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Distillato di Cinologia n. 53
Funzione e funzionalità della muscolatura nel cane

  21 maggio 2020 Banner muscolatura

Distillato cinologiaFunzione e funzionalità della muscolatura nel cane

Una «pillola» di Funzionalità e, più precisamente, di fisiologia. Sul tema della funzione e della funzionalità della muscolatura nel cane, fonte di energia per la locomozione.

 

La locomozione è attivata dai muscoli e lo scopo di questo post è di mettere in evidenza come i muscoli sviluppano potenza.

I muscoli nella valutazione

In un museo è molto più facile conservare scheletri per l’esposizione che preparati anatomici muscolari.

 

In un animale ci sono molte meno ossa che muscoli perciò è più facile imparare cose su di loro e poi servirsene. Questo fornisce una falsa prospettiva perché il ruolo dei muscoli è molto più significativo nella funzione (locomotoria) – uno scheletro senza muscoli è giusto un mucchio di ossa – e quindi si cade facilmente nella trappola di pensare che la comprensione dello scheletro ci fornisca la comprensione della funzione.

 

Un esame della maggior parte degli articoli divulgativi sull’anatomia canina certamente supporta questa impressione. Pochissimi discutono la muscolatura nel dettaglio e vi è anche la tendenza tra alcuni giudici a criticare il cane con la muscolatura marcata come «brutta da vedere». L’allevatore alle prime armi viene consigliato e riconsigliato di scegliere il cucciolo con la migliore ossatura anziché quello con il miglior tono muscolare.

 

Se i muscoli sono ben sviluppati – come richiesto da numerosi standard – dovrebbero protrudere in punti appropriati.

 

Il desiderio di avere area di pelle liscia, senza alcun cenno di protuberanze, è solamente per ragioni estetiche non di certo per ragioni funzionali.

 

È strano quindi che nessun standard sottolinei l’importanza di visibili irregolarità superficiali prodotte da muscoli ben sviluppati.

 

I muscoli in generale

 

I muscoli generano forza e producono lavoro (forza per spostamento) accorciandosi. I muscoli tirano, non possono spingere; se si desidera produrre il movimento avanti e indietro di un osso sono richiesti almeno due muscoli; uno tira l’osso in una direzione e l’altro tira l’osso nella direzione opposta. Il movimento avanti ed indietro delle gambe realizzato dai muscoli produce locomozione.

 

Due muscoli in opposizione l’uno all’altro sono detti «antagonisti». I muscoli che distendono la gamba sono chiamati «estensori». I muscoli che richiudono un’articolazione sono chiamati «flessori».

 

I muscoli che producono il movimento avanti e indietro nella struttura degli arti del cane non sono in grado di resistere in maniera rigida alle forze laterali; perciò, le articolazioni devono impedire il piegamento laterale mediante alcuni artifici come i legamenti, le scanalature nelle articolazioni o il piazzamento di muscoli di sostegno in posizione laterale.

 

La massima quantità di contrazione dei muscoli (percentuale della variazione in lunghezza divisa per il tempo di contrazione) è la stessa per tutte le fibre muscolari dello stesso tipo, ma esistono diversi tipi differenti di fibre muscolari.

 

Il tipo chiaro di muscolo (tipo glicolitico) – come si vede nel petto di tacchino o nei gatti – è molto più veloce nella contrazione dei tipi più scuri di muscolo (tipo ossidativo) visto nei cani, nei cavalli e nelle cosce di tacchino.

 

I tipi scuri di muscolo si ritrovano in due tipi, uno più veloce dell’altro nel contrarsi. Il tipo più lento si trova dove la tensione (trazione costante senza significativa contrazione) è la necessità primaria.

 

I muscoli chiari ad alta velocità richiedono molta più energia quando si contraggono di quanto facciano i muscoli di tipo scuro (Alexander & Goldspink).

 

I cuccioli nascono con muscolatura di tipo chiaro e crescendo sino all’età adulta presentano alla fine quasi il 100% dei muscoli scheletrici di tipo scuro.

