Quali sono i meccanismi del movimento muscolare?

Il movimento muscolare è un fenomeno biologico che solo di recente è stato completamente compreso dagli scienziati. Una sequenza di eventi molto complessa, molti dei quali si svolgono a livello molecolare, che provoca movimenti muscolari. Esistono diversi tipi di muscoli nel corpo, ma solo i muscoli scheletrici - i muscoli che muovono ossa e articolazioni - sono controllati volontariamente. I muscoli che controllano il sistema circolatorio e alcune funzioni degli organi si muovono senza il nostro controllo e spesso senza che ce ne accorgiamo mai.

I muscoli scheletrici sono composti da cellule lunghe e sottili che sono anche conosciute come fibre muscolari. Ogni microscopica fibra muscolare contiene i meccanismi necessari per causare movimenti muscolari su piccola scala. I vasi sanguigni e i neuroni sono presenti all'interno e attorno a gruppi raggruppati di fibre muscolari e forniscono l'energia e le informazioni sui nervi necessarie per muovere il muscolo.

Ogni fibra muscolare è essa stessa un fascio di unità più piccole chiamate miofibrille, dove ha origine il movimento muscolare. All'interno di ogni miofibrilla sono presenti filamenti o filamenti costituiti da due diverse proteine ​​chiamate actina e miosina. Questi fili proteici sono ancorati alla struttura della miofibrilla e si trovano paralleli tra loro. Quando vengono spinti da un impulso nervoso, i filamenti proteici si spingono uno accanto all'altro, come i remi di una barca a remi attraverso l'acqua.

I filamenti proteici sono in grado di farlo utilizzando l'energia chimica derivata da un composto noto come adenosina trifosfato (ATP). L'ATP è tra le sostanze chimiche più essenziali presenti nel corpo. Permette il funzionamento di ogni muscolo, incluso il cuore e il diaframma, e la vita cesserebbe immediatamente senza di essa.

Quando i filamenti di miosina e actina si spostano l'uno accanto all'altro da uno stato rilassato, la fibra muscolare nel suo complesso si contrae. Quando tutte le cellule di un muscolo si contraggono nella stessa direzione, il muscolo muove l'osso a cui è attaccato in quella direzione. Al contrario, quando le fibre muscolari si rilassano, anche il muscolo nel suo complesso si rilassa. Ci sono altre reazioni chimiche molto complesse che si verificano, coinvolgendo il calcio e altri elementi che aiutano ad attivare e disattivare le contrazioni muscolari, ma i meccanismi dei movimenti muscolari vengono eseguiti dai filamenti proteici.

I muscoli sono spesso raggruppati in coppie, in cui una contrazione di un muscolo muove un osso in un certo modo e una contrazione dell'altro muscolo lo sposta nel modo opposto. Questo è il caso dei muscoli bicipiti e tricipiti della parte superiore del braccio. Quando il sistema nervoso centrale dà un impulso a contrarre il bicipite, si verifica un impulso corrispondente per rilassare il tricipite e viceversa. Questi impulsi simultanei sono necessari per consentire la libertà di movimento in entrambe le direzioni.