Le fibre muscolari

La fibra muscolare è l'unità morfologica del muscolo scheletrico o, più semplicemente, una delle tante cellule che lo compongono. Ogni muscolo è infatti formato da un certo numero di fascicoli, a loro volta costituiti da cellule chiamate, appunto, fibre muscolari. Grazie a queste unità cilindriche, l'energia chimica liberata dalle reazioni metaboliche si trasforma in energia meccanica che, agendo sulle leve ossee, realizza il movimento.

Le fibre muscolari, raggruppate in fasci, hanno lunghezza variabile da pochi mm a diversi cm, con un diametro che va dai 10 ai 100 µm (1 µm = 0.001 mm). Per questo motivo l'anatomia le descrive come lunghe cellule cilindriche, polinucletate, perché contengono numerosi nuclei in prossimità della loro superficie. Al loro interno si trovano invece migliaia di filamenti, detti miofibrille, contenenti unità contrattili chiamate sarcomeri. Le fibre muscolari scheletriche sono le più grandi cellule dell'organismo.

I fisiologi che si occupano di muscoli, ci dicono che le varie fibre differiscono tra loro, non solo dal punto di vista anatomico, ma anche per alcune precise caratteristiche fisiologiche:

all'interno di ogni muscolo si riconoscono diversi tipi di fibre, classificate in base alla velocità di contrazione e alla resistenza alla fatica.

Fibre bianche a contrazione rapida

Le fibre a contrazione rapida (bianche, di tipo II o FT, dall'inglese "Veloce twitch"), intervengono nelle azioni muscolari rapide ed intense. Al loro interno troviamo un'elevata concentrazione degli enzimi tipici del metabolismo anaerobico alattacido e glicolitico.

Le fibre a contrazione rapida vengono innervate dai motoneuroni α, molto grandi e con assoni di grosso calibro, specializzati nella trasmissione veloce di impulsi nervosi.

La densità del letto capillare è piuttosto bassa, soprattutto se paragonata con il secondo tipo di fibre che andremo a descrivere tra qualche riga; ridotto anche il contenuto in mioglobina, mitocondri ed enzimi ossidativi. La velocità di contrazione e la forza sviluppata sono però dalle due alle tre volte superiori.

Le fibre veloci vengono reclutate durante esercizi di breve durata che richiedono un grosso impegno neuromuscolare. Esse si attivano soltanto quando il reclutamento delle fibre a contrazione lenta è massimo.

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In risposta ad uno sforzo fisico intenso si attivano per prime le unità motorie più piccole e, mano a mano che l'intensità aumenta, si ha un progressivo maggior reclutamento delle fibre rapide

 

 

A fianco di fibre puramente veloci, che sviluppano forze elevate ma che si affaticano rapidamente (tipo IIb o FF, dall'inglese Veloce fatiguable), esistono altre fibre con una velocità di contrazione leggermente inferiore ma dotate di maggior resistenza (tipo IIa o FR, dall'inglese Veloce fadigue resistant). A causa di queste caratteristiche di transizione, le fibre IIa sono conosciute anche come "fibre intermedie", una sorta, cioè, di punto di passaggio da quelle veloci a quelle lente. Tale transizione è stimolabile, in un senso o nell'altro, attraverso allenamenti specifici protratti e ripetutiti per un periodo di tempo sufficientemente lungo.

Nei muscoli scheletrici adulti è presente un terzo tipo di fibre, dette IIx, con caratteristiche intermedie tra le IIa e le IIb.

I muscoli degli sprinters hanno un'elevata percentuale di fibre bianche di tipo IIb.

Fibre rosse a contrazione lenta

Le fibre muscolari a contrazione lenta (rosse, di tipo I o ST, dall'inglese "slow twitch"), vengono reclutate in azioni muscolari di scarsa entità ma di lunga durata. Fibre muscolari, Visione al MicroscopioPiù sottili delle bianche, le fibre rosse trattengono più glicogeno e concentrano gli enzimi associati al metabolismo aerobico. I mitocondri sono più numerosi e di dimensioni maggiori, proprio come il numero di capillari che irrora la singola fibra. La ridotta dimensione di quest'ultima facilita la diffusione dell'ossigeno dal sangue ai mitocondri, a causa della minor distanza che gli separa. E' proprio l'abbondante contenuto di mioglobina e mitocondri a conferire a queste fibre il colorito rosso, da cui deriva il loro nome.

 

 

Fibre lente

Fibre veloci

Fibre intermedie

Produzione Atp

Fosforilazione ossidativa
(aerobico)

Glicolisi

(anaerobico lattacido)

Fosfocreatina
(anaerobico alattacido)

Fosforilazione ossidativa

(aerobico)

Glicolisi

(anaerobico lattacido)

Enzimi ossidativi Abbondanti Scarse

Caratteristiche intermedie

Enzimi glicolitici Scarsi Abbondanti

Colore (mioglobina)

Rosso Intenso

Chiaro

Mitocondri

Numerosi

Scarsi

Substrati energetici Principalmente lipidi Principalmente glucidi

Diametro fibra

Piccolo con molti

capillari

Grande con pochi

capillari

Caratteristiche

motoneurone

Piccolo assone e corpo

cellulare, bassa velocità

di conduzione e

frequenza di scarica

Grande assone e corpo

cellulare, elevata velocità di

conduzione e frequenza di

scarica

Velocità di

affaticamento

Lenta

Rapida

Caratteristica

Mantengono attività

tonica per lunghi

periodi

Mantengono un attività

esplosiva e potente per

pochi istanti

 

Fibre tipo I
(rosse o lente)
Fibre tipo IIa
(intermedie)
Fibre tipo IIx
(bianche intermedie)
Fibre tipo IIb
(bianche o veloci)
Tempo di contrazione Lento Moderatamente Veloce Veloce Molto Veloce
Dimensione dei motoneuroni Piccola Media Grande Grande
Resistenza alla fatica Elevata Abbastanza elevata Intermedia Bassa
Tipo di attività a cui sono preposte Aerobica Anaerobica prolungata Anaerobica a breve termine Anaerobica a breve termine
Massima durata d'uso Ore < 30 minuti < 5 minuti < 1 minuto
Potenza Prodotta Bassa Media Elevata Molto Elevata
Densità Mitocondri Elevata Elevata Media Bassa
Densità Capillare Elevata Intermedia Bassa Bassa
Capacità ossidativa Elevata Elevata Intermedia Bassa
Capacità glicolitica Bassa Elevata Elevata Elevata
Principale carburante di deposito Trigliceridi Fosfocreatina, glicogeno Fosfocreatina, glicogeno Fosfocreatina, glicogeno

 

La conduzione dello stimolo nervoso non è rapida come nel caso precedente, ma molto più continua e stabile nel tempo. I motoneuroni che innervano le fibre rosse sono infatti più piccoli rispetto a quelli che trasmettono l'impulso nervoso alle fibre veloci. Mentre i primi scaricano continuamente a basse frequenze, i secondi scaricano ripetutamente con salve a elevata frequenza.

Nei maratoneti, nei ciclisti su strada e negli altri atleti impegnati in discipline sportive di durata, si osserva un netto predominio delle fibre lente: una caratteristica in parte di origine genetica ed in parte dovuta al processo di adattamento delle fibre intermedie.

 

LO SAPEVI CHE: la forza sviluppata da una fibra muscolare dipende dalla sua lunghezza all'inizio della contrazione. Essa deve avere un valore ottimale, al di fuori del quale (muscolo retratto o eccessivamente allungato) la prestazione di forza si riduce.

I muscoli bianchi, ricchi di fibre di tipo IIb (ma anche di tipo IIa), sono detti MUSCOLI FASICI, perché capaci di contrazioni rapide e brevi.

I muscoli rossi, ove prevalgono le fibre di tipo I, sono detti MUSCOLI TONICI, per la capacità di rimanere a lungo in contrazione.


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