 

Il colore scuro dei muscoli è prodotto dalla mioglobina, una particolare molecola che aiuta il trattenimento di ossigeno disponibile per l’uso da parte del muscolo. La riserva di ossigeno nella mioglobina intramuscolare diminuisce in dipendenza della capacità di cuore e polmoni di rimpiazzare immediatamente l’ossigeno consumato. Durante il metabolismo di tipo ossigenativo (aerobico) gli alimenti vengono ossidati in anidride carbonica, acqua, ecc. Ad eccezione dell’attività violenta durante la locomozione i cani dipendono quasi interamente sul metabolismo ossigenativo, e questo metabolismo è limitato alla quantità di sangue che può fornire ossigeno ai tessuti, che a sua volta dipende dalla quantità di ossigeno che può essere recuperata dai polmoni (Alexander, 1982).

 

Il tipo chiaro di muscolatura che si ritrova nei gatti dipende primariamente dalla trasformazione del glucosio (un tipo di zucchero) in acido lattico, processo questo che non richiede ossigeno. Quanto più glucosio viene usato o quanto più alto è il livello di acido lattico, tanto più lungo è il periodo di riposo muscolare che deve seguire per il recupero. I felini producono un breve periodo di corsa esplosiva che deve essere seguito da un lungo periodo di stasi. Quando è richiesto movimento esplosivo, sono necessari muscoli chiari a rapida contrazione come quelli dei felini (incluso il ghepardo).

 

Alcuni muscoli sono composti di fibre sia a contrazione lenta che a contrazione rapida, dando al muscolo la possibilità di contrarsi a velocità variabili a seconda delle situazioni, poiché i diversi tipi di fibre possono contrarsi separatamente.

 

I cani adulti, comunque, presentano solo muscoli di tipo resistente. Nei cani adulti a meno di mutamenti genetici nel tipo di proteine muscolari, non è possibile riprodurre la velocità di un ghepardo e viceversa in questo non è possibile riprodurre la resistenza dei cani; ciascuno presenta vantaggi e svantaggi. I Levrieri, con la costituzione muscolare a fibre scure che presentano ai nostri giorni sono ormai vicini al picco massimo di velocità riproducibile.

 

La causa immediata di contrazione muscolare è un impulso elettrico (ionico) proveniente da un centro di comando che può essere situato sia nel cervello che in un altro punto di controllo motorio. Sia i gatti che i cani possono trottare con coordinamento anche dopo la resezione del collegamento nervoso tra midollo spinale e cervello (Miller).

 

I muscoli in se stessi non si contraggono abbastanza velocemente per produrre il movimento dei cani in maniera diretta con la velocità effettiva alla quale si muovono; deve quindi essere usato qualche metodo di moltiplicazione della velocità. Il moltiplicatore di velocità può essere sia un sistema di leve, sia una disposizione raggiata della muscolatura oppure una trazione angolata da parte dei muscoli (vedi questo post precedente; Alexander e Alexander & Goldspink).

 

In anni recenti con l’invenzione del microscopio elettronico, sono state possibili riprese dirette dell’azione delle fibre muscolari. I muscoli sono organizzati in fasci di fibre; ciascun fascio presenta delle linee di connessione agli altri fasci, dette linee «Z»; un muscolo lungo, con molte linee Z in serie, può produrre una grande contrazione (variazione della lunghezza) mentre gruppi di linee Z parallele l’una all’altra producono una grande potenza (forza di contrazione). Le fibre di un muscolo possono contrarsi leggermente meno della metà della loro lunghezza e quindi un muscolo non raggiunge la metà della sua lunghezza distesa.

 

Nello sviluppo di una locomozione veloce negli animali, le ossa delle gambe sono generalmente allungate, ma alquanto stranamente, i muscoli non lo sono. I tendini divengono più lunghi e i muscoli tendono a posizionarsi nella parte alta della gamba. La velocità è aumentata mediante allungamento della leva del braccio (osso). I muscoli possono essere allenati per avere maggior resistenza e fino a tempi recenti si credeva che non potessero essere allenati per avere maggior velocità di contrazione.

