Appunti Incontro sulla 'BIOLOGIA'. Relatore dott.Ingegneri 8/4/2009
Partecipanti: Rosato,Coppa,Venturini,Lucchetta,Mocilli,Stocco,Infantino,Marletta,De Nigris,
Coppola,Emmanuele, Bruni,Carletti,Liberatori,Brunner,Antonelli.
Ci interessano i meccanismi con cui il nostro corpo riesce a garantire le disponibilità
energetiche da utilizzare nel corso della pratica sportiva.
Si inizia con una descrizione di massima della colonna verticale: 33-34 vertebre.
Da wikipedia:
"Una vertebra generica presenta: anteriormente un corpo, di forma pressoché cilindrica,
costituito d'un anello di tessuto osseo compatto contenente tessuto osseo spugnoso;
posteriormente vi sono invece i cosiddetti archi vertebrali che circoscrivono il foro
vertebrale, la cui giustapposizione ha per effetto di delimitare il canale vertebrale,
al cui interno alligna il midollo spinale".
Essa e' suddivisa in:
soggetto di profilo
volto <-- --> nuca
tratto cervicale (7 vertebre) che sorregge e bilancia il capo
( lordosi
tratto dorsale (12 vertebre) che equilibra e contiene gli organi
) scifosi
tratto lombare (5 vertebre) che permette il portamento eretto dell'uomo ( lordosi
osso sacro e osso coccigeo (wikipedia)
Le prime due vertebre del tratto cervicale sorreggono il capo e si chiamano rispettivamente
atlante ed epistofele.
Tra una vertebra e un'altra c'e un cuscinetto cartilagineo contenente acqua che ha lo scopo di
evitare il contatto diretto tra una vertebra e l'altra. I cuscinetti, o dischi intervertebrali, fungono da
ammortizzatori, ed hanno la caratteristica di essere incompressibili - tendono a mantenere, anche a
fronte di forti sollecitazioni della colonna, il loro spessore - ma deformabili.
A fronte di queste deformazioni una o più parti del disco possono fuoriuscire dalla loro sede
naturale, formando la cosiddetta ernia del disco. All'interno della colonna verticale passano dei fasci
nervosi, il midollo spinale.
Quando a seguito di trauma due vertebre si disallineano dalla loro verticale danno luogo ad una
sublussazione, provocando la compressione dei fasci nervosi che le attraversano o che si ramificano
da esse, provocando infiammazione.
Tipica è l'infiammazione del nervo sciatico.
Il tratto lombare è quello più frequentemente interessato a questi problemi . Anche perchè
con l'età e l'usura lo spessore dei cuscinetti diminuisce.
Altri problemi della colonna vertebrale - dovuti a cause diverse - possono essere eccessiva
accentuazione delle curve (scifosi o lordosi) viste prima, oppure alterazioni del allineamento
verticale partendo da una vista frontale del soggetto (scoliosi)
I problemi si possono correggere allenando i giusti muscoli tenendo conto che:
“I muscoli si contraggono secondo la legge del tutto o nulla, cioè il muscolo o è contratto nella
sua totalità o non lo è. Non è possibile allenare una parte di muscolo”. I cosiddetti addominali bassi
non possono essere allenati da soli perche sono parte di un muscolo piu ampio.
Al massimo si allenano muscoli sinergici, quei muscoli locali che aiutano il movimento del
muscolo principale .
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Fare esercizi specifici in modo che il muscolo che si vuole allenare sia il motore principale,
anche attraverso esercizi asimmetrici che compensano eventuali problemi.
Un metodo per prevenire in particolare i problemi del tratto lombare della spina dorsale è
quello di tonificare, tramite allenamento, il muscolo retto che parte dallo sterno e arriva fino al
pube. Questo è il muscolo flessore del busto sugli arti inferiori.
Per fare questo si parte dalla posizione supina e si solleva il busto fino alla posizione seduta. Ciò
allena il muscolo che ci interessa. (il contrario, cioè alzare le gambe mantenendo il busto a terra,
non ha lo stesso effetto: allena un muscolo che parte dal dorso e arriva nella parte posteriore delle
gambe – ileo psoas). Per l’allenamento e la massima contrazione del muscolo sarebbe sufficiente un
sollevamento di 10 cm e appoggiare il mento al petto, come fanno i culturisti, ma il consiglio è
quello di far fare sempre dei movimenti ampi e completi sia in contrazione sia in distensione
qualunque sia la finalità dell’esercizio in modo da predisporre (addestrare) il soggetto anche ad
esigenze o necessita di movimento diverse.
Tener presente che abbiamo muscoli cosiddetti Agonisti e muscoli Antagonisti, quei muscoli
cioè che realizzano il movimento contrario a quello realizzato dagli Agonisti.
Entrambi sono governati dal sistema nervoso centrale.
