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Tensione e contrazione delle fibre muscolari

La tensione sviluppata da una fibra muscolare durante una contrazione dipende dalla lunghezza dei singoli sarcomeri prima dell'inizio della contrazione stessa. Ogni sarcomero, durante la contrazione, sviluppa una forza massimale se si trova alla lunghezza ottimale (né troppo lungo né troppo corto) prima che la contrazione inizi. A livello molecolare, la lunghezza del sarcomero riflette la sovrapposizione tra filamenti spessi e sottili. 

La teoria dello scorrimento dei filamenti prevede che la tensione della fibra muscolare sia direttamente proporzionale al numero di ponti trasversali che si formano tra i filamenti spessi e sottili. Se la fibra comincia la contrazione quando il sarcomero è troppo lungo, i filamenti sottili e spessi sono scarsamente sovrapposti e formano pochi ponti trasversali, se invece il sarcomero è troppo corto, i filamenti sono troppo sovrapposti, e di conseguenza i filamenti spessi possono trascinare quelli sottili solo per una breve distanza prima che questi comincino a sovrapporsi, impedendo la formazione di ponti trasversali. Alla lunghezza ottimale, invece, si può formare il massimo numero di ponti trasversali e la fibra può generare la massima forza contrattile. Comunque, è importante notare che una singola contrazione non rappresenta il massimo della forza che una fibra muscolare può sviluppare. 
La forza generata dalla contrazione di una singola fibra può essere aumentata incrementando, anche, la frequenza dei potenziali d'azione che stimolano quest'ultima. Se potenziali d'azione ripetuti sono separati da lunghi intervalli di tempo, le fibre muscolari hanno il tempo di rilasciarsi completamente tra gli stimoli. Se invece gli intervalli fra le contrazioni si accorciano, la fibra muscolare non si rilascia completamente tra due stimoli e sviluppa una contrazione più forte per effetto di una sommazione di forza. In quest'ultimo caso, quindi, il grado di rilasciamento tra le contrazioni diminuisce e la fibra muscolare raggiunge uno stato di contrazione noto come tetano. Due sono i tipi di tetano: in quello incompleto (non fuso) la frequenza di stimolazione non è massimale e la fibra si rilascia leggermente tra i singoli stimoli, nel tetano completo o fuso, invece, la frequenza di stimolazione è così alta che la fibra non ha tempo di rilasciarsi per nulla tra uno stimolo e l'altro, e sviluppa la massima tensione possibile.

Tratto da FISIOLOGIA: UN APPROCCIO INTEGRATO di Domenico Azarnia Tehran
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