 

Nuove scoperte sembrano indicare che avvengono alcuni cambiamenti nel tipo di fibra muscolare quando cambia il tipo di impulso nervoso trasmesso dall’unità di controllo motorio. Le indagini sono comunque ancora in corso e bisognerà attenderne gli sviluppi.

 

Un concetto poco compreso è che se un muscolo, appartenente a un gruppo, perde la capacità di produrre la sua quantità di lavoro, altri muscoli del gruppo se la accollano e la locomozione continuerà ad apparire normale (Stewart).

 

Perciò, non è possibile valutare la condizione muscolare di un cane con un breve trotto attorno a un ring di esposizione. In compenso alcune caratteristiche della condizione muscolare possono essere valutate al tatto (compattezza e taglia).

 

L’unità muscolare è costituita dalla fibra (cellula singola); essa e capace di un unico tipo di azione; quando viene stimolata da un nervo o da un campo elettrico si accorcia (contrazione).

 

La fibra muscolare può accorciarsi sino al 50% della sua «lunghezza di riposo» ed essere stirata, senza danneggiarsi, sino ad 1 volta e ½ la sua lunghezza di riposo.

 

La lunghezza di riposo è molto importante e viene definita come la lunghezza della fibra muscolare in assenza di stimolazione. Quando una persona è in piedi con le braccia distese lungo i fianchi in posizione confortevole, la maggior parte dei muscoli sono nella loro lunghezza di riposo. Lo stesso è vero per i cani quando sono fermi nella loro posizione libera più confortevole (non quella piazzata delle esposizioni).

 

La lunghezza di riposo è una condizione che può essere allenata e cambiata con il condizionamento fisico. Se il cane è impegnato in esercizi isometrici (esercizi che mettono in tensione i muscoli senza movimento del corpo), come per esempio, sostenere un piazzamento da esposizione esagerato, i muscoli saranno lentamente allenati a una nuova lunghezza di riposo.

 

La più impressionante dimostrazione di questo fatto è quella che una persona incontra quando un arto le viene immobilizzato con un gesso ortopedico per molte settimane in posizione piegata: quando il gesso viene rimosso l’arto non si raddrizza! I tentativi di raddrizzarlo con la forza produrranno una dolorosa sensazione nei muscoli come se fossero stirati oltre l’allungamento possibile nella loro «lunghezza di riposo accorciata». Ci potrebbero volere 6 settimane per rendere stabile una nuova lunghezza di riposo e altre 6 settimane di esercizi di allungamento prima che i muscoli ritornino alla loro lunghezza originaria.

 

Prove di laboratorio su fibre muscolari dimostrano che la massima forza sviluppata da una fibra viene prodotta nel momento in cui si contrae nella lunghezza di riposo.

 

Questo fatto, combinato con quanto detto sopra, spiega perché un cane potrebbe essere adatto per una funzione e inadatto per un’altra. Cani allenati estensivamente al trotto possiedono muscoli con una lunghezza di riposo capace di produrre la massima forza durante l’esecuzione del trotto. Cani usati estensivamente al galoppo possiedono muscoli con una lunghezza di riposo capace di produrre la massima forza durante l’esecuzione del galoppo.

 

Nessuno ha mai dimostrato che un cane che ha muscoli con una lunghezza di riposo appropriata per il trotto ha anche muscoli con una lunghezza di riposo appropriata per il galoppo. Ci si aspetta normalmente che il cane allenato per il trotto non abbia muscoli con lunghezza di riposo ideale per il galoppo e viceversa (es.: i levrieri preferiscono come andatura di resistenza il canter, che è più vicino al galoppo, che il trotto).

 

Se si cercano adattamenti funzionali per lo sforzo del movimento al galoppo, certamente ricercare una prestazione limite al trotto ha più o meno la validità che può avere la valutazione delle capacità di un corridore da pista dal suo modo di andare in cucina a bersi un bicchiere di latte.

 

Per le esposizioni canine si allenano i cani al trotto e questo non migliora la loro abilità di galoppare.

 

La relazione tra la lunghezza delle fibre muscolari e la forza che viene attivamente prodotta quando la fibra tenta di contrarsi partendo da una determinata lunghezza viene usualmente espressa da una curva detta «curva della tensione di allungamento» del tipo «campana di Gauss». Qui è possibile osservare la percentuale di forza totale che può essere generata da un fibra muscolare sottoposta a prova in ciascuna frazione della lunghezza di riposo. Si osservi che molta poca forza viene prodotta quando la fibra e completamente stirata o completamente contratta. Di estrema importanza è il fatto che la zampa dovrebbe essere nella posizione appropriata durante un’andatura per fornire la massima forza nel momento in cui il muscolo si contrae nella sua lunghezza di riposo. I cani devono essere allenati ad acquisirla. Un cane tenuto in una gabbia o in una cuccia per conservare intatto il suo mantello trotterà in una maniera orribile e inefficiente (forse esteticamente piacevole ma inefficiente).

 

Ci si dovrebbe aspettare che i muscoli a motivo di questo fenomeno per il quale esercitano la forza maggiore intorno alla loro lunghezza di riposo, possiedano delle lunghezze di riposo adattate approssimativamente alle posizioni nelle quali l’animale esercita gli sforzi più elevati in normali condizioni durante le sue attività più faticose.

 

Dal momento che la lunghezza di riposo è in funzione dell’attività (cioè l’animale modifica i suoi muscoli con le sue attività) si dovrebbero osservare gli animali che sono condizionati per le attività alle quali siamo interessati quando tentiamo di valutare la postura da fermi o le prestazioni. Non si può pensare che un terrier che si suppone debba scavare, e che non scava mai, abbia la postura di riposo caratteristica di un buon scavatore, né possiamo osservare un levriero inattivo e confinato in una gabbia per ritrovare la postura che dovrebbe avere un cane che corre a 70 km/h. Se vogliamo osservare gli adattamenti per la realizzazione di un trotto che in un giorno copre chilometri senza fatica e problemi artritici, dobbiamo osservare un cane militare che esegua effettivamente un lavoro di pattugliamento e non il cane da pastore nel ring di esposizione.

 

Il procedimento reale per conseguire una efficiente forma atletica può cambiare la sagoma di un animale; infatti, nell’esperienza comune degli allenatori questo accade e in maniera significativa.

 

In aggiunta alla forza attiva generata dalla contrazione muscolare, vi è una forza elastica passiva che si oppone alla distensione di un muscolo oltre la sua massima lunghezza utile. Questa forza proviene dagli elementi elastici che avvolgono e circondano le fibre muscolari, i gruppi di fibre e i muscoli stessi. Se questi elementi passivi sono distesi oltre i loro limiti fisici si rompono e il muscolo viene danneggiato.

 

In un cane fisicamente in forma la maggior parte della resistenza alla distensione eccessiva e ad altri movimenti dannosi per le articolazioni proviene da una combinazione di contrazioni di muscoli attivi e da elementi passivi. Tuttavia, con l’aumento dell’affaticamento gli elementi passivi assumono un peso sempre maggiore e questo è il motivo per cui strappi, distorsioni e stiramenti dei muscoli e dei legamenti sono molto più comuni in un atleta affaticato che in uno fresco.

 

Si deve sottolineare che tutti i cani che devono fornire delle prestazioni adeguate possiedono una buona muscolatura, costituita non semplicemente da muscoli, ma muscoli del tipo giusto e del giusto tono.

 

Per differenti funzioni sono necessarie taglie e forme diverse, ma muscoli ben sviluppati devono essere sempre presenti.

 

I muscoli non devono mai essere ingrassati e flaccidi ma sempre ben sviluppati; non bisogna mai dimenticare di giudicare la muscolatura.

 

Naturalmente i muscoli ben sviluppati non sono lisci, ma prominenti nei vari punti della struttura. Il desiderio di avere una pelle liscia, come viene spesso ammirato nelle esposizioni canine, ha delle ragioni di tipo estetico, non certo delle ragioni funzionali.