IMPORTANTE: occorre prestare attenzione affinché gli esercizi siano eseguiti in modo
corretto. Occorre limitare i gradi di liberta del soggetto che effettua un esercizio in modo da evitare
che, sotto sforzo, l’atleta compensi con movimenti anomali vanificando l’esercizio.
Le nostre articolazioni hanno diversi gradi di libertà a seconda del tipo di articolazione. I gradi
di libertà del nostro corpo sono in totale tra i 230 e i 240. Ne consegue una grande necessità di
controllo da parte del nostro cervello soprattutto in occasione di movimenti complessi.
Suddividiamo le nostre capacita in due categorie:
• Capacità condizionali, che sono quelle che ci mettono a disposizione le energie per
produrre lavoro.
• Capacità coordinative, governate dal sistema nervoso centrale, dedicate a
organizzare e regolare il movimento. Queste capacità sono quelle che ci permettono, tra
l’altro, di produrre movimenti fini, quelli che mancano agli uccelli.
Le capacità coordinative sono quelle che permettono l’automatizzazione dei movimenti, anche
molto complessi che implicano il coordinamento di molti muscoli del nostro corpo (come nel lancio
di un giavellotto, o nell’esecuzione di un top-spin NDR).
L’organo deputato al loro apprendimento è l’ippocampo, zona del cervello che realizza la
stabilizzazione e la memorizzazione degli engrammi:
da Wikipedia: Il termine engramma, fu usato per la prima volta dal biologo tedesco Richard Semon
che nel 1904 usò il termine engramma, nel suo libro “Die mneme”, per riferirsi alla rappresentazione
neurale di una memoria. L’engramma era per l’autore un cambiamento permanente (o transitorio ndr) nel
sistema nervoso, la traccia mnestica che conserva gli effetti dell’esperienza nel tempo … L’engramma è
quindi un cambiamento transitorio o permanente nel cervello che deriva dalla codifica di una esperienza
Le capacità coordinative si sviluppano fino a circa 12 anni. Successivi miglioramenti, anche
legati ad allenamenti e addestramenti, dipendono dalla quantità di esperienze motorie fatte prima di
quella età. Questo è il motivo per cui ai ragazzi in giovane età è consigliabile far effettuare la
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maggior quantità possibile di esperienze motorie, e non è consigliabile una specializzazione
esasperata.
Energia: Può essere meccanica o chimica. Il muscolo trasforma l’energia chimica in energia
meccanica per effettuare una contrazione muscolare. Si misura in calorie. Una caloria è la quantità
di calore necessaria ad elevare da 14,5 a 15,5 gradi la temperatura della massa di un grammo di
acqua distillata a livello del mare (pressione di 1 atm) (wikipedia)
Lavoro e’ il risultato dell’applicazione della forza muscolare (in fisica per wikypedia). Di
solito coincide con un movimento o con lo spostamento di un oggetto. Si misura con la distanza
percorsa con il movimento Km, m, etc.
Potenza: il concetto di lavoro applicato al tempo P=L*t (wikypedia). Si misura con il rapporto
spostamento/tempo ad esempio km/ora.
Energia e lavoro sono sinonimi, salvo nel caso di contrazioni cosiddette iso-metriche, quelle
contrazioni che consumano energia ma non producono lavoro (movimento). Come nel caso di una
spinta contro un muro.
Invece, nei casi di contrazioni iso-toniche (che avvicinano i punti di innesto dei muscoli) e di
quelle eccentriche – come la corsa in discesa – (che allontanano i p.i.), si ha lavoro e i due concetti
possono essere assimilati.
Unità motoria. Una unità motoria è costituita da una cellula nervosa – o neurone - (connessa a
molte altre cellule con un rapporto di contiguità ma non di continuità), da un nervo motore (assone)
e dal muscolo.
“Il tessuto muscolare consta di tre elementi: le fibre muscolari che si dispongono in fasci, una
rete capillare abbondante, un importante tessuto connettivo composto da fibre elastiche e collagene
che fa da sostegno al muscolo stesso.” (wikipedia)
Per quanto riguarda le fibre muscolari esse sono composte da:
“filamenti spessi sono composti prevalentemente dalla proteina miosina. Questa proteina
presenta una testa globosa ed una coda filamentosa. Molte proteine di miosina si associano a
formare un filamento spesso disponendosi con le code che guardano verso il centro e le teste poste
all'estremità e sporgenti verso l'esterno a formare dei ponti trasversali. I ponti trasversali si
ripetono periodicamente e flettendosi prendono parte attiva nella contrazione muscolare
provocando lo scorrimento reciproco dei filamenti (sottili e spessi).
..i filamenti sottili sono prevalentemente composti dalla proteina actina.(wikipedia)
Le fibre muscolari sono di vari tipi:
• Le fibre rosse, a contrazione lenta, sono piu sottili e hanno notevole resistenza
all’affaticamento
• Le fibre bianche che producono potenza esplosiva per pochi istanti e si affaticano
rapidamente
• Le fibre intermedie con caratteristiche intermedie
Col tempo e con l’età le fibre rosse aumentano, mentre quelle bianche diminuiscono. Questo
spiega la longevità degli atleti di fondo rispetto alle quelli delle discipline esplosive, come la
velocità.
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Con l’allenamento è possibile aumentare le dimensioni delle fibre muscolari, ma non il loro
numero rimane determinato geneticamente. Le fibre rosse possono essere aumentate del 80%, le
bianche solo del 10%.
Quale energia? L’energia a nostra disposizione viene dagli alimenti (ossigeno,
zuccheri,grassi,proteine). Essa viene conservata in “accumulatori”.
In particolare, nelle cellule dei muscoli è presente un composto chimico pre-formato, l’ ATP
adenosin-trifosfato, molecola chiave del metabolismo energetico della cellula (wikipedia) Quando
il muscolo ha bisogno di energia trasforma le molecole di ATP che cedono, attraverso una serie di
reazioni uno dei loro 3 gruppo fosfato (producendo l’energia richiesta) trasformandosi così in ADP
Adenosin-difosfato.
ATP secondo wikipedia: “L'adenosina trifosfato, o ATP, è costituita da una molecola di adenina e
una di ribosio (zucchero a 5 atomi di carbonio) a cui sono legati tre gruppi fosforici, mediante due legami
ad alta energia. L'energia immagazzinata nell'ATP deriva dalla degradazione di composti denominati
carboidrati, proteine e lipidi, attraverso reazioni metaboliche che avvengono in assenza o in presenza di
energia.”
L’energia così prodotta viene utilizzata per movimenti analettici-anaerobici veloci (senza
produzione di acido lattico, in assenza o con poco ossigeno). Ma la quantità di ATP è limitata,
(TRA L’ALTRO NON E’ MODULABILE NE CON L’ALLENAMENTO NE CON
L’ALIMENTAZIONE) e il gruppo fosfato perso deve essere rimpiazzato partire da un’altra
molecola presente, il CP (creatinin-fosfato)
La creatina secondo wikipedia: “ interviene, dal punto di vista metabolico, per soddisfare le richieste
energetiche del meccanismo anaerobico alattacido. Il meccanismo anaerobico alattacido è quel meccanismo
energetico che si attiva non appena inizia uno sforzo muscolare intenso. Questo processo prevede una sola
reazione chimica e consente di avere una disponibilità immediata di energia. PC + ADP = C + ATP
dove:PC= CREATINA FOSFATO sintetizzata a riposo nel muscolo scheletrico associando ad una molecola
di creatina una molecola di fosfato inorganico…L'enzima che catalizza la reazione è la creatinchinasi.
…L'ossigeno non viene utilizzato in questo meccanismo energetico, che per questo motivo è definito
anaerobico, mentre il termine alattacido sottolinea che durante la reazione non vi è produzione di acido
lattico. Come abbiamo detto, questo sistema ha una latenza molto breve, una potenza elevata ma una
capacità ridotta. Le riserve di fosfocreatina, infatti, si esauriscono rapidamente (circa 4-5 secondi, anche se
la quantità di creatina fosfato presente nei muscoli è variabile ed aumenta con l'allenamento). Durante
l'attività muscolare intensa e di breve durata, il decremento della forza sviluppata è direttamente collegato
al depauperamento delle riserve muscolari di fosfocreatina”.
Acido lattico secondo wikipedia: “È quella sostanza che conferisce al latte vecchio il caratteristico
gusto acido, ma è anche un sottoprodotto dell'attività anaerobica dei muscoli: da questi esso normalmente si
riversa nel sangue, attraverso il quale raggiunge cuore, fegato e muscoli inattivi, dove viene riconvertito in
glucosio. Tuttavia, durante un esercizio fisico intenso e prolungato, può accadere che i muscoli producano
nel tempo più acido lattico di quanto gli organi sopra detti ed i restanti muscoli inattivi riescano a
metabolizzare; in questo caso, la concentrazione di acido lattico nel sangue aumenta fino al punto in cui non
è più possibile che venga smaltito a livello dei muscoli attivi.. “.
Il fabbisogno di proteine animali (carni rosse) può essere calcolato in circa 2g * peso corporeo
in chili al giorno. Questo fino a circa 18 anni. Con la crescita questo fabbisogno diminuisce, già a
20 anni basta un grammo * kg di peso / giorno. Le proteine animali aumentano la temperatura
corporea e facilitano l’insorgenza di tumori. In età adulta non è consigliabile abusarne, anche perché
le proteine vegetali sono in grado di sostituire quelle animali in modo eccellente.
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