STRUCTURA SI PARTICULARITATILE CONSTRUCTIEI MUSCULATURII UMANE

Anatomia omului, ca si biomecanica functionala a cunoscut in timp un remarcabil succes si a ajuns astazi sa stea la baza atat a stiintelor medicale cat si a culturii fizice si sportului. Structura corpului omenesc, aspectul somatic ca si cadrul functional este rezultatul miscarii si adaptarii acestuia pentru efectuarea diferitelor categorii de exercitii.

Miscarea si pregatirea musculara a orientat corpul omenesc pe tot parcursul vietii spre satisfacerea si convingerea ca este capabil sa realizeze performante umane din ce in ce mai importante, atat din punct de vedere cantitativ cat si din punct de vedere calitativ.

Considerand corpul omenesc drept o "masina vie", biomecanica umana se ocupa cu studiul din punct de vedere mecanic al miscarii umane.

Definind stiinta biomecanicii, Gowaerts A., inca din 1962 arata ca: biomecanica este stiinta care se ocupa cu studiul repercursiunilor fortelor mecanice asupra structurii functionale a omului in ceea ce priveste arhitectura oaselor, articulatiilor si a muschilor, ca factori determinanti ai miscarii.

Cu alte cuvinte, biomecanica se ocupa nu numai cu analiza mecanica a miscarilor, dar si cu efectele acestora asupra structurii organelor si sistemelor care realizeaza miscarea. Unul din cele mai importante structuri morfologice ale organismului uman care se pot modela continuu, este sistemul osteo-muscular si ligamentar.

FIBRA MUSCULARA:

Sistemul muscular al omului este alcatuit din aproximativ 400 de muschi iar totalitatea acestora contine in jur de 250 milioane de fibre musculare striate. Diametrul fibrelor musculare poate varia in limite foarte largi, cele mai subtiri avand un diametru de cca 10 microni(0,01mm), cele mai groase putand ajunge pana la 100 microni(0,1mm).

* Fibra musculara este una dintre cele mai specializate celule ale organismului. Este delimitata de o membrana numita sarcolema, structura complexa continand o membrana plasmica. Aceasta structura a sarcolemei ii confera nu numai o buna rezistenta ci si o mare elasticitate, favorabila adaptarii la schimbarile de forma pe care contractia si relaxarea fibrei le presupune. In interiorul sarcolemei se afla citoplasma sau sarcoplasma. Ea contine pe langa organitele obisnuite fiecarei celule - mitocondrii, aparatul Golgi- si un numar mare de granule de glicogen.

Structura miofibrilei. Fiecare fibra musculara contine cateva mii de miofibrile, care se intind pe toata lungimea sa. Diametrul acestora este in mod obisnuit de 1-2 microni, dar unele dintre ele au dimensiuni mult mai mici, de ordinul a 0,2 microni.

Tipurile de fibre musculare

La om exista 2 tipuri de fibre musculare striate, dupa culoare: rosii si albe

Dupa criteriul functional:fibre rapide, fibre lente

Dupa criteriul metabolic:

* cu metabolism predominant glicolitic sau fibre de tip II b, mari producatoare de acid lactic, capabile de contractii scurte dar de intensitate maximala, contractie care genereaza forta normala a muschiului

* fibre cu metabolism mixt, glicolitic - oxidativ sau de tip II a, care pot apela fie la calea aeroba fie la calea anaeroba de producere a energiei, in functie de durata si intensitatea efortului. Au fost descrise si fibre de tip II c, care contin asa-numita miozina de transformare, martor al proceselor de trecere de la tipul lent de fibre

* fibre cu metabolism predominent oxidativ, fibre de tip I, dependente aproape exclusiv de aportul de sange si de oferta de oxigen, capabile de a dezvolta un lucru mecanic mai redus dar de durata foarte mare.

Dupa criteriul morfologic:

* fibre cu diametru mare, inervate de un motoneuron voluminos si avand o functie fazica (tipul II de fibre) si

* fibre cu diametru mai redus, inervate de motoneuroni mici si care au functie tonica (fibre de tip I).

Caracteristicile fibrelor musculare

Aparitia descrierii musculaturii scheletice inca din secolul XVII-lea s-a facut

pe baza constitutiei fibrelor musculare. Astfel musculatura scheletica a fost

impartita in functie de vascularizatia acesteia in 2 grupe:

- musculatura ''rosie'' - foarte vascularizata,

- musculatura ''alba'' - putin vascularizata.

In 1874 in urma activitatii cercetatorului Ranvier L. s-a precizat faptul ca

musculatura rosie are o contractie lenta, participand la efectuarea exercitiilor de

lunga durata sau de mentinere a posturii, pe cand cea de-a doua grupa,

musculatura alba, este solicitata in miscari energice, rapide. Aceste doua grupe de muschi au condus la descrierea a doua clase de fibre, compuse de un procentaj diferentiat si variabil de fibre musculare albe. Dupa 1960 odata cu dezvoltarea metodelor histochimice in cercetarea medicala a fost posibila identificarea mai multor tipuri de fibre musculare.

Dupa aceasta clasificare sunt identificate trei tipuri de fibre musculare astfel

(I, II a, II b) cu ajutorul carora se poate construi un ansamblu relativ coerent de

proprietati neurofiziologice, care pornesc de la neuronii motori si ajung la

elementele contractile ale fibrelor musculare, acestea determinand caracteristicile

celor trei principale tipuri de fibre musculare scheletice ale mamiferelor. Pentru o reprezentare unitara a acestei clasificari s-a considerat ca fibrele musculare lente (S) contin fibre de tipul I, fibrele rezistente la oboseala (F.R.) contin fibre musculare de tip "II a "si fibre musculare care obosesc repede (F.O.) contin fibre de tip "II b".

Toti muschii scheletici ai fiintei umane contin aceste trei tipuri de fibre in proportii diferite. Vazut din acest punct de vedere, se identifica o musculatura

lenta (bogata in fibre musculare de tip I pana la 80%), musculatura rapida (bogata

in fibre rapide de tip II pana la 90% si musculatura mixta in care proportia fibrelor

rapide si lente este aproximativ egala 50%. Musculatura lenta este in general cu un tonus mai ridicat pe cind musculatura rapida intervine, cel mai frecvent in activitatea motrica specifica activitatii sportive.

S = fibre lente

F.R. = fibre foarte rapide

F.O. = fibre care obosesc rapid

Din punct de vedere al constitutiei musculare, corpul omenesc dispune de peste 430 de muschi voluntari (striati), ceea ce reprezinta aproximativ 45% din greutatea intregului corp. Marea majoritate a muschilor au dimensiuni si forme diferite, ceea ce putem deduce ca exista o legatura foarte stransa intre organele contractile (muschi) si diversificarea functiilor lor.

Dupa forma lor muschii sunt:scurti, lungi, lati si inelari.

Muschii scurti realizeaza lanturi musculare cinematice, care se gasesc in santurile vertebrale contribuind la mentinerea acestora in extensie, asigurand supletea coloanei vertebrale, in efectuarea diverselor miscari pe care omul le efectueaza in intreaga sa activitate.

Muschii lungi, de forma cilindrica sau fusiforma se regasesc la gat si la membrele corpului uman. Acestia executa miscari de forta, efectuate cu

amplitudine foarte mare

Muschii lati sunt de grosimi diferite, unii fiind subtiri, altii de grosimi mai mari. De regula ei au o forma triunghiulara, avand insertia cu baza pe coloana vertebrala, torace sau oasele bazinului, iar cu varful printr-un tendon puternic, intr-un punct al membrului superior sau inferior.

Muschii inelari au o forma circulara si permit prin contractia lor, inchiderea si deschiderea anumitor orificii.

Fiecare muschi are o terminatie sub forma de tendon, un segment organic de culoare alb-sidefie, foarte rezistent si inextensibil. Forma tendonului este asemanatoare unui cordon, alcatuit dintr-un tesut tendinos cu preponderenta fasciculelor conjunctive, dispuse intr-o singura directie. Legatura intre tendonul muscular si corpul muscular propriu-zis, reprezinta o regiune de mare importanta pentru intreaga activitate musculara. Datorita constitutiei celor doua segmente, tendonul pe de o parte foarte rigid si corpul muscular pe de alta parte foarte elastic la solicitari motrice excesive, se pot produce traumatisme si accidente (curbaturi, intinderi, rupturi) musculare cu repercursiuni grave asupra integritatii corporale si activitatii viitoare a indivizilor. O importanta deosebita in structura musculara o reprezinta insertiile muschilor. Punctele de insertie ale tendoanelor se regasesc pe segmentul osos fie direct, fie prin intermediul periostului. In primul caz, fibrele tendinoase se continua direct cu fibrele colagene osoase asa cum se intampla spre exemplu cu tendonul lui Achile al muschiului triceps sural, alcatuit din trei fascicole, gemenul extern, gemenul intern si muschiul solear.

In cel de-al doilea caz si cel mai frecvent, tendonul se insera pe os prin intermediul periostului. Este important de retinut faptul ca, insertiile musculare au si rol nutritional, datorita faptului ca o buna parte a substantelor nutritive ale osului vin prin intermediul tendoanelor musculare. Vascularizatia muschiului se realizeaza printr-o bogata retea capilara, catre fiecare muschi formand mai multe arteriale care strabat tesuturile conjunctive, divizandu-se in multiple alte retele capilare.

In acest fel, fiecare fibra musculara va fi inundata de o retea vasculara capilara proprie. De la aceasta retea capilara pleaca venele, care treptat se maresc din punct de vedere al lumenului, urmand traseul arterelor, cu sangele venos de intoarcere. Atunci cand muschiul este in repaus numarul de vase capilare permeabile este mai redus decat atunci cand muschiul este in activitate. Inervatia muschilor se realizeaza cu ajutorul nervilor motorii care contin fibre aferente, cat si a nervilor sensitivi care contin fibre eferente. Fibrele nervoase motorii, se termina prin placile motorii, iar fibrele sensitive, specializate pentru sensibilitatea musculara proprioceptiva transmit impresiile sensitive de la receptorii musculari la centrii nervosi corespunzatori. Din punct de vedere fizic, muschiul voluntar dispune de doua proprietati si anume: proprietatea de elasticitate, si proprietatea de contractibilitate.

Proprietatea de elasticitate a muschiului este cea mai importanta calitate fizica a acestuia. Prin elasticitate musculara se intelege acea calitate, prin care muschiul alungit in timpul unui act motric, revine la lungimea lui initiala.

Daca fibrele musculare actioneaza izolat, asa cum arata legea lui Hook, gradul lor de alungire este proportional cu forta de tractiune a intregului muschi. Aceasta lege insa nu intotdeauna este respectata astfel ca, cu cat forta de intindere creste, cu atat ritmul intinderii scade. Cea de-a doua, proprietatea fizica a muschiului, contractibilitatea rezulta din mecanismele fiziologice, biofizice si biochimice prin care energia chimica sub forma de A.T.P., este transformata in energie mecanica activa.

Intre puterea de contractie a muschiului si rezistenta de intindere a acestuia exista o relatie stransa. Calculele specialistilor arata ca forta de contractie a muschiului scheletic este de aproximativ 6-8 kg/cm2 din suprafata lui, in sectiune transversala, iar rezistenta acestuia la intindere este de 2,6 kg/cm2 , cand muschiul este relaxat si 12,5 kg/cm2, cand muschiul este in contractie. Este de remarcat faptul ca cu cat un individ este mai antrenat, cu atat diferenta dintre capacitatea de contractie a muschiului si rezistenta acestuia la intindere este mai mica. Aceste cunostiinte sunt deosebit de importante in activitatea de pregatire a fortei musculare, prin care se incearca ridicarea starii active a muschiului spre performante inalte, atat in ceea ce priveste randamentul acestuia la diferite categorii de eforturi cat si privind economia de efort, in diferite activitati practice.