18 Ago 2018
CONTRAZIONE ECCENTRICA
Posted by Forrest Group Minerva
Creato: 18 Agosto 2018

Contrazione eccentrica

La fisiologia muscolare è un po' strana.

aggiornato l'1 maggio 2018 (pubblicato per la prima volta nel 2007)
di Paul Ingraham, Vancouver, Canada

[N.d.r.: nell'ambito della lettura è utile consultare direttamente anche le note [i numeri] che compaiono nel testo. Potrai poi ritornare agevolmente al medesimo punto dell'articolo. Fai una prova [X]]

SOMMARIO

Una contrazione eccentrica o frenata è un tipo di contrazione muscolare routinaria interessante, che sembra un paradosso: il muscolo si contrae anche mentre si allunga! La contrazione eccentrica è fisiologicamente un po' misteriosa ed è risaputo che essa è più dura per i muscoli, causando più dolore (il dolore al quadricipite, dopo un'escursione in montagna, è il classico esempio) - un buono stimolo per l'adattamento, sia dei tendini, così come dei muscoli.


gif eccentric contraction 1Quando pensi ad una contrazione muscolare, di solito immagini un muscolo che si accorcia; questa si chiama contrazione "concentrica", ma non è sempre quello che succede. Possiamo anche fare contrazioni "isometriche", in cui non c'è alcun cambiamento di lunghezza. E poi c'è lo strano, misterioso ma abituale trucchetto muscolare noto come contrazione "eccentrica", che è davvero strana: una contrazione durante l'allungamento, talvolta chiamata anche contrazione frenante.

Com'è possibile? Come può anche essere definita una "contrazione"? [1] Bella domanda! Questo è uno dei classici esempi di un piccolo ma persistente mistero della biologia. In questa epoca fantascientifica di scansioni del corpo e di molecole di farmaci personalizzati, nessuno realmente conosce, davvero, come funzioni la contrazione eccentrica. La teoria della contrazione muscolare - il modello del sarcomero, di più su questo argomento nel seguito - è impressionante ma inadeguata.

         contrazione concentrica

= contrazione mentre il muscolo si accorcia
         contrazione isometrica

= contrazione senza cambiare lunghezza del muscolo ("serrante")
         contrazione eccentrica

= contrazione mentre il muscolo si allunga ("frenante")

 

Quando si usa una contrazione eccentrica?

Anche se nessuno sa come funziona, è facile capire perché si ha bisogno di una contrazione eccentrica: abbiamo regolarmente la necessità di controllare, e rallentare l'allungamento di un muscolo, una contrazione "frenante".

gif eccentric contractionL'esempio più semplice di contrazione eccentrica è quella di abbassare un bilanciere in un piegamento del bicipite. Ovviamente il muscolo del bicipite si contrae per sollevare il bilanciere. Ma si contrae anche quando si abbassa il peso - se così non fosse, lo si rilascerebbe troppo velocemente! La contrazione non è abbastanza forte per fermare l'allungamento del muscolo. La contrazione è abbastanza forte per frenare l'allungamento del muscolo.

Ecco tre esempi più semplici e meno ovvi:

  • Il muscolo tibiale anteriore della gamba flette il piede in alto quando si contrae. Ma quando si cammina o si corre, si contrae in modo eccentrico per controllare la discesa delle dita dopo l’impatto sul tallone. Senza di esso, i piedi impatterebbero in modo terribile ad ogni passo.
  • Il gruppo muscolare del quadricipite si contrae in modo eccentrico mentre scendi da una scala o da una collina. I quadricipiti sono muscoli "antigravitazionali", quando si contraggono concentricamente, estendendo il ginocchio con forza per sollevarsi. Ma quando ti abbassi/scendi, il tuo ginocchio è dapprima dritto e poi si piega come una molla mentre il tuo corpo lo segue: i quadricipiti si contraggono in modo eccentrico per evitare che il ginocchio collassi troppo velocemente o troppo lontano.
  • Il gruppo muscolare degli estensori della parte esterna del tuo avambraccio ha un uso eccentrico intensivo negli sport di racchetta, dove stai oscillando costantemente un "peso" lordo: la parte finale della racchetta. Questo peso trascina il polso in flessione profonda e fluida ad ogni colpo... se non fosse per la contrazione eccentrica dei muscoli sul lato del braccio, che resistono al colpo e mantengono il polso stabile e ragionevolmente dritto. Si piega ancora indietro, ma è controllato e limitato.

Si noti che tutti e tre gli esempi corrispondono a parti del corpo che tendono ad irritarsi dopo l'esercizio. Le tibie fanno male in un attimo dopo la tua prima corsa su superficie rigida, i tuoi quadricipiti fanno male dopo essere disceso da una collina/montagna, e la parte esterna del tuo avambraccio fa male dopo i primi games di tennis d'inizio anno.

