistema nervoso per cambiare la direzione della trazione. Per esempio, quando il muscolo deltoide si contrae, il braccio si abduce (si allontana dalla linea mediana nel piano sagittale), ma quando solo il fascicolo anteriore viene stimolato, il braccio si abduce e si flette (si muove anteriormente all’articolazione della spalla).
Il sistema a leva delle interazioni tra muscoli e ossa
I muscoli scheletrici non lavorano da soli. I muscoli sono disposti a coppie in base alle loro funzioni. Per i muscoli attaccati alle ossa dello scheletro, la connessione determina la forza, la velocità e la gamma di movimento. Queste caratteristiche dipendono l’una dall’altra e possono spiegare l’organizzazione generale del sistema muscolare e scheletrico.
Lo scheletro e i muscoli agiscono insieme per muovere il corpo. Avete mai usato la parte posteriore di un martello per rimuovere un chiodo dal legno? Il manico agisce come una leva e la testa del martello agisce come un fulcro, il punto fisso a cui viene applicata la forza quando si tira indietro o si spinge in basso il manico. Lo sforzo applicato a questo sistema è il tirare o spingere sul manico per rimuovere il chiodo, che è il carico, o “resistenza” al movimento del manico nel sistema. Il nostro sistema muscolo-scheletrico funziona in modo simile, con le ossa che sono leve rigide e le terminazioni articolari delle ossa, racchiuse nelle articolazioni sinoviali, che agiscono come fulcri. Il carico sarebbe un oggetto che viene sollevato o qualsiasi resistenza a un movimento (la tua testa è un carico quando la stai sollevando), e lo sforzo, o forza applicata, proviene dalla contrazione dei muscoli scheletrici.
Domande di autoverifica
Fai il quiz qui sotto per verificare la tua comprensione delle interazioni dei muscoli scheletrici: