Biomeccanica della contrazione muscolare
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Biomeccanica della contrazione muscolare

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Biomeccanica della contrazione muscolare

Quando un muscolo è eccitato produce una tensione, ma il lavoro che il muscolo compie per vincere il carico può essere svolto in varie modalità. Il lavoro è la risultante della forza che il muscolo sviluppa per lo spostamento che assume nello spazio. Questo parametro può tendere verso la forza mantenendo costante lo spostamento, o viceversa può essere lo spostamento che determina il lavoro, mantenendo costante la forza che sviluppa. Si pensi che la forza che sviluppa un muscolo può essere la stessa che esso superi o meno una resistenza (spingere il muro con il palmo della mano o trasportare le buste della spesa). Il muscolo è in grado di sviluppare tensione attraverso il suo accorciamento o allungamento, e mantenendo costante la sua lunghezza.

Consideriamo dunque inizialmente tre modalità di contrazione muscolare affinché esso possa sviluppare tensione.

Contrazione isometrica

La contrazione isometrica è quella contrazione in cui il muscolo sviluppa tensione senza variazione di lunghezza. Dal punto di vista anatomico, alcuni sarcomeri si accorciano e altri, all'interno dello stesso miofilamento, vengono allungati. Questo tipo di modalità di contrazione è tipica delle situazioni in cui sussiste la necessità di vincere una resistenza costante e superiore alla tensione che il muscolo può sviluppare. Si pensi ad appoggiare il palmo della mano ad una parete e di incrementare la tensione del bicipite brachiale e del tricipite brachiale per spostarla: ovviamente la parete non si sposta, perché i muscoli non sono in grado di vincere la resistenza, ma sviluppano lavoro sotto forma di tensione muscolare.

Secondo diversi autori, questo tipo di contrazione muscolare sembrerebbe quella tipica del tono di base della postura. Qui di seguito valuteremo la modulazione del tono di base prendendo in riferimento sia i riflessi spinali che le modalità di contrazione che possono essere messi in atto. Come vedremo in seguito, la gestione del tono di base non è dovuta esclusivamente a contrazioni isometriche da parte della muscolatura, ma è un processo dinamico di alternanza tra contrazione e rilasciamento.

Contrazione concentrica

Nella contrazione concentrica, il lavoro che il muscolo sviluppa è il risultato del suo accorciamento. Una delle estremità articolari è lasciata libera mentre l'altra è fissa; il muscolo in questo caso si accorcia sviluppando una tensione che viene applicata sulla leva articolare per vincere la resistenza. Si pensi a questo proposito di dover sollevare una busta della spesa attraverso la flessione dell'avambraccio sul braccio. Anche questa modalità di contrazione dipende dalla gestione del tono dei muscoli antagonisti ed agonisti. Il ruolo del muscolo agonista è quello di vincere la resistenza (flessore dell'avambraccio sul braccio), mentre quello dell'antagonista è quello di stabilizzare il movimento sviluppando tensione in allungamento. In ogni movimento volontario la modalità di contrazione concentrica dipende dalla libertà degli agonisti in relazione al freno applicato dall'antagonista,  per contrazione eccentrica o per contrazione isometrica, attraverso un elevato o esiguo tono di base.

Lo spostamento articolare è in relazione a dove il carico viene applicato sulla leva articolare, se il punto fisso è situato sulla parte distale o prossimale dell'inserzione muscolare. Nel caso del sacchetto della spesa, il carico è situato sulla parte distale, e il bicipite brachiale ha punto fisso sul cingolo scapolare: accorciandosi, flette l'avambraccio sul braccio. Al contrario, se il punto fisso é distale, come nel caso in cui ci si appende alla maniglia del tram, il bicipite brachiale solleva il cingolo scapolare e le parti del corpo ad esso collegate.