 

Un punto di massima importanza da ricordare è che la posizione di riposo delle ossa, viene determinata dai muscoli e dal tessuto connettivo. I cani allenati per il trotto sono spinti a mantenere l’inclinazione di riposo della scapola più favorevole per il trotto (circa 30 gradi sulla verticale), mentre i cani allenati per il galoppo sono spinti a mantenere la posizione di riposo della scapola più favorevole per il galoppo (circa 20 gradi sulla verticale). L’angolazione viene determinata per quanto lo permettono i muscoli e il tessuto connettivo.

 

Un mucchio di ossa non è in grado di muoversi né di assumere una forma oltre quella propria.

 

L’aspetto più importante delle ossa è la proporzione della loro taglia e lunghezza (per la velocità ossa lunghe, per lo scavo ossa corte). Muovere le ossa e tenerle insieme è compito dei muscoli e del tessuto connettivo.

 

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Le più piccole unità muscolari (immagine di testata a sinistra). Le più piccole unità di fibra muscolare che possono essere osservate al microscopio elettronico sono costruite secondo lo schema che si esemplifica nel disegno. Tra due linee “Z” si trovano filamenti spessi e sottili. Quando un impulso elettrico viene spedito al muscolo, i filamenti spessi si introducono negli spazi tra i filamenti sottili e il muscolo si contrae come schematizzato nell’immagine centrale. Una unità compresa tra due linee “Z” è conosciuta come sarcomero. Molti sarcomeri connessi in serie, come si vede nel disegno più in basso, possono contrarsi per distanze maggiori. I sarcomeri con disposizione in parallelo producono invece maggiore potenza. Un grande numero di sarcomeri in serie e in parallelo formano un muscolo (Murray & Weber).

 

Curva lunghezza/tensione (immagine di testata al centro). L’indicazione del 100% sulla linea di fondo rappresenta la lunghezza a riposo di un muscolo (la lunghezza che un muscolo assume quando è in posizione rilassata). L’indicazione del 50% sulla linea di fondo indica che il muscolo si è contratto del 50% rispetto alla sua posizione di riposo e l’indicazione del 150% indica che il muscolo si è disteso del 150% rispetto alla sua posizione di riposo. La linea verticale indica la percentuale di potenza del muscolo prodotta rispetto alla potenza massima che è in grado di generare. Si osservi che la massima potenza viene generata quando il muscolo si contrae in prossimità della sua posizione di riposo. Quando si allena un qualsiasi animale, l’obiettivo è quello di sviluppare i muscoli con una posizione di riposo capace di generare il massimo della potenza nel momento in cui è necessaria la massima potenza. I cani possono migliorare le loro prestazioni durante un evento continuando a ripetere l’evento stesso in modo da sviluppare una appropriata lunghezza di riposo dei muscoli. Cani che trottano bene vengono generalmente allenati al trotto per molte ore al giorno (Hildebrand).

 

Muscoli (immagine di testata a destra). L’unica cosa che un Greyhound deve assolutamente avere è una abbondante muscolatura del tipo giusto e nei posti giusti. Un cane non dovrebbe mai avere una muscolatura soffice e liscia prodotta da una vita sedentaria o confinata in una cuccia.

 

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Miller et al. Anatomy of the Dog. Philadelphia: W.B. Saunders Co., 1964-2018 – Brown, Curtis Maitland. Dog Locomotion and Gait Analysis. Wheat Ridge: Hoflin Publishing Ltd., 1986 – Edward M. Gilbert, Thelma R. Brown. K-9 Structure &amp: Terminology. New York: Howell Book House, 1995 – Canton, Mario. Princìpi di Locomozione. Porto Viro: Antonio Crepaldi Editore, 2013] – Alexander & Goldspink. Mechanics & Energetics of Animal Locomotions, New York: Chapman & Hall, Halsted Press, John Wiley & Sons, 1977 – Alexander, R. McNeil, Locomotion in Animals, Glasgow: Blackie & Sons, 1982 – Hildebrand, Milton. Analysis of Vertebrate Structure, New York: John Wiley & Sons, 1982 – Murray & Weber. The Cooperative Action of Muscle Proteins. Scientific America, (Feb. 1971) – Stewart D. Variations from Normal Gait after Muscle Section. Journal of Anatomy, (1937 – n. 72, pagg. 101–108)

 

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Saluti a tutti e a rileggerci presto.