Unit motoria Guido Barchiesi Unit motoria Unit motoria
Unità motoria Guido Barchiesi
Unità motoria • Unità motoria: motoneurone alfa che innerva un gruppo di fibre muscolari (nello stesso muscolo) + fibre innervate dallo stesso motoneurone alfa. • è l’unità minima in grado di produrre forza (e movimento) nel sistema motorio. • Infatti se l’unica fonte di attivazione di tutte queste fibre è un solo motoneurone, allora le fibre si contrarranno tutti assieme o non si contrarrano affatto.
caratteristiche dell’unità motoria • numero di innervazione: numero medio di fibre innervate da un solo motoneurone in un muscolo. • varia con il tipo di muscolo (da 5 a 1800): • esso è indice dell’incremento medio di forza ogni volta che un’unità motoria viene stimolata • è indice inoltre della finezza con cui il muscolo può modulare la quantità di forza prodotta minore il numero di innervazione maggiore la finezza del controllo
velocità di contrazione, forza massima, faticabilità • twitch: forza prodotta da un’unità motoria nel tempo grazie ad un singolo potenziale d’azione del motoneurone. • Il profilo del twitch è caratterizzato principalmente da 1) La velocità di contrazione: quanto tempo ci mette l’unità motoria a raggiungere il picco di massima forza. 2) forza massima raggiunta dall’unità motoria. 3) resistenza alla fatica
contrazione tetanica • tetano: diversi twitch elicitati in serie da una serie di potenziali d’azione (tetano completo quando i twitch in serie sono “fusi”) • La forza prodotta durante una contrazione tetanica dipende da quanto si sovrappongano i deversi twitch dipende dunque dalla velocità di contrazione dell’unità motoria + frequenza con cui vengono prodotti potenziali d’azione
diversi tipi di fibre muscolari • Esistono diversi tipi di fibre muscolari che mostrano caratteristiche contrattili diverse. • Ogni unità motoria innerva fibre dello stesso tipo • Fibre di tipo 1 (fatica-resistenti) • Fibre di tipo 2 – meno faticabili (2 a) – molto faticabili (2 b, 2 x, 2 d)
Fibre di tipo 1 • sono fibre che possiedono un metabolismo che permette lunghi sforzi senza affaticamento significativo. • sono fibre a contrazione lenta • basso picco massimo di forza • resistenti alla fatica
Fibre di tipo 2 • Sono fibre che possiedono un metabolismo che permette una grossa produzione di forza in un breve arco di tempo. • sono fibre a contrazione veloce • alto picco massimo di forza prodotta • non-resistenti alla fatica
dall’unità motoria al muscolo • esistono principalmente due fattori che regolano la produzione di forza nel muscolo 1) soglia di reclutamento delle unità motoria 2) frequenza di scarica del motoneurone
Size principle o principio della dimensione • il cosiddetto “size principle” (Henneman, 1957) descrive l’ordine di reclutamento delle diverse unità motorie nella produzione di forza da parte di un muscolo. • In particolare i motoneuroni che innervano unità motorie piccole (solitamente quelle più resistenti alla fatica) sono reclutati prima, mentre i motoneuroni che innervano unità motorie più grosse. • Questo succede perchè i primi hanno bisogno di un input sinaptico meno forte per rggiungere la soglia per produrre un potenziale d’azione, perchè la resistenza di membrana è più alta rispetto ai motoneuroni più grossi
Size principle o principio della dimensione • l’ordine di reclutamento viene “deciso” a livello spinale, non a livelli gerarchici più alti. • le unità motorie sono reclutate in ordine di resistenza alla fatica (prima le più resistenti).
frequenza dei potenziali d’azione • un’altro modo che ha il sistema nervoso per controllare la forza prodotta da un muscolo è quello di modulare la frequenza di scarica dei neuroni che lo innervano. • Questa strategia viene impiegata ad esempio quando tutte le fibre sono state reclutate ma c’è bisogno di ulteriore forza. • tuttavia la modulazione della frequenza di scarica avviene anche in condizioni di reclutamento parziale.
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