Il Biomeccanico: una nuova figura professionale al servizio del calcio

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CAPITOLO 3 
I MOVIMENTI FONDAMENTALI 
PER LA BIOMECCANICA 
 
3.0 Le basi neurofisiologiche del movimento 
 
Cosa agisce sull’organizzazione del movimento e come viene coadiuvato 
l’apprendimento motorio 
 
Una gru. 
Chi di noi non ha mai visto l’oggetto 
rappresentato a fianco? Questa macchina 
compie lavori impossibili da portare a 
compimento per un uomo.  
Certo, nessuno di noi si sogna di ritenerla superiore all’essere che 
l’ha creata o di ritenerla interamente autonoma solo perché compie un 
lavoro che a noi risulta impossibile. Non prendiamo nemmeno in 
considerazione che possa funzionare senza l’intervento e il controllo 
continuo dell’uomo stesso.  
Quindi se dovessimo identificare la parte prioritaria del 
funzionamento di una gru non avremmo difficoltà a farlo: è il suo 
operatore, l’uomo. 
Avrebbe senso pensare ad una gru funzionante solo come a un 
insieme di leve e parti meccaniche, separate e indipendenti da chi le 
comanda? Avrebbe senso concentraci sul lavoro che queste svolgono 
dimenticando chi le sta guidando? O peggio, non sarebbe assurdo nella 
progettazione della gru dimenticarci del sistema di comando che lo 
colleghino al sistema operativo?  
È facilmente comprensibile che la gru la pensiamo come sistema 
uomo/macchina e che quindi non togliamo l’importanza alle leve o ai 
Figura 5 Gru (tratto da 
www.directindustry.it)
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sistemi effettori ed alla loro progettazione. Ma tutto questo insieme 
meccanico senza un sistema di controllo e di gestione non funzionerebbe 
o mal funzionerebbe, anche se ben progettate. 
Perché l’esempio della gru?  
Perché questo è paragonabile a ciò che è la macchina umana. Ma 
prima di entrare nel dettaglio è importante analizzare come questa opera 
straordinaria funziona, attraverso una descrizione semplice dei principi 
fisiologici. 
 
La macchina motoria umana ha potenzialità veramente incredibili e 
il suo equilibrio è fondamentale per il suo buon funzionamento. 
Questo equilibrio viene definito come omeostasi e diversi fattori 
concorrono al suo mantenimento.  
Si pensi, ad esempio, alla temperatura corporea. In base 
all’innalzamento o all’abbassamento della medesima, sistemi specifici 
intervengono in maniera diversa avendo come obiettivo il mantenimento 
dell’equilibrio. Quando essa si innalza o si abbassa eccessivamente dalla 
temperatura media fisiologica di 37°C, meccanismi come l’evaporazione 
del sudore, un aumentato metabolismo o i brividi di freddo (contrazioni 
della muscolatura liscia autonoma che contraendosi producono calore) 
intervengono per riportarla in condizioni di normalità. 
Un altro concetto fondamentale riguarda l’energia. Tutte le 
macchine che conosciamo funzionano attraverso l’uso di energia prodotta 
in maniera diversa. 
Anche la macchina umana funziona attraverso l’uso di energia e a 
differenza delle macchine costruite dall’uomo questa ha bisogno di 
essere creata partendo dalle sostanze che si inseriscono nell’organismo. 
Questo processo, che rappresenta il metabolismo della macchina 
umana, avviene per disgregazione delle sostanze che ingeriamo, il 
catabolismo. A differenza delle macchine costruite dall’uomo, la stessa
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fonte di nutrimento serve come raccolta di materia prima per riparare, 
mantenere e sostituire parti della macchina stessa ed è rappresentata 
dall’anabolismo.  
Infatti grazie alle proteine che ingeriamo ricaviamo alcuni 
aminoacidi (i costituenti della catena proteica) essenziali per la vita e che 
il nostro corpo non è in grado di produrre.  
Come una buona macchina, anche noi abbiamo dei serbatoi che 
conservano elementi indispensabili utilizzati in caso di richiesta 
energetica suppletiva, come avviene durante una attività fisica.  
Il nostro corpo ha un continuo bisogno di zuccheri (cervello e 
muscoli ne sono i principali utilizzatori) e per questo motivo vengono 
conservati sotto forma di glicogeno nel fegato pronti ad essere trasformati 
e usati. Inoltre, nel tessuto adiposo immagazziniamo gli acidi grassi sotto 
forma di trigliceridi che verranno richiesti quando ci sarà bisogno di molta 
energia. Quest’ultimi, più degli zuccheri, attraverso il loro catabolismo 
possono produrre molta dell’energia che è usata per far funzionare la 
macchina umana, l’ATP. Senza che dimentichiamo anche la produzione 
di CP, creatinfostato, che concorre con l’ATP al mantenimento del flusso 
energetico al corpo. È importante inoltre tenere conto dei valori di acqua 
persa e acqua introdotta.  
Tutto ciò che ingeriamo e metabolizziamo viene distribuito ai 
tessuti, ai muscoli e al cervello grazie ai fluidi ematici. Durante il gesto 
atletico il nostro organismo consuma i nutrienti presenti nei serbatoi per 
permettere ai muscoli stessi di funzionare. I crampi possono essere 
generati da diverse situazioni. Spesso sono dovuti a un’eccessiva 
disidratazione, problemi circolatori, squilibri o carenza di alcuni elementi 
(sodio, potassio, magnesio, calcio e vitamina D) e in uno sportivo sono 
spesso dovuti alla mancanza di allenamento. Quindi un atleta ben 
allenato saprà utilizzare bene le sue potenzialità contrattili e le sue riserve 
energetiche affaticando meno il cuore (frequenza, gettata cardiaca) e
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permettendo inoltre una buona ossigenazione dei tessuti con una 
frequenza respiratoria ottimale per l’attività che si sta svolgendo (debito 
d’ossigeno).  
Sin qui è comprensibile perché ci si è concentrati maggiormente 
nell’allenare gli aspetti energetici, il cuore e i polmoni, allo sforzo 
attraverso l’allenamento funzionale o muscolare che sono gli effettori del 
movimento. Ma come in una gru, non bisogna dimenticare gli altri fattori. 
Fattori come quello biomeccanico e quello psicologico sebbene 
siano conosciuti sono poco approfonditi e poco utilizzati nel mondo 
sportivo allo scopo di incrementare performance e prevenire traumi; e 
negli ultimi anni la prevenzione degli infortuni è diventata per molti club un 
vero problema.  
Proviamo a fare un breve esempio per sottolineare questo aspetto. 
Un normale stato di ansia o di preoccupazione è normalmente presente 
in un atleta prima della gara. Questo aspetto psicologico (e con esso 
molti altri), agendo sul sistema ortosimpatico può aumentare la frequenza 
cardiaca, introdurre un maggior numero di catecolamine in circolo che 
concorrono allo stesso effetto, alterando con la frequenza anche la 
gettata sistolica.  
L’aumento della velocità del flusso di sangue riduce la permanenza 
del sangue venoso (o meglio del globulo rosso) all’interno dell’alveolo 
ed essendo ridotto il suo tempo di passaggio (generalmente 0,75 sec 
necessari allo scambio dei gas in condizioni normali) la perfusione 
d’ossigeno potrebbe risultare alterata. Dato che l’ossigeno è un elemento 
ossidativo necessario a produrre energia sotto forma di ATP nel contesto 
aerobico, comprendiamo come anche semplici eventi emozionali o della 
ragione possano alterare la performance, vanificando il lavoro svolto in 
settimana.
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Nei contesti di 
anaerobiosi eventi emozionali 
possono giocare sulla 
motivazione ad eseguire un 
gesto alterando comunque la 
prestazione finale ottenuta, 
nonostante l’allenamento. 
Il sistema nervoso centrale (SNC) presiede tutte queste attività e 
quindi anche quelle motorie. 
Ma come fa il SNC a coordinare, elaborare ed eseguire un gesto 
sottoposto a comando o riflesso (autonomo)?  
La macchina motoria umana è dotata di molti “sensori”: alcuni 
registrano e notificano al cervello dati relativi la pressione o la vibrazione, 
altri relativi alla propriocezione (cioè alla posizione del corpo), altri 
passano informazioni di pericolo o di dolore, ecc. 
Questi sensori inviano informazioni al cervello permettendoci di 
analizzare, capire e reagire a ciò che ci circonda.  
Ci permettono per esempio di correlare noi stessi al movimento di 
oggetti che osserviamo programmando di conseguenza il nostro gesto e 
le nostre reazioni.  
Ognuno d’essi ha una risposta diversa e si distinguono in: 
 
- Tonici: si adattano lentamente allo stimolo conducendo così 
lentamente il segnale al cervello. La risposta di questi recettori 
prende il nome di scarica tonica; 
- Fasici: si adattano rapidamente e conducono velocemente il 
segnale al cervello. Il segnale prodotto dai recettori fasici prende il 
nome di scarica fasica.  
Figura 6 Aree del 
cervello (tratto da 
www.inran.it)
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Questi recettori, come in un’ordinata rete autostradale, danno 
precedenza ai segnali provenienti dai sensori del dolore (nocicettori) che 
forniscono informazioni circa eventuali danni che subiscono i tessuti 
dell’organismo e sono in grado di creare stimoli riflessi di esecuzione 
rapidissima (0,5 - 30 m/s) come l’allontanamento di un arto da una fonte 
calda. 
L’organo tendineo del 
Golgi è situato nella giunzione 
tra i tendini e le fibre muscolari e 
fornisce informazioni sulla 
tensione muscolare. 
Quando recepisce uno stiramento eccessivo si attiva eccitando 
degli interneuroni inibitori nel midollo spinale che a loro volta causano 
l’inibizione dei motoneuroni alfa che innervano il muscolo, provocando la 
diminuzione o la cessazione della contrazione muscolare. 
Il fuso neuromuscolare è un recettore meccanico situato 
all’interno dei muscoli striati e dà informazioni sullo stato di contrazione 
muscolare permettendoci di adattare la postura che ci consente di vivere 
vincendo la forza di gravità. 
Con questi sensori cooperano altri che sono presenti all’interno 
delle articolazioni.  
Queste sinergie ci permettono il movimento volontario attraverso 
riflessi involontari (il miotatico, ad esempio) che attivano senza il bisogno 
di un nostro controllo diretto i fasci muscolari o meglio le unità motorie più 
adatte a correggere tali disequilibri.  
 
 
 
 
Figura 7 Organo tendineo del Golgi (tratto da 
www.scienzemotorie.com)
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Va detto che mentre i riflessi sono innati, i gesti ad esso correlati 
sono allenabili per tutta la durata della nostra vita essendo il nostro SNC 
molto plastico. Cosa manca dunque?  
Il collegamento tra ciò che percepiamo e ciò che facciamo.  
Lo stimolo afferente raggiunge il corno posteriore del midollo 
spinale il quale in modo diretto e quindi senza il coinvolgimento del SNC 
invia un segnale attraverso un motoneurone alfa, posto nel corno 
anteriore, al muscolo (il quadricipite in questo caso) che contraendosi 
mantiene la postura eretta (effettore). 
Figura 8 Esempio di riflesso monosinaptico (da Univ. San Raffaele 
lez di Fisiologia II) 
Figura 9 Esempio di riflesso monosinaptico (da Univ. San Raffaele 
lez di Fisiologia II)