Quali fattori determinano la forza muscolare ?
La forza è una delle tre capacità condizionali (forza, velocità, resistenza) che costituiscono il motore dell’atleta. La forza muscolare è la capacità dei nostri muscoli che permette di vincere una resistenza o di opporvisi tramite lo sviluppo di tensione da parte della muscolatura.
Esistono principalmente tre diverse tipologie di forza: forza massimale, forza esplosiva e forza resistente.
Ma da cosa dipende la forza?
Questa capacità condizionale dipende da molteplici fattori:
- Tipo di fibre e dimensione di un muscolo (sezione trasversa)
- Propriocettori
- Riflesso da stiramento e viscoelasticità
- Reclutamento delle fibre muscolari
- Frequenza di scarica del motoneurone
- Sincronizzazione delle unità motorie
- Coordinazione muscolare
- Struttura corporea
LE DIMENSIONI DEL MUSCOLO
La sezione trasversa di un muscolo influenza la forza per circa il 30% della prestazione. La forza che il muscolo può esprimere grazie alle sue dimensioni dipende dal numero e dalla tipologia di fibre che lo costituiscono. Principalmente le fibre muscoli si dividono in tre categorie: fibre tipo 1 definite “rosse”, fibre di tipo 2A e fibre di tipo 2B entrambe definite “bianche”.
- Fibre di tipo 1 o “rosse”: si attivano facilmente (soglia di attivazione bassa), si stancano difficilmente e si contraggono più lentamente. Sono fibre molto capillarizzate e usano il metabolismo aerobico. Hanno un potenziale ipertrofico e una capacità di sviluppare forza massimale minore rispetto alle fibre “bianche”. I motoneuroni che le innervano sono di dimensioni ridotte e ogni motoneurone innerva poche fibre.
- Fibre di tipo 2 o “bianche”: le fibre bianche hanno una soglia di attivazione più elevata, si stancano più facilmente e sono “veloci”. Sono fibre poco capillarizzate e utilizzano principalmente il metabolismo anaerobico. Hanno un maggiore potenziale ipertrofico; pertanto chi dispone di molte fibre di questa tipologia svilupperà più facilmente la forza massima. I motoneuroni che le innervano sono di dimensioni notevoli e sono in grado di generare molta forza. La differenza principale tra le fibre bianche 2A e le 2B non sta nella forza massimale che esprimono quanto nella velocità di accorciamento, la quale è superiore nelle 2B.
Grazie all’allenamento possiamo indirizzare un certo numero di fibre intermedie a direzionarsi verso la tipologia 1 o 2 (anche se questo processo è ancora da comprendere a fondo). Gli studi, fino ad ora, hanno dimostrato la capacità delle fibre 2B di trasformarsi in fibre 2A: queste esprimo una forza massima simile ma, comportando un minor dispendio energetico del sistema nervoso, sono maggiormente sfruttabili. È stata anche dimostrata la capacità delle fibre 2A di trasformarsi in fibre di tipo 1 e, anche se in percentuali inferiori, la capacità delle fibre di tipo 1 di trasformarsi in fibre di tipo 2A a seconda del tipo di allenamento che si svolge. L’allenamento contro resistenza permette di ottenere cambiamenti strutturali all’interno della fibra muscolare, sia a livello della miofibrilla che a livello del liquido sarcoplasmatico creando così la tanto ricercata e desiderata ipertrofia muscolare. L’ipertrofia miofibrillare si ottiene mediante allenamenti con alti carichi e basse ripetizioni al fine di stimolare direttamente la sintesi proteica. L’ipertrofia sarcolplasmatica si ottiene con allenamenti lattacidi, con ripetizioni medio-basse e carichi bassi. Come si può ben capire, l’aumento miofibrillare consente il miglioramento diretto della forza, mentre l’aumento del sarcoplasma permette di avere a disposizione più riserve energetiche (glicogeno e fosfati) e di migliorare sia la capacità enzimatica, sia la capillarizzazione rendendo possibile così una maggiore capacità di lavoro da parte dell’atleta. L’insieme dei due processi consente di ottenere muscoli più grossi incrementando la forza anche del 30%.
