Muscle plasticity represents the ability of muscles to adapt to mechanical and metabolic stimuli through both structural and functional modifications. Pathological and/or physiological conditions can induce muscle plasticity phenomena. One of these conditions is ageing, another is represented by mechanical phenomena such as training. The combined effect of these two stimuli can be studied by analysing the functional properties of the skeletal muscle of a master athlete. In this paper, individual muscle fibres were characterised in a 91-year-old master athlete who holds the world record for the 200-metre run (WRW). The fibres, classified by electrophoresis as type I (slow) and type IIA (fast), were analysed to evaluate their functional properties, including specific force (Po/CSA) and maximum contraction speed (Vo). The athlete's maximum oxygen consumption (V̇O2max) was also measured using an incremental ramp test on a cycle ergometer. The values obtained were compared with those obtained in a group of physically active young and elderly subjects. In the WRW subject, the cross-sectional area (CSA) of type I muscle fibres was greater than that of the same fibres in the group of physically active elderly subjects. This data suggests that regular, prolonged physical exercise can effectively counteract muscle atrophy, which is one of the main effects of ageing. As for strength values, in the WRW subject, they are in the upper range of the values obtained in the group of physically active elderly subjects, confirming the protective role of physical activity in maintaining the ability to generate strength even in old age. Finally, with regard to maximum oxygen consumption (V̇O₂max), despite the natural decline in aerobic capacity with age, the value obtained in the WRW subject is higher than the average for the group of physically active elderly subjects. This shows that regular physical activity can significantly mitigate the reduction in aerobic capacity typical of ageing. In summary, the results confirm that regular, long-term exercise is an effective strategy for preserving skeletal muscle mass, strength and function, as well as overall aerobic capacity. Training helps to maintain a high level of muscle and metabolic efficiency even in old age, counteracting the degenerative processes associated with a sedentary lifestyle and ageing.
La plasticità muscolare rappresenta la capacità del muscolo di adattarsi a stimoli meccanici e metabolici, attraverso modificazioni sia strutturali che funzionali. Condizioni patologiche e/o fisiologiche possono indurre fenomeni di plasticità muscolare. Una di queste condizioni è l’invecchiamento, un‘altra è rappresentata da fenomeni meccanici quali, ad esempio, l’allenamento. L’effetto combinato di questi due stimoli può essere studiato attraverso l’analisi delle proprietà funzionali del muscolo scheletrico di un’atleta master. In questo elaborato sono state caratterizzate singole fibre muscolari di un’atleta master detentrice del record mondiale di corsa sui 200 metri di 91 anni (WRW). Le fibre, classificate attraverso elettroforesi come di tipo I (lente) e di tipo IIA (veloci), sono state analizzate per valutarne le proprietà funzionali, tra cui la forza specifica (Po/CSA) e la velocità massima di contrazione (Vo). È stato inoltre misurato il consumo massimo di ossigeno (V̇O2max) dell’atleta attraverso un test incrementale a rampa su cicloergometro. I valori ottenuti sono stati messi in confronto con i valori ottenuti in un gruppo di soggetti giovani e anziani fisicamente attivi. Nel soggetto WRW, l’area della sezione trasversa (CSA) delle fibre muscolari di tipo I risulta maggiore rispetto a quella delle stesse fibre del gruppo di anziani fisicamente attivi. Questo dato suggerisce che l’esercizio fisico regolare e prolungato nel tempo sia in grado di contrastare efficacemente l’atrofia muscolare, che rappresenta uno dei principali effetti dell’invecchiamento. Per quanto riguarda i valori di forza, nel soggetto WRW, si collocano nella fascia superiore dei valori ottenuti nel gruppo di soggetti anziani fisicamente attivi confermando il ruolo protettivo dell’attività fisica nel mantenere la capacità di generare forza anche in età avanzata. Infine, per quanto riguarda il massimo consumo di ossigeno (V̇O₂max), nonostante il naturale declino della capacità aerobica con l’età, il valore ottenuto nel soggetto WRW risulta superiore a quello medio del gruppo degli anziani fisicamente attivi. Ciò dimostra che l’attività fisica costante è in grado di attenuare significativamente la riduzione della capacità aerobica tipica dell’invecchiamento. In sintesi, i risultati confermano che l’esercizio fisico regolare e protratto nel tempo rappresenta una strategia efficace per preservare la massa, la forza e la funzionalità del tessuto muscolare scheletrico, nonché la capacità aerobica complessiva. L’allenamento contribuisce a mantenere un elevato livello di efficienza muscolare e metabolica anche in età avanzata, contrastando i processi degenerativi associati alla sedentarietà e all’invecchiamento
Caratterizzazione di singole fibre muscolari scheletriche di un'atleta master detentrice del record mondiale di corsa sui 200 metri
PONZO, ANNARITA
2024/2025
Abstract
Muscle plasticity represents the ability of muscles to adapt to mechanical and metabolic stimuli through both structural and functional modifications. Pathological and/or physiological conditions can induce muscle plasticity phenomena. One of these conditions is ageing, another is represented by mechanical phenomena such as training. The combined effect of these two stimuli can be studied by analysing the functional properties of the skeletal muscle of a master athlete. In this paper, individual muscle fibres were characterised in a 91-year-old master athlete who holds the world record for the 200-metre run (WRW). The fibres, classified by electrophoresis as type I (slow) and type IIA (fast), were analysed to evaluate their functional properties, including specific force (Po/CSA) and maximum contraction speed (Vo). The athlete's maximum oxygen consumption (V̇O2max) was also measured using an incremental ramp test on a cycle ergometer. The values obtained were compared with those obtained in a group of physically active young and elderly subjects. In the WRW subject, the cross-sectional area (CSA) of type I muscle fibres was greater than that of the same fibres in the group of physically active elderly subjects. This data suggests that regular, prolonged physical exercise can effectively counteract muscle atrophy, which is one of the main effects of ageing. As for strength values, in the WRW subject, they are in the upper range of the values obtained in the group of physically active elderly subjects, confirming the protective role of physical activity in maintaining the ability to generate strength even in old age. Finally, with regard to maximum oxygen consumption (V̇O₂max), despite the natural decline in aerobic capacity with age, the value obtained in the WRW subject is higher than the average for the group of physically active elderly subjects. This shows that regular physical activity can significantly mitigate the reduction in aerobic capacity typical of ageing. In summary, the results confirm that regular, long-term exercise is an effective strategy for preserving skeletal muscle mass, strength and function, as well as overall aerobic capacity. Training helps to maintain a high level of muscle and metabolic efficiency even in old age, counteracting the degenerative processes associated with a sedentary lifestyle and ageing.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/31791