LE FIBRE MUSCOLARI

Le fibre muscolari bianche e rosse

la fibre muscolari rappresentano circa il 40% del peso di un corpo atletico (con un indice percentuale di grasso del 10%), svolgendo oltre all’attività motoria (movimento volontario), anche quella senza il nostro controllo (movimento involontario), ad esempio del cuore.  Un’altra funzione importante delle fibre muscolari è quella di sostenere il nostro scheletro. Difatti solo un giusto equilibrio tra i vari muscoli scheletrici (che sono in tensione) permette la giusta postura del corpo.

Vediamo insieme come sono composte le fibre muscolari.

Innanzitutto a differenza degli altri tessuti, dove esistono delle cellule singole all’interno della matrice, le fibre muscolari sono organizzate in elementi cellulari multinucleati (con più nuclei), lunghi e sottili chiamati fibrocellule, della lunghezza che varia da un millimetro a 12 centimetri.

Approfondimento tecnico sulle fibre muscolari.

Le fibrocellule sono elementi cellulari derivati dalla fusione di più cellule progenitrici dette mioblasti, che hanno una forma vagamente circolare, con centinaia di nuclei distribuiti vicino alla membrana (chiamata sarcolemma).

Nella parte centrale del citoplasma si trovano le fibrille, dei filamenti composti da due tipologie di proteine: l’actina e la miosina. La fibre muscolare, raccolta in fascetti, è a loro volta accorpata per formare il muscolo.

La fibre muscolari sono inoltre separate una dalle altre (per formare il fascetto) da una membrana basale (che regola il passaggio delle molecole) e da un rivestimento collettivale detto endomisio.

Tali membrane basali servono anche per contenere i fascetti (chiamate perimisio) e persino il muscolo (chiamate epimisio).

Questi tre rivestimenti connettivali: endomisio, perimisio ed epimisio, hanno la medesima composizione proteica perché, oltre a separare le diverse fibre muscolari o fascetti, giungono al termine del muscolo formando i tendini. Il comando di contrazione delle fibre muscolari è dato dalla cellula neurone (detta motore), collegata alle fibre muscolari tramite il suo assone, il cui terminale è la sinapsi neuromuscolare o placca motrice (in assenza di stimoli il muscolo si rilassa).

Tre differenti tipi di fibre muscolari

I nostri muscoli sono composti da fascetti muscolari che possono appartenere a tre differenti ceppi di origine delle fibre muscolari.

- Le fibre muscolari di tipo I, a contrazione lenta, sono definite anche rosse (o St, dall'inglese "Slow Twitch"). La loro struttura è caratterizzata da una dimensione più fina, dall’abbondanza di mitocondri e da una vascolarizzazione importante (motivo per cui assumono un colore rosso). Inoltre sono collegate ad un motoneurone di piccole dimensioni, in quanto non necessitano d’impulsi nervosi rilevanti. Tale tipo di fibre muscolari sono anche definite con il termine tonico, in quanto sono utilizzata dal nostro corpo per movimenti lenti ed a bassa resistenza (poco peso). Queste fibre muscolari hanno la capacità di rimanere in contrazione a lungo. La fibre muscolari di questo tipo sono legate al sistema scheletrico e svolgono i movimenti di base del  corpo.

- Le fibre muscolari di tipo IIb a contrazione veloce sono definite anche bianche (o FT, dall’inglese fast twitch). La loro struttura è caratterizzata da una dimensione più grande, dall’abbondanza di enzimi glicolici (per attivare la glicolisi; rif. pag. 126) e da una vascolarizzazione limitata (motivo per cui assume un colore bianco). La fibre muscolari sono collegate ad un motoneurone di grandi dimensioni in quanto necessitano di un forte impulso nervoso. Queste fibre muscolari sono definite con il termine fasiche perchè sono in grado di effettuare contrazioni rapide e brevi. Tale fibre muscolari permettono al nostro corpo, essenzialmente di muoversi con velocità o di spostare pesi più consistenti.

- Le fibre muscolari di tipo IIa a contrazione veloce-media sono definite anche rosa (o Fr, dall'inglese Fadigue Resistant). La caratteristica principale di queste fibre muscolari è strutturalmente una via di mezzo tra le fibre muscolari di tipo I lente ed il tipo IIb veloci. 

Il nostro corpo è in grado di modificare la proporzione tra i vari differenti tipi di fibre muscolari in base all’attività fisica svolta. Un uomo sedentario ad esempio ha il 50% di fibre di tipo I lente ed il 50% di tipo IIa intermedie. Al contrario la fibre muscolari delle gambe degli sprinters hanno un’elevata percentuale di fibre bianche di tipo IIb.