PROPRIOCETTORI:
I propriocettori sono degli organi dotati di terminazioni nervose grazie ai quali il sistema nervoso può controllare i movimenti in maniera adeguata. I principali propriocettori a cui siamo interessati in questo articolo sono i fusi neuromuscolari e gli organi tendinei di Golgi. I fusi neuromuscolari registrano l’entità e la velocità con cui avviene un allungamento muscolare. Gli impulsi nervosi che provengono dal fuso si sommano con quelli provenienti dal cervello alle unità motorie garantendo così una risposta adeguata. Il segnale del fuso neuromuscolare è di tipo eccitatorio e permette quindi di attivare più fibre. Gli organi tendinei di Golgi, posti tra muscolo e tendine, registrano le variazione della forza causate dalla contrazione muscolare in accorciamento. I segnali degli organi tendinei di Golgi sono di tipo inibitorio, hanno una funzione protettiva sul muscolo e gli impediscono di avere contrazioni pericolose. Oltre a questi due organi propriocettivi meritano una citazione le cellule di Renshaw. Le cellule di Renshaw sono dei particolari interneuroni inibitori che bloccano il motoneurone a cui sono collegate. Questa modalità di desincronizzazione ha funzioni autoprotettive per evitare stress meccanici troppo elevati dovuti alla contrazione contemporanea delle fibre.
RIFLESSO DA STIRAMENTO E VISCOELASTICITA’:
Lo stiramento muscolare è la capacità del muscolo di sfruttare il ritorno elastico delle sue strutture nel passare dal movimento eccentrico a un movimento concentrico (ad esempio in uno squat). Questo è dovuto sia al riflesso da stiramento, fenomeno di tipo maggiormente neurologico, sia alla viscoelasticità, fenomeno di tipo maggiormente meccanico. Più siamo rapidi nell’invertire un movimento dalla fase eccentrica alla fase concentrica, più genereremo forza. Se eseguiamo un fermo del movimento (come ad esempio nella panca piana da gara), questa capacità viene persa perché i fusi neuromuscolari durante la pausa al petto ritornano inattivi e la forza di trazione dovuta allo stiramento del tessuto muscolare decresce; quindi il movimento diventa più difficile e si esprime minor forza. La stessa cosa la ritroviamo durante l’esecuzione di una ripetizione di stacco da terra. Il deadlift è un movimento puramente concentrico e quindi come nella panca piana da gara il surplus di forza proveniente dallo stiramento muscolare viene annullato.
RECLUTAMENTO DELLE FIBRE MUSCOLARI:
Il reclutamento è la quantità di tessuto muscolare che viene attivato durante un gesto atletico. E’ essenziale per generare il massimo della forza. All’80% della propria forza massimale si attivano praticamente tutte le fibre muscolari. Il reclutamento muscolare segue la legge di Hanneman e avviene a “salire”. Dapprima si attivano le fibre muscolari lente, successivamente le intermedie e infine le più veloci (a seconda dei livelli di forza richiesti). Se non viene oltrepassata una determinata soglia di attivazione, le fibre bianche non saranno reclutate, e si avrà un’alternanza di reclutamento di unità motorie composte da fibre rosse. All’aumentare della forza richiesta verranno attivate le unità motorie composte da fibre bianche. Quando è richiesta una contrazione massimale, saranno in attività tutte le unità motorie della muscolatura coinvolta, e, non potendo esserci alternanza, quando la prima unità motoria verrà disattivata a causa stanchezza, non si potrà più mantenere quel livello di forza.
FREQUENZA DI SCARICA DEL MOTONEURONE
La frequenza di scarica è la capacità del motoneurone d’inviare più frequentemente gli impulsi nervosi alle fibre. Questo permette di ottenere un aumento della forza delle singole unità motorie che tendono ad andare verso la tetanizzazione e quindi permette di completare il 20% di forza mancante al raggiungimento della forza massimale. Nonostante il reclutamento fino all’80% della forza massimale sia il principale meccanismo utilizzato dal sistema nervoso per incrementare la forza, è proprio l’incremento della frequenza che permette lo sviluppo della forza massimale.
SINCRONIZZAZIONE DELLE UNITA’ MOTORIE
La sincronizzazione è il tempo in cui avviene il reclutamento. Una migliore sincronizzazione non permette un aumento della forza totale, ma consente il raggiungimento di tale forza in tempi sempre più rapidi. La sincronizzazione delle unità motorie quindi è essenziale per generare la massima velocità nel raggiungimento della forza. Riassumendo, grazie al miglioramento della sincronizzazione, possiamo ottenere ugual forza in minor tempo. È stato ipotizzato – ma la teoria deve ancora essere confermata – che grazie alla sovrapposizione dei singoli picchi di forza delle fibre dovuti alla miglior sincronizzazione si possa migliorare della forza massima.
COORDINAZIONE MUSCOLARE
La coordinazione muscolare è data dalla coordinazione intermuscolare e dalla coordinazione intramuscolare. La prima è la capacità dei vari distretti muscolari coinvolti nell’alzata di lavorare nel modo adeguato e con i giusti tempismi, al fine di creare la traiettoria migliