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Forma e forza muscolare: perché alcuni muscoli producono più forza
L'architettura muscolare si riferisce alla disposizione fisica delle fibre muscolari a livello macroscopico, che influenza direttamente la funzione meccanica del muscolo. La definizione architettonica dei muscoli è solitamente divisa in tre tipologie: muscoli paralleli, muscoli pennati e idrope muscolare. Allo stesso tempo, diversi parametri muscolari come la lunghezza del muscolo, la lunghezza delle fibre, l'angolo di pennazione e l'area fisiologica della sezione trasversale (PCSA) influenzano anche la generazione e la trasmissione della forza.
Tipi di architettura
I muscoli paralleli e i muscoli pennati sono i due tipi principali, mentre l'idrope muscolare può essere considerata un terzo sottotipo. Il tipo di architettura muscolare è determinato dall'orientamento delle fibre muscolari verso l'asse di generazione della forza. A seconda dell'architettura muscolare, la forza generata da un muscolo è proporzionale alla sua area trasversale, il che significa che maggiore è l'area trasversale, maggiore è la forza generata.
Muscoli paralleli
I muscoli paralleli sono muscoli le cui fibre sono allineate lungo l'asse di generazione della forza, sono solitamente utilizzati per movimenti rapidi o ampi e possono essere misurati tramite l'area anatomica trasversale (ACSA). I muscoli paralleli possono essere ulteriormente suddivisi in tre categorie principali: muscoli cinghiati, muscoli fusiformi e muscoli a ventaglio.
Muscoli della cinghia
I muscoli flessori hanno la forma di nastri, con le fibre disposte longitudinalmente lungo la direzione della contrazione. Questi muscoli hanno inserzioni più larghe rispetto ad altri tipi di muscoli e possono essere accorciati fino a circa il 40%-60% della loro lunghezza a riposo. I muscoli cingolati, come i muscoli laringei, svolgono un ruolo importante nella parola e nel canto.
Muscolo del fuso
I muscoli del fuso sono cilindrici al centro e si assottigliano alle estremità. Questo tipo di azione lineare è dritta tra i punti di attacco. Grazie alla loro forma, la forza generata dai muscoli del fuso è concentrata su una piccola area. Un esempio di questo tipo è il bicipite umano.
Muscolo di convergenza
I muscoli convergenti sono muscoli triangolari le cui fibre convergono da un lato (solitamente un tendine) e si diramano dall'altro lato. Il grande pettorale umano è un esempio di muscolo convergente, che ha una forza di trazione più debole rispetto ad altre fibre muscolari parallele, ma ha la caratteristica di cambiare direzione di trazione.
Muscolo pendulo
A differenza dei muscoli paralleli, le fibre muscolari pennate sono allineate ad angolo rispetto all'asse di generazione della forza (angolo pennato) e solitamente si inseriscono in un tendine centrale. Questa struttura consente ai muscoli pennati di avere un numero relativamente elevato di fibre, generando così una forza maggiore. I muscoli pennati possono essere suddivisi in monopennati, bipennati e pluripennati.
Piuma singola
Le fibre di un muscolo semplice sono disposte a formare un unico angolo su un lato del tendine, come nel caso del gastrocnemio laterale.
Doppie piume
Le fibre dei muscoli biparietali si trovano su entrambi i lati del tendine, come l'ossiculare e il retto femorale negli esseri umani.
Piume multiple
Nei muscoli multi-piuma, come il deltoide umano, le fibre sono disposte ad angoli multipli lungo l'asse di generazione della forza.
Muscoli simili all'acqua
I muscoli idrogeni operano indipendentemente dal rigido sistema scheletrico e sono solitamente supportati da tessuto connettivo, presentando un volume stabile. Le fibre muscolari si contraggono lungo tre linee generali di azione: parallela, perpendicolare e a spirale. Queste contrazioni consentono all'idrocefalo di eseguire una serie di movimenti complessi.
Generazione di energia
L'architettura muscolare influenza direttamente la produzione di forza, che è direttamente correlata all'area della sezione trasversale attraverso le variabili del volume muscolare, della lunghezza delle fibre, del tipo di fibra e dell'angolo di pennazione. L'area trasversale fisiologica (PCSA) descrive la produzione di forza muscolare in modo più accurato rispetto all'area trasversale anatomica (CSA).
Diversi tipi di fibre muscolari influenzano anche la generazione di potenza. Le fibre di tipo I, IIa e IIb hanno ciascuna le proprie caratteristiche uniche e modi di generare forza.
Relazione tra angolo e forza del pendolo
L'angolo di pennazione è correlato alla velocità di contrazione dell'intero muscolo e alla velocità di contrazione di una singola fibra. Modificando l'angolo di pennazione, possiamo ottenere capacità di generazione di forza variabili in diverse condizioni di esercizio, il che consente a diversi design muscolari di adattarsi alle diverse esigenze di esercizio.
Rapporto di trasmissione dell'architettura
Il rapporto di trasmissione architettonico (AGR) confronta la velocità di contrazione dell'intero muscolo con la velocità di contrazione delle singole fibre. La regolazione dell'angolo di pennazione può comportare modifiche nella velocità e nell'efficienza di generazione della forza del muscolo pennazione, influenzando così la prestazione atletica complessiva del muscolo.
Nella nostra vita quotidiana, come possiamo utilizzare le caratteristiche di questi muscoli per migliorare le prestazioni atletiche e diventare la chiave dell'allenamento fitness?