Probabilmente una proteina gigante spiega la contrazione eccentrica

Un muscolo è costituito da unità contrattili microscopiche disposte in serie e in fasci: i sarcomeri, piccoli pacchetti di proteine (actina e miosina, molecole molto famose). I muscoli si contraggono perché i sarcomeri si contraggono. I sarcomeri sono piccoli muscoli microscopici all'interno dei muscoli. Micro muscoli. Queste macchine molecolari sono il miglior esempio di come la vita sia chimica. Anche se le proteine hanno molte proprietà impressionanti e fanno molte cose incredibili, nessuno è più peculiare degli esseri viventi della capacità di generare movimento. [2; N.d.r.: nota da leggere!]

È possibile che le contrazioni eccentriche siano una sorta di trucco, una soluzione software, un modo intelligente di utilizzare lo stesso hardware proteico utilizzato da tutte le contrazioni. Una metafora dell'automobile: stesso motore, diverso modo di guidare.

Ma mai scommettere contro le macchine molecolari. È sempre stato chiaro che i sarcomeri non potevano spiegare tutto il comportamento dei muscoli con le sole proteine di actina e miosina, e che i muscoli avrebbero potuto utilizzare altre proteine con altre proprietà. E in effetti ora ci sono abbondanti prove che un'altra grande molecola organica, la titina, possa spiegare le proprietà più sconcertanti della contrazione eccentrica. [3]

Fondamentalmente, il muscolo si comporta come se fosse elastico, e questo è difficile da spiegare se si conosce solo l'actina e la miosina. Ma la titina si irrigidisce in proporzione alla forza della contrazione muscolare, e questa è la novità: la titina è "lasca" e consente l'allungamento quando il muscolo è rilassato, ma mentre fai forza con il muscolo, si irrigidisce e resiste sempre più all'allungamento quanto più fai forza. Intelligente.

La contrazione dell’esercizio eccentrico fa male!

A parte l'interesse intellettuale, è per questo che dovresti preoccuparti delle contrazioni eccentriche: perché fanno più male! Ciò è al contempo una buona e una cattiva notizia. Il dolore è il costo di un beneficio interessante: le contrazioni eccentriche sono un modo più efficiente di esercitare i muscoli rispetto alle contrazioni concentriche. Ciò può rendere l'esercizio eccentrico utile per la riabilitazione, [4, 5] ma significa anche che è facile esagerare.

Chiunque si sia mai allenato conosce quel brutto dolore che arriva qualche ora dopo. Il muscolo è debole e sensibile alla contrazione fino a quando, dopo due o tre giorni, non si riprende. Questo fenomeno si chiama dolore muscolare ad insorgenza ritardata ... ed è peggiore per i muscoli che hanno lavorato duramente in modo eccentrico. Ecco perché le tue tibie sono doloranti dopo aver corso duramente sull’asfalto, perché i tuoi quadricipiti sono doloranti dopo essere disceso da una collina/montagna, e perché i tuoi avambracci sono doloranti dopo la tua prima partita di tennis dell’anno.

Qualsiasi tipo di contrazione può causare il DOMS, ma le contrazioni eccentriche lo causeranno più rapidamente. E non c'è cura per questo tranne aspettare che passi! Perché nessuno capisce veramente il DOMS ... anche se qualcosa sta finalmente iniziando a cambiare negli ultimi anni. [6] Per ulteriori informazioni, vedi Post-Esercizio - Dolore muscolare ad insorgenza ritardata: La biologia e il trattamento della "febbre muscolare", il dolore muscolare profondo che sorge 24-48 ore dopo un allenamento ad intensità inusuale.

Correlati: due modi per fare forza?

La contrazione isometrica non è così esotica come quella eccentrica, ma anche lei ha i suoi misteri. Uno studio del 2017 suggerisce che ci sono probabilmente due modi per contrarsi. [7]

C'è una differenza tra impedire ad un oggetto di muoversi e premere su un oggetto fisso con la stessa forza? Non lo penseresti, se la quantità di forza richiesta è veramente la medesima, ma a quanto pare non è così. L'esperimento mostra chiaramente che una contrazione "trattenuta" è più estenuante di quella che spinge con forza su un oggetto stabile, dimostrando che "ci sono probabilmente due forme di azione isometrica dei muscoli". La contrazione isometrica è contrazione senza movimento. Entrambe queste contrazioni sono isometriche - non c'è movimento e le forze sono le medesime - ma una di esse è più stancante dell'altra.

È la differenza tra spingere un muro contro il tentativo di fermare un muro in movimento ... il che suona come una stupida analogia, ma la scena del compattatore di rifiuti di Star Wars è un esempio perfetto: "I muri si stanno muovendo!"

Schaefer e altri suggeriscono alcune possibili ragioni per la differenza, come "complessità delle strategie di controllo neurologico" - in altre parole, modulare la tua forza per far contrastare un'altra forza applicata esternamente, può essere un'attività neuromuscolare più impegnativa rispetto all'applicare una forza costante a un oggetto stabile.

Per quanto interessante, nonostante le differenze misurabili, ritengo che potrebbe essere esagerato dichiarare che ci sono due diversi "tipi" di contrazione. Sembrerebbe piuttosto che lo stesso tipo di contrazione è semplicemente più stancante in un contesto rispetto ad un altro.

A proposito di Paul Ingraham

paul 1 xxsSono uno scrittore di scienze, ex massaggiatore e sono stato assistente editor di ScienceBasedMedicine.org per diversi anni. Ho avuto la mia parte di infortuni e sfide dolorose come corridore e giocatore di Ultimate. Mia moglie ed io viviamo nel centro di Vancouver, in Canada. Vedi la mia biografia completa e le mie qualifiche, o il mio blog, Writerly. Potresti incontrarmi su Facebook o Twitter.

 

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Note

X. Nota di prova. TORNA AL TESTO

1. È un ossimoro se si considera solo il senso convenzionale della "contrazione", ma esiste un significato tecnico di "contrazione" che è ben definito e ha più senso. TORNA AL TESTO

2. Hoffmann PM. Life's Ratchet: How molecular machines extract order from chaos. New York: Basic Books; 2012. Una lettura meravigliosa ma difficile della chimica incredibilmente complicata e delle "macchine" nanometriche, che sono la spiegazione più basilare di come funzionano gli esseri viventi. Sebbene la storia della scienza possa annoiare molti lettori, è impossibile apprezzare ciò che sappiamo oggi senza aver ascoltato la storia di come siamo arrivati sino a qui. È incredibile quanto abbiamo capito per inferenza nei decenni, secoli, persino millenni prima di avere gli strumenti per esaminare veramente queste cose. E ora che possiamo, sono ancora tra le cose più difficili da capire che gli umani abbiano mai affrontato. Il capitolo 7, "Twist and Route", riguarda il meccanismo molecolare del movimento e del muscolo: le proteine ​​motorie chinesinamiosina e dineina. "Non esiste un tipo di chinesina, miosina o dineina che facciano un tipo di lavoro. Invece, come una flotta di camion personalizzabili, ci sono superfamiglie di motori molecolari, con diciotto classi conosciute di miosina, dieci classi di chinesina e due classi di dineina. TORNA AL TESTO

3. Hessel AL, Lindstedt SL, Nishikawa KC. Physiological Mechanisms of Eccentric Contraction and Its Applications: A Role for the Giant Titin ProteinFront Physiol. 2017; 8: 70. PubMed # 28232805. PainSci # 53120.
Poco dopo l'introduzione della teoria dello scorrimento dei miofilamenti della contrazione muscolare, ci fu un riluttante riconoscimento del fatto che il muscolo si comportava come se contenesse un filamento elastico. ... Questo filamento aggiuntivo, la proteina gigante titina, è stata identificata alcuni decenni più tardi, e i suoi ruoli nella contrazione muscolare sono ancora in fase di scoperta. Recenti ricerche hanno dimostrato che, come l'attivazione dei sottili filamenti da parte del calcio, la titina è attivata anche nei sarcomeri muscolari mediante meccanismi che solo ora vengono chiariti. ... La rigidità della titina sembra aumentare con la produzione di forza muscolare, fornendo un meccanismo che spiega due proprietà fondamentali delle contrazioni eccentriche: la loro forza elevata e il basso costo energetico. TORNA AL TESTO

4. Hessel et all: "L'alta forza e il basso costo energetico delle contrazioni eccentriche le rendono particolarmente adatte per l'allenamento atletico e la riabilitazione. L'esercizio eccentrico viene comunemente prescritto per il trattamento di una varietà di condizioni tra cui sarcopenia, osteoporosi e tendinosi." TORNA AL TESTO

5. Frizziero A, Vittadini F, Fusco A, Giombini A, Masiero S. Efficacy of eccentric exercise in lower limb tendinopathies in athletesJ Sports Med Phys Fitness. 2016 novembre; 56 (11): 1352-1358. PubMed # 26609968. "L'esercizio eccentrico è considerato una risorsa terapeutica fondamentale, in particolare per il trattamento di tendinopatie dell’Achilleo e della rotula." TORNA AL TESTO

6. Mizumura K, Taguchi T. Delayed onset muscle soreness: Involvement of neurotrophic factors. J Physiol Sci. 2016 Jan; 66 (1): 43-52. PubMed # 26467448.
Una serie di studi giapponesi del 2010 ha dimostrato che il dolore può essere correlato a fattori neurotrofici: sostanze secrete dalle cellule muscolari che alimentano la crescita dei nervi. In altre parole sarebbe un dolore da crescita nervosa. L'esercizio sviluppa i nostri nervi, e questo è scomodo. TORNA AL TESTO

7. Schaefer LV, Bittmann FN Are there two forms of isometric muscle action? Results of the experimental study support a distinction between a holding and a pushing isometric muscle function. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2017; 9: 11. PubMed # 28503309PainSci # 52864. TORNA AL TESTO

 



Tratto da: https://www.painscience.com/articles/eccentric-contractions.php


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