Muscolo come sistema a tensione distribuita: una possibile rilettura biomeccanica delle lesioni muscolari nello sport

 

 A cura di Saverio Colonna (Ortopedico, dir. Spine Center, Scuola di Osteopatia OSCE - Bologna)

Il modello tradizionale della funzione muscolare descrive il muscolo come un sistema prevalentemente lineare, in cui la forza generata dalle fibre contrattili viene trasmessa longitudinalmente al tendine. Tuttavia, evidenze biomeccaniche e istologiche più recenti suggeriscono una visione più complessa, in cui il muscolo si comporta come un sistema composito a tensione distribuita, analogo a strutture ingegneristiche basate su reti di cavi (Huijing 1999; Purslow 2020).

 Ruolo della matrice extracellulare (ECM)
Il muscolo scheletrico è costituito non solo da fibre contrattili, ma anche da una rete continua di tessuto connettivo (endomisio, perimisio, epimisio), che svolge un ruolo attivo nella trasmissione della forza.

• L’ECM (extracellular matrix) consente la trasmissione laterale delle forze tra fibre e verso il tendine (Bloch e Gonzalez-Serratos 2003)
• Molte fibre non si inseriscono direttamente nel tendine, rendendo necessaria una via alternativa di trasmissione (Bloch e Gonzalez-Serratos 2003)
• L’endomisio contribuisce sia alla forza attiva che passiva, e la sua interruzione riduce significativamente la capacità di generare forza (Danesiniet al. 2024)

Questi dati supportano l’idea che il muscolo funzioni come un composito fibra–matrice, in cui l’integrità del network connettivale è essenziale per la prestazione meccanica.

Trasmissione della forza: da modello lineare a modello reticolare
Nel modello classico:
miofibra → tendine

Nel modello emergente implica che la forza non sia trasmessa esclusivamente lungo l’asse longitudinale, ma distribuita attraverso una rete tridimensionale di connessioni.

In termini ingegneristici, il muscolo può essere descritto come: un sistema a tensione distribuita e ridondante (Huijing 1999).

Analogia con strutture a cavi
Nei ponti sospesi:

• il carico è distribuito su migliaia di elementi in trazione
• la stabilità dipende dalla ridistribuzione delle tensioni
• il danno locale può essere compensato, mentre il danno strutturale altera l’intero sistema

Un comportamento analogo può essere ipotizzato nel muscolo:

• endomisio → rete fine, distribuzione locale
• perimisio/epimisio → strutture di trasmissione intermedia
• giunzione miotendinea (MTJ) → nodo critico di trasferimento della forza dal connettivo muscolare (perimisio/epimisio) al connettivo tendineo.

Implicazioni per la comprensione delle lesioni muscolari maggiori
Questa lettura suggerisce che la gravità di una lesione non dipenda solo dalla sua estensione, ma dal livello gerarchico della rete coinvolta (Study Group et al 2020):

• Alterazioni dell’endomisio
  → perturbazione locale
  → mantenimento della continuità globale
  → recupero più rapido
• Lesioni del sistema perimisio–epimisio–MTJ
  → perdita di integrità strutturale
  → alterazione della trasmissione globale
  → lesione del tendine intramuscolare (cavo primario) tempi di recupero più lunghi per la ripresa del ritorno allo sport (Return To Play - RTP) (Comin et al. 2013; Crema et al. 2017; Beattie et al. 2023)

Una possibile rilettura delle “lesioni funzionali”
Le cosiddette lesioni muscolari senza evidenza strutturale come riportato dalla classificazione di Munich tipo 1–2) (Mueller-Wohlfahrt et al. 2013) potrebbero essere reinterpretate come: alterazioni della distribuzione delle tensioni all’interno della matrice extracellulare, piuttosto che vere e proprie rotture delle fibre contrattili.

Questo modello è coerente con:

• assenza di alterazioni EMG significative
• imaging spesso negativo
• le alterazioni dell’EMC possono causare dolore (Plaut 2025; Gromakovskis 2025)

Conclusione
Le evidenze attuali suggeriscono che il muscolo debba essere considerato non come un sistema puramente contrattile, ma come una rete biomeccanica integrata, in cui la EMC gioca un ruolo determinante nella trasmissione della forza.
In questa prospettiva, la disfunzione muscolare potrebbe derivare non solo da danni strutturali evidenti, ma anche da alterazioni della coerenza meccanica della rete connettivale.

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