Come funzionano la fibre muscolari

All’interno di ogni fibrocellula troviamo migliaia di miofibrille costituite da filamenti di actina e miosina, organizzate in maniera parallela e suddivise in moduli chiamati sarcomeri. I filamenti di miosina sono più spessi e si presentano bipolari (con teste in entrambe i lati). I filamenti di actina invece sono più fini. La contrazione della fibre muscolari avviene quando due tipi di filamenti scorrono uno dentro l’altro, causando un avvicinamento dell’estremità dei sarcomeri (linea z). In questo modo si accorciano le cellule muscolari (contemporaneamente tutte quelle che compongono il muscolo), permettendo così la contrazione. 

Approfondimento tecnico.

I filamenti di miosina sono composti all’estremità da teste pieghevoli che si agganciano ai filamenti di actina, trascinandoli verso il centro. Per svolgere tale azione le teste della miosina devono legarsi ad una particella di Atp. Ma ciò non basta perchè i siti preposti a ricevere le teste di miosina sono coperti da alcune speciali molecole chiamate tropomiosina (presenti quando il muscolo è rilassato). Quindi per permettere la contrazione della fibre muscolari, la cellula deve cambiare la polarità (far uscire il potassio dalla cellula)

tramite la stimolazione del motoneurone che utilizza il neurotrasmettitore chiamato acetilcolina. Ciò causa il rilascio di ioni di calcio presenti nei tubi a T (disponibili a fianco del reticolo endoplasmatico della fibrocellula), che si legano ad un’altra proteina, la troponina, che cambiando la propria configurazione, agisce sulle molecole della tropomiosina, allontanandola dai siti dell’actina (permettendo alle teste della miosina di agganciarli). Quando termina la stimolazione del neurotrasmettitore dell’acetilcolina, il sale presente nella fibrocellula esce, facendo rientrare il potassio. Il cambio di polarità apre i tubi T che riassorbono il calcio e la tropomiosina ritorna a coprire i siti lasciati liberi dalle teste della miosina. A questo punto, non essendoci più legami tra i due tipi di filamenti (actina e miosina), il sarcomero si distende, riportando il muscolo nella posizione di riposo.

Come crescono la fibre muscolari

I nostri muscoli, subiscono più di altri nostri tessuti una crescita o una diminuzione della massa, in funzione delle attività motorie ai quali li sottoponiamo. Il nostro corpo è talmente perfetto da voler risparmiare energie e nutrienti (in questo caso aminoacidi), concentrandoli in quelle parti del corpo utilizzate più frequentemente. Quando parliamo di crescita della fibre muscolari, bisogna distinguere tra il ritorno ad una massa già raggiunta nel passato (magari nella nostra giovinezza) ed una crescita dimensionale, che supera il limite raggiunto in precedenza da quel muscolo. Tale distinzione è essenziale in quanto è facile ripristinare la dimensione della fibre muscolari (precedentemente depresso dall’inattività fisica), ma è molto più difficile farle crescere ex novo. Per cui un’alimentazione corretta correlata da una specifica attività, ci permetterà di ripristinare l’antica dimensione muscolare.

Per ottenere invece l’aumento della massa muscolare ex novo, dobbiamo svolgere un’attività molto più aggressiva e focalizzata al danneggiamento delle fibrocellule. Il nostro corpo reagirà con una reazione definita tecnicamente supercompensazione, che riparando la fibre muscolari danneggiate, ne aumenterà anche la dimensione. Tale danneggiamento è chiamato tecnicamente doms.

IL DOMS

Il doms è l’acronimo del fenomeno, denominato in inglese Delayed Onset Muscle Soreness (indolenzimento muscolare a insorgenza ritardata). In pratica è il fenomeno doloroso che notiamo dopo circa 12 ore dalla fine dell’allenamento, che trova il suo picco massimo tra le 24 e le 36 ore. Erroneamente si tende a pensare che sia l’acido lattico rimasto nella fibre muscolari. Asserzione assolutamente falsa, perché questa scoria acida è eliminata dopo pochi minuti dalla sua comparsa, anche se, l’acido lattico in effetti svolge un ruolo importante nella comparsa del doms.

Dal punto di vista fisico, il doms è il danneggiamento della fibre muscolari che può riguardare le diverse componenti della fibrocellula, del sarcolemma (membrana cellulare) e delle proteine presenti nel sarcoplasma (citoplasma), comprese le lesioni delle miofibrille. I motivi che inducono tali danneggiamenti possono essere di tipo metabolico o meccanico.

Si parla di danni metabolici quando l’eccessiva produzione di acido lattico riduce sensibilmente il ph del sarcoplasma (citoplasma) e danneggia, in maniera diffusa, gli elementi che compongono la fibrocellula.

Si parla invece di danni meccanici quando l’eccessivo sforzo muscolare crea delle microlesioni nelle miofibrille o al sarcomero.

In entrambe i casi riscontriamo un’infiammazione della fibre muscolari (più avanti affronteremo le differenze tra danno meccanico e metabolico) con conseguente intervento del nostro sistema immunitario (operazione che avviene per qualsiasi altra infiammazione) capace di accelerare la produzione di aminoacidi all’interno della cellula (ad opera dei liposomi) in modo da riparare le miofibrille, il sarcomero o la fibrocellula (in questo caso si allungano, aumentando la propria dimensione).

Un’azione importante nella crescita della fibre muscolari, la svolgono le cellule satelliti. Esse sono delle vere e proprie cellule staminali presenti nel tessuto connettivo (tra le fibrocellule e l’endomisio). Tali cellule, a seguito del danneggiamento (attivate dall’ormone del Gh), iniziano a duplicarsi, migrando all’interno della fibre muscolari, fondendosi nelle fibrocellule per aumentarne il numero dei nuclei. Tale fenomeno è fondamentale per la crescita muscolare perchè ogni nucleo può governare la produzione proteica solo di una piccola parte della fibrocellula. La presenza di un maggior numero di nuclei, ci permette di aumentare la produzione delle proteine necessarie alla riparazione e far crescere la dimensione della fibrocellula. Inoltre è fondamentale per la memoria del tessuto muscolare, ovvero, quando per inattività fisica perderemo la tonicità muscolare, la presenza di un certo numero di nuclei all’interno della cellula, ci permetterà con poco sforzo, di ripristinare la dimensione massima raggiunta dal muscolo stesso. Un aspetto altrettanto importante l’assumono gli ormoni.

la fibre muscolari e la fase ormonale

L’attività sportiva è in grado di modificare la nostra produzione ormonale, inducendo il nostro corpo a produrre meno insulina e cortisolo (definiti ormoni catabolici) ed aumentare invece quella di Gh, testosterone, Igf-1, e Mgf (Mechano Growth Factor) definiti ormoni anabolici. Questi ultimi a loro volta possono essere stimolati da differenti tipi di allenamento. Tutto ciò sarà oggetto di un approfondimento nei prossimi capitoli, ma ora vediamo insieme il rapporto tra attività fisica e la fase ormonale.

Lo sport e gli ormoni anabolici

Come già detto, il nostro corpo aumenta la propria fase anabolica, in base all’attività fisica che svolgiamo. Difatti durante la notte la funzione ormonale è dedicata all’azione anabolica di ricostruzione della matrice cellulare (catabolizzata maggiormente durante il giorno), ma non alla crescita della nostra massa muscolare. Operazione che avviene solo successivamente all’attività fisica e ad opera di 3 ormoni specifici:

- Il testosterone ha come bersaglio le fibrocellule (cellule del muscolo) e specificatamente i lisosomi (organelli dispersi nel citosplasma), dedicati alla produzione di proteine necessarie alla ricostruzione del muscolo.

- Il Gh e quindi l’Igf-1 hanno come bersaglio i fibroblasti, che appunto sono le cellule dedicate alla ricostruzione delle nostre ossa.

- Il Mgf (fattore meccanico della crescita) che si occupa dell’aumento della massa muscolare (iperplasia muscolare) ha la funzione  di riparare le fibrocellule lesionate dall’attività fisica e quindi aumentarne la dimensione. Approfondiamolo insieme. 

Il Mgf (mechano growth factor)

Questo ormone è una variante dell’ormone Igf-1. La sua particolarità è di non essere prodotto dal fegato, ma all’interno della fibre muscolari stessa, dove rimane e agisce direttamente stimolando la ricostruzione muscolare. Le sue funzioni specifiche sono di riparare le miofibrille ed il sarcomero, promuovendo la sintesi proteica da parte dei lisosomi (in sinergia con il testosterone), ma soprattutto di promuovere la replicazione delle cellule satelliti (cellule staminali muscolari) e di facilitarne la fusione all’interno delle fibrocellule.