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Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011

Tema C – Capitolo 2 – I muscoli e il movimento

1. A cosa servono e come sono fatti i muscoli

2. I muscoli del nostro corpo

3. Come si contraggono i muscoli?

4. I movimenti resi possibili dai muscoli

5. I muscoli degli altri animali

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A che cosa servono i muscoli

I muscoli hanno

numerose funzioni:

• rendono possibili i movimenti

• proteggono le ossa e gli organi

• danno forma al corpo

• liberano calore contraendosi,

perciò riscaldano il corpo

e lo aiutano a mantenere

una temperatura costante.

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A che cosa servono i muscoli

alcuni muscoli del capo

i bulbi degli

occhi sono

controllati

ciascuno

da ben sei

muscoli

quando

sorridiamo

si contrae

il muscolo

zigomatico

quando diamo un bacio

o fischiamo, contraiamo

il muscolo orbicolare

della bocca

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Come sono fatti i muscoli

I muscoli volontari

sono fatti di tessuto striato.

Il loro movimento è controllato

dal sistema nervoso centrale,

cioè da comandi inviati dal cervello.

• muscoli volontari scheletrici:

fanno muovere le ossa

• muscoli volontari pellicciai:

fanno muovere la pelle

I muscoli volontari striati si contraggono velocemente e sviluppano grande

potenza: liberano molta energia in poco tempo, ma si stancano rapidamente.

Ci sono muscoli volontari e muscoli involontari, che hanno strutture e funzioni diverse tra loro.

il tessuto muscolare striato

fibra muscolare

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I muscoli involontari

(o viscerali) sono fatti

di tessuto liscio.

Sono controllati dal

sistema nervoso autonomo.

Esempi:

• parete dello stomaco

• parete dell’intestino

• vasi sanguigni.

I muscoli involontari lisci si contraggono e si rilassano

in modo lento e regolare, ma in pratica non si stancano mai.

Ci sono muscoli volontari e muscoli involontari, che hanno strutture e funzioni diverse tra loro.

il tessuto muscolare liscio

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Anche il cuore è

un muscolo involontario,

ma fatto di un particolare

tipo di tessuto striato.

Grazie a questo tessuto

robusto e resistente, il cuore

può lavorare in continuazione,

pompando il sangue

per tutta la durata della vita.

il muscolo cardiaco

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I muscoli scheletrici sono avvolti da una guaina di rivestimento.

La parte centrale rossa del muscolo, chiamata capo o ventre,

si collega alle ossa con i tendini, che sono robusti cordoni bianchi.

guaina di

rivestimento

tendine

di Achille

ventre del

muscolo

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orbicolare dell’occhio

zigomatico

massetere

orbicolare della bocca

sternocleidomastoideo

deltoide

gran pettorale

bicipite

retto dell’addome

sartorio

gracile

quadricipite

peroneo

tibiale

aponeurosi

che ricopre

i muscoli

addominali

I muscoli del nostro corpo

Nel nostro corpo ci sono

oltre 600 muscoli.

I nomi dei muscoli

possono dipendere:

• dal numero dei capi

(esempio: bicipite e

tricipite nelle braccia)

• dalla forma del muscolo

(esempio: i due trapezi

tra le scapole)

• dalla posizione

del muscolo (esempio:

il gran pettorale sul petto).

occipitale

trapezio

tricipite

gran dorsale

grande gluteo

bicipite femorale

semitendinoso

gemelli

tendine

di Achille

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Come si contraggono i muscoli

Il muscolo è costituito da moltissime fibre.

Ogni fibra è una cellula di forma allungata che contiene più nuclei.

muscolo fascio di fibre

fibra (cellula

muscolare)

nervo

nucleo vasi

sanguigni

miofibrilla

miosina actina

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Come si contraggono i muscoli Nel tessuto muscolare striato le strisce scure corrispondono ai filamenti spessi di miosina, mentre le strisce chiare corrispondono ai filamenti sottili di actina.

La contrazione

del muscolo avviene

quando le molecole

di actina scorrono

su quelle di miosina

e vi si sovrappongono.

Questo scorrimento

avviene in ogni

miofibrilla e la accorcia.

L’impulso a contrarsi è inviato dal cervello ai nervi,

che a loro volta lo trasmettono alle fibre muscolari a cui sono collegati.

prima della contrazione

dopo la contrazione

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Come si contraggono i muscoli

Misurate la circonferenza

del braccio quando il muscolo

è rilassato.

Quando tutte le miofibrille di una fibra si accorciano:

• l’intera fibra diventa più corta;

• il ventre del muscolo si contrae e aumenta di diametro.

Poi misurate di nuovo a muscolo contratto:

la circonferenza ora risulterà più lunga.

Il ventre dei muscoli, contraendosi,

si ingrossa.

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Come si contraggono i muscoli ‒ La contrazione aerobica

È la respirazione cellulare nelle fibre a liberare l’energia

che il muscolo usa per contrarsi.

In presenza di ossigeno l’organismo «brucia» il glucosio

e nelle fibre muscolari si ha una contrazione aerobica.

Da dove viene l’energia che rende possibile la contrazione dei muscoli?

glucosio ossigeno anidride carbonica acqua

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Come si contraggono i muscoli ‒ I crampi

la tecnica per aiutare

chi è vittima

di crampi alle gambe

Dopo uno sforzo prolungato, però, nell’organismo scarseggia l’ossigeno.

Allora il glucosio non può essere ossidato e si trasforma in acido lattico,

liberando meno energia: questa è la contrazione anaerobica.

Se l’acido lattico si accumula nel muscolo, lo affatica e impedisce ulteriori

contrazioni: si hanno allora i dolorosi crampi muscolari.

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Come si contraggono i muscoli ‒ La termoregolazione

I muscoli disperdono sotto forma di calore

la maggior parte dell’energia

che hanno usato per contrarsi.

Questa liberazione di energia termica

aiuta il nostro corpo a mantenere

la propria temperatura a un

valore costante di circa 37 ºC.

Perché dopo una corsa siamo accaldati?

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I movimenti resi possibili dai muscoli

con la rotazione

facciamo girare

una parte

del corpo, come

quando voltiamo

la testa ruotando

il collo

con l’abduzione allontaniamo

un arto dal corpo, come

quando divarichiamo

le gambe

il movimento opposto

all’abduzione è chiamato

adduzione

il movimento

opposto alla

flessione è

l’estensione

con la

flessione

avviciniamo

un osso

a un altro,

come

quando

pieghiamo

un braccio

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I muscoli possono soltanto contrarsi, cioè tirare le estremità di un osso, ma non spingerle. Per questa ragione spesso i muscoli devono agire in coppia.

Esempio: se per flettere un braccio si contrae un muscolo,

per estendere di nuovo il braccio bisognerà contrarre un altro muscolo.

I due muscoli si chiamano antagonisti, perché compiono azioni opposte.

scapola tendine

omero ulna

radio

tricipite

rilassato

bicipite

contratto

tricipite

contratto bicipite

rilassato

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Insieme alle ossa e alle

articolazioni, i muscoli

funzionano come leve:

• il fulcro (F) è rappresentato

dall’articolazione tra le ossa

• la potenza (P) è la forza

applicata dal muscolo

che si contrae

• la resistenza (R) è il peso

da sollevare contraendo

il muscolo.

Questa è una leva del terzo genere,

che è sempre svantaggiosa.

per sollevare un peso con il braccio

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Insieme alle ossa e alle articolazioni,

i muscoli funzionano come leve:



• la potenza (P) è la forza applicata

dal muscolo che si contrae

• la resistenza (R) è il peso da sollevare

contraendo il muscolo.

Questa è una leva del secondo genere,

che è sempre vantaggiosa.

per camminare

e alzarci in

punta di piedi

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Insieme alle ossa e alle

articolazioni, i muscoli

funzionano come leve:



• la potenza (P) è la forza

applicata dal muscolo

che si contrae

• la resistenza (R) è il peso

da sollevare contraendo

il muscolo.

Questa è una leva del primo genere,

simile a una bilancia a due piatti.

per mantenere la testa eretta

e muoverla all’indietro

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I muscoli degli altri animali

I pesci posseggono quattro lunghi

muscoli ai lati del corpo e nella coda.

La loro colonna vertebrale è molto

flessibile nella direzione laterale.

Contraendosi e distendendosi in modo alternato, i muscoli fanno oscillare

la colonna vertebrale: così il pesce avanza «spingendo» contro l’acqua.

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Gli anfibi come le rane hanno

una potente muscolatura negli

arti inferiori, che permette loro

di muoversi a salti.

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Tra i rettili i serpenti,

che sono privi di arti,

hanno muscoli inseriti

sulle costole per flettere

la lunga colonna

vertebrale e avanzare

sfruttando l’attrito con

il terreno.

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Negli uccelli la colonna vertebrale è

quasi rigida, perché deve sostenere

la potente muscolatura degli arti, che

è ancorata a uno sterno molto ampio.

scapola

omero sterno

muscoli pettorali contratti

i muscoli che permettono

agli uccelli di volare

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I mammiferi sono in grado di

curvare il corpo in avanti e indietro,

oltre che a destra e a sinistra,

grazie ai muscoli del tronco e a una

colonna vertebrale molto flessibile.

Molte scimmie hanno muscoli robusti

anche nella coda prensile.

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Negli organismi unicellulari non esiste un vero e proprio sistema muscolare.

Per muoversi utilizzano appendici come ciglia, flagelli o pseudopodi.

ciglia flagello

pseudopodi

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I muscoli degli altri animali In molti invertebrati pluricellulari il tessuto muscolare è liscio.

il lombrico (un anellide)

muscoli

longitudinali

muscoli

trasversali

il lombrico avanza

con un movimento

«a fisarmonica»

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Tra i molluschi le chiocciole

e le lumache si spostano

utilizzando il piede muscolare.

I bivalvi per spostarsi emettono

getti d’acqua, grazie a muscoli

adduttori che aprono e chiudono

la loro conchiglia.

piede

muscolare

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Per battere le ali, gli insetti

usano coppie di muscoli

striati antagonisti.

muscolo contratto muscolo contratto

Gli artropodi hanno muscoli striati spesso molto potenti, utilizzati per il volo o per il salto.

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