Ogni movimento che compiamo avviene come risposta a segnali di diversa natura che provengono tanto dall’ambiente esterno quanto da quello interno. Immaginiamo di trovarci in un bosco: basta un rumore improvviso di un ramo che cade o una lucertola che ci taglia inaspettatamente la strada  per far sì che abbia inizio un movimento. O ancora, pensiamo a cosa succede al nostro corpo quando ci ricordiamo improvvisamente di un appuntamento. Se consideriamo per un attimo i movimenti descritti, o un qualsiasi altro movimento compiuto durante la giornata, possiamo facilmente distinguere quelli involontari, che avvengono cioè “senza pensarci” – come schivare un oggetto che ci sta per colpire, togliere velocemente la mano da un fornello che non ci siamo resi conto essere ancora bollente – da quelli volontari.

In entrambi i casi, ciascun singolo movimento coinvolge un gran numero di muscoli, che si contraggono senza che noi ce ne rendiamo conto. Fortunatamente! Se dovessimo pensare ad ogni singolo muscolo non saremmo più in grado di muoverci abilmente.

Ma come funziona questo complesso sistema che ci permette di muoverci in modo così apparentemente naturale e finalizzato? In che modo il sistema nervoso permette di compiere la nostra azione e quali sono gli attori che partecipano all’esecuzione del movimento?

Comprendere il movimento: il “circuito” del controllo motorio

Se, semplificando al massimo, pensassimo al controllo motorio come ad un circuito elettrico collegato ad una lampadina, la lampadina rappresenterebbe il nostro sistema muscolare e il filo elettrico le vie nervose che portano lo stimolo alla lampadina (tessuto muscolare). Il tutto comandato attraverso un interruttore (encefalo).

L’encefalo ed il midollo spinale costituiscono il sistema nervoso centrale, l’insieme dei gangli nervosi e dei nervi esterni ad encefalo e midollo che giungono alle strutture periferiche (organi di senso, cute, muscoli, ossa etc..) formano invece il sistema nervoso periferico. Le vie nervose che dalla periferia si dirigono verso l’alto al cervello portano informazioni sensitive (afferenze sensitive), mentre quelle che dall’encefalo si dirigono verso il basso, con lo scopo di inibire o eccitare i neuroni che controllano direttamente o indirettamente il muscolo, regolano la motilità.

Perché e come il muscolo si contrae?

Il muscolo si contrae (cioè si accorcia) per permettere di muovere o di stabilizzare il nostro sistema scheletrico e la contrazione muscolare avviene in risposta ad uno stimolo del neurone motorio (motoneurone). Il motoneurone trasmette dall’encefalo un impulso elettrico a livello della giunzione neuromuscolare (la sinapsi che si crea tra il motoneurone e la fibra muscolare) provocando il rilascio di un neurotrasmettitore, l’acetilcolina, che attiva chimicamente la membrana cellulare generando la contrazione muscolare.  Lo stimolo elettrico in sé non sarebbe in grado di permettere la contrazione della fibra muscolare. È la trasformazione chimica, avvenuta in seguito al rilascio dell’acetilcolina, che permette meccanicamente la contrazione della fibra muscolare. Si è infatti scoperto che questa reazione chimica permette a due proteine filamentose (actina e miosina) di legarsi e scivolando tra loro,  permettere la contrazione (come mostra l’immagine).

Dentro-il-movimento

Dentro il muscolo: l’unità motoria

Il muscolo è composto da fibre muscolari innervate dai motoneuroni; l’insieme di tutte le fibre muscolari innervate dallo stesso motoneurone, è definita unità motoria. Il numero di unità motorie però varia in funzione della funzione di ciascun muscolo. Perchè?

Immaginiamo quale movimento millimetrico debba eseguire il globo oculare per catturare un’immagine in movimento, oppure che capacità fine debbano avere le dita di una mano per raccogliere un foglio caduto per terra se paragonate alla funzione dei muscoli degli arti inferiori mentre effettuiamo un salto. I primi due dovranno avere un’accuratezza ed una precisione del movimento sicuramente maggiore ed è per questo motivo che una singola unità motoria conterrà meno fibre muscolari.

Ci rimane da capire come il nostro sistema nervoso sia in grado di gestire la contrazione muscolare, per esempio se dobbiamo sollevare una scatola vuota piuttosto che una valigia piena. Come saranno reclutate le unità motorie? O meglio, come il nostro sistema nervoso può aumentare la forza nella contrazione di un muscolo? L’argomento è ancora dibattuto, ma ad oggi è ancora l’intuizione di Henneman (Size Principle, noto come Legge di Henneman) ad essere maggiormente presa in considerazione. Le unità motorie attivate prima sono quelle le cui fibre muscolari sono più piccole e meno forti, successivamente qualora il reclutamento continuasse verrebbero messe in gioco quelle le cui fibre sono più grandi e più forti. Il principio fisiologico alla base del Size Principle è che i motoneuroni più piccoli avrebbero una soglia di attivazione più bassa, quindi verrebbero attivati prima. Soltanto quando la forza dell’input cresce, inizierebbero ad essere coinvolti motoneuroni più grandi che necessitano di una soglia di attivazione maggiore.

Muoversi, quindi, è un processo tanto spontaneo, quanto meravigliosamente complesso. E… Sì, oggi abbiamo parlato solo di lampadine…

Foto: Flickr, Qrodo Photos

Mauro Monesi

Mauro Monesi

Fisioterapista

Laureato in Fisioterapia presso l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, ad oggi è fisioterapista presso Physioup Studio Professionale e presso il centro sanitario Arcobaleno ’85 di Roma. È assistente alla didattica per il Master “Riabilitazione dei disordini muscolo scheletrici” presso l’Università degli Studi di Genova.

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