Language
Country/Area
No result found
Le meravigliose opere dei muscoli: perché la mia definizione ha influenzato lo sviluppo della fisiologia dell'esercizio fisico?
Il movimento muscolare è sempre stato un argomento caldo nella ricerca fisiologica, in particolare il meccanismo della contrazione muscolare. Dalla sua introduzione nel 1954, la teoria dello scorrimento dei filamenti è diventata una base importante per la comprensione della contrazione muscolare. Secondo questa teoria, il filamento spesso del muscolo, la miosina, scivola oltre il filamento sottile, l'actina, favorendo così la contrazione muscolare. Questa teoria è stata proposta dalla ricerca indipendente di due gruppi di ricerca, Hugh Huxley e Rolf Niedergerke. Questa scoperta fondamentale non solo ha rivelato i principi operativi di base dei muscoli, ma ha anche avuto un profondo impatto sullo sviluppo della fisiologia dell'esercizio.
"La teoria dei filamenti scorrevoli non solo ha cambiato la nostra comprensione dei muscoli, ma ha anche gettato le basi teoriche per questo campo."
Prima che fosse proposta la teoria dei filamenti scorrevoli, c’erano molte teorie concorrenti per spiegare la contrazione muscolare, tra cui l’attrazione elettrica, il ripiegamento delle proteine, ecc. Il nucleo della teoria dei filamenti scorrevoli risiede nella teoria dei ponti trasversali, un meccanismo che descrive come le proteine muscolari generano movimento formando ponti trasversali. La teoria è che quando la testa della miosina si lega all'actina, si forma un ponte trasversale che promuove la contrazione muscolare.
Primi lavori
La storia della ricerca sui muscoli può essere fatta risalire al 19° secolo, quando lo scienziato tedesco Willy Kühne estrasse per la prima volta e diede il nome alla miosina nel 1864. Ricerche successive hanno scoperto che la miosina ha l’attività enzimatica di scomporre l’ATP per rilasciare energia, il che ha dato alle persone una comprensione più profonda della fonte di energia dei muscoli. Nel 1942, la scoperta del fisiologo ungherese Albert Szent-Györgyi evidenziò ulteriormente che l’ATP è la fonte di energia per la contrazione muscolare.
"È stato il momento più emozionante della mia vita quando ho osservato l'accorciamento delle fibre muscolari contenenti miosina B in presenza di ATP."
Nel corso del tempo, Szent-Györgyi, lavorando con Brunó Ferenc Straub, identificò infine la relazione tra la miosina B e un'altra proteina, l'actina, e la chiamò miosina. Questa scoperta apre la strada a future teorie sulla contrazione muscolare.
Sviluppo della teoria dei filamenti scorrevoli
Negli anni '50, dopo aver conseguito il dottorato di ricerca presso l'Università di Cambridge, Hugh Huxley iniziò a studiare in profondità la struttura muscolare. Durante il processo di ricerca, ha collaborato con Jean Hanson per utilizzare la microscopia elettronica per esplorare i dettagli delle proteine muscolari e, infine, ha confermato la struttura filamentosa delle proteine muscolari.
"Se assumiamo che il processo di allungamento del muscolo non sia dovuto all'allungamento dei filamenti, ma allo scorrimento tra i due gruppi di filamenti, allora il legame miosina-actina sarà inibito."
Nel numero del 22 maggio 1954 di Nature, Huxley, Hanson e Niedergerke pubblicarono simultaneamente diversi articoli basati sulla teoria dei filamenti scorrevoli da loro studiati. Sebbene le loro conclusioni siano simili, i dati sperimentali e le ipotesi differiscono. La ricerca di Huxley e Niedergerke riteneva che durante la contrazione muscolare, i filamenti di actina si intromettessero tra i filamenti di miosina, mentre Huxley e Hanson prestavano maggiore attenzione ai cambiamenti strutturali delle fibre.
Accettazione e influenza della teoria
Sebbene la teoria dei filamenti scorrevoli abbia incontrato molto scetticismo nei suoi primi giorni, alla fine ha ottenuto un consenso diffuso. Hugh Huxley riformulò la sua teoria in una conferenza nel 1972, che portò la ricerca correlata a una nuova fase. Fu solo negli anni ’80 che gli scienziati utilizzarono strumenti avanzati per dimostrare direttamente il movimento di scorrimento delle fibre muscolari, dando un solido punto d’appoggio alla teoria dei filamenti scorrevoli.
"Lo scorrimento è un dato di fatto, anche se non riesco a spiegare il meccanismo."
Attraverso continui esperimenti e accumulo di prove, Huxley propose finalmente formalmente il modello dei ponti incrociati nel 1969. Questo modello non solo spiegò il processo di contrazione muscolare, ma gettò anche le basi per la successiva ricerca fisiologica dell'esercizio. Al centro di questa teoria c’è l’associazione e dissociazione periodica tra actina e miosina, che ora è ampiamente accettata come il ciclo dei ponti incrociati.
Sebbene la teoria dei filamenti scorrevoli sia ampiamente riconosciuta nella comunità accademica, ci sono ancora molte questioni che devono essere esplorate. Questa teoria non solo ha avuto un profondo impatto sulla fisiologia, ma ha anche aperto nuovi orizzonti per la nostra ricerca scientifica odierna sullo sport. Quindi, quali altri schemi si ispireranno a questa teoria per la futura ricerca biomedica?
