Fibra muscolare

fibre muscolari costituiscono l'unità cellulare di base e di lavoro di tutti i muscoli scheletrici umani. Possono avere una lunghezza da meno di 1 mm a 50 cm con uno spessore da circa 0,01 a 0,2 mm. Diverse fibre muscolari diventano fasci di fibre muscolari, che, anche combinate in più, formano il muscolo nella sua interezza. Le fibre muscolari multinucleate possono rispondere agli stimoli nervosi elettrici con contrazione o rilassamento. Esistono diversi tipi di fibre muscolari che differiscono per velocità di reazione, comportamento alla fatica e metabolismo energetico.

Cosa sono le fibre muscolari?

Come fibre muscolari sono le cellule muscolari striate che compongono i muscoli scheletrici. Altri nomi comuni sono Cellule delle fibre muscolari o miociti. Le fibre muscolari multi-core raggiungono una lunghezza da pochi mm a 50 cm e un diametro da 0,01 a 0,2 mm. Diverse fibre muscolari allineate in parallelo vengono combinate in fasci di fibre muscolari e avvolte da una membrana.

L'effettiva funzione contrattile è svolta dalle miofibrille, diverse centinaia delle quali sono presenti in ciascuna fibra muscolare. Una contrazione del muscolo si ottiene facendo scorrere i filamenti di actina e miosina parallelamente l'uno accanto all'altro senza che si accorcino. Per l'adempimento di diversi compiti dei muscoli come la forza di velocità con il minimo Tempo di reazione o resistenza, si possono distinguere diversi tipi di fibre muscolari, che differiscono nel tempo di reazione e nel loro metabolismo energetico.

Le fibre muscolari a reazione rapida che si stancano lavorano velocemente nella zona anaerobica, mentre le fibre muscolari, che sono caratterizzate da tempi di reazione più lunghi, lavorano principalmente in funzionamento aerobico continuo. La distribuzione dei diversi tipi di fibre muscolari all'interno di un muscolo è in gran parte genetica ed è molto probabile che non possa essere modificata dall'allenamento di forza e resistenza.

Anatomia e struttura

Le fibre muscolari sono i mattoni cellulari dei muscoli scheletrici striati. È un sincizio, una fusione di molte singole cellule, il cui citoplasma e i nuclei cellulari vengono trattenuti e diventano parte della nuova grande cellula. Una fibra muscolare può contenere fino a 40 nuclei cellulari per mm. Ogni singola fibra muscolare contiene diverse centinaia di miofibrille, che sono composte da sarcomeri lunghi solo circa 2 µm.

I sarcomeri assomigliano a minuscoli "compartimenti" in cui si trovano miofilamenti di actina paralleli e, ciascuno sfalsato lateralmente, le proteine ​​motorie della miosina. Sono disposti uno dietro l'altro in modo così regolare che le tipiche strisce orizzontali possono essere viste alla luce polarizzata. In una fibra muscolare con una lunghezza di 10 cm ci sono cica 40.000 sarcomeri di fila. Quando viene ricevuto un potenziale d'azione corrispondente, i filamenti di actina e miosina scivolano l'uno nell'altro e portano ad un accorciamento della cellula muscolare.

Ogni miofibrilla e i suoi organelli associati sono avvolti da una membrana, il sarcolemma. Per aumentare la resistenza meccanica, le miofibrille contengono anche fibre di tessuto connettivo che sono cresciute sulla membrana basale. I cosiddetti fusi muscolari o propriocettori, che sono incorporati tra le fibre muscolari e informano il sistema nervoso centrale (SNC) sullo stato attuale di contrazione del muscolo attraverso le fibre nervose afferenti, svolgono un ruolo molto importante.

Funzione e compiti

I muscoli scheletrici possono svolgere solo le loro funzioni principali come stabilizzare il corpo, muovere i singoli arti e rilasciare calore al corpo attraverso l'interazione delle loro singole fibre muscolari. Per garantire che tutte le fibre muscolari si accorciano quasi contemporaneamente durante una contrazione muscolare, tutte le fibre muscolari devono ricevere il potenziale d'azione per la contrazione (quasi) contemporaneamente, altrimenti si verificherebbero tensione e rilassamento muscolare puntiformi.

Il sarcolemma è responsabile dell'inoltro del comando di contrazione a tutte le cellule muscolari di un certo muscolo, che fornisce i prerequisiti anatomici per questo attraverso le sue numerose invaginazioni nelle miofibrille. Le fibre FT a reazione estremamente rapida (contrazione rapida), che appaiono pallide a causa del loro basso contenuto di mioglobina e mitocondri, sono anche conosciute come fibre muscolari bianche. Sviluppa un alto potenziale di forza, ma ti stanchi rapidamente. Il corpo ha bisogno di questi tipi di fibre muscolari per le reazioni di fuga o di attacco, nonché per il salto alto o la potenza di impatto.

In contrasto a questo ci sono le cosiddette fibre ST lente (contrazione lenta), che sono anche chiamate fibre muscolari rosse a causa del loro alto contenuto di mioglobina e mitocondri. Si sviluppa meno forza, ma si lavora aerobicamente e ci si stanca molto più lentamente. In caso di ipotermia, le cellule muscolari dei muscoli scheletrici possono essere indotte dal sistema nervoso autonomo a brividi volontariamente incontrollabili (tremori muscolari), che alla fine converte il glucosio in calore e la temperatura corporea può aumentare di nuovo.

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Malattie e disturbi

Malattie e disturbi in relazione alle fibre muscolari possono verificarsi sia attraverso malattie dirette e infiammazioni sulle fibre muscolari, sia attraverso lesioni sui nervi innervatori o sui loro nodi nervosi superiori. Nel primo caso c'è una moltitudine di possibili miopatie miofibrillari e nel secondo caso una malattia neuromuscolare.

Un danno meccanico diretto alle fibre muscolari può derivare da una fibra muscolare rotta se il muscolo è stressato troppo in determinati punti. Di solito sono interessate diverse fibre muscolari o persino interi fasci di fibre muscolari. Le miopatie miofibrillari si manifestano in progressiva debolezza muscolare e atrofia muscolare, che può essere attribuita a uno o più difetti genetici. Mentre i tremori muscolari sotto forma di brividi devono essere valutati come un processo normale, i tremori muscolari (tremori) possono anche essere innescati da un'ampia varietà di malattie neurologiche. Viene fatta una distinzione tra tremore di riposo, azione, movimento o intenzione.

I diversi tipi di tremore forniscono indizi iniziali sul tipo di possibili lesioni nel cervello. Una grave compromissione delle fibre muscolari può essere causata dalla malattia dei motoneuroni. Sono interessati i primi motoneuroni (primari), i cui assoni hanno origine nella corteccia motoria, oppure i secondi motoneuroni, che hanno origine dal midollo spinale. La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) appartiene al gruppo delle malattie dei motoneuroni. Si annuncia attraverso debolezza muscolare o rigidità muscolare e prende un corso progressivo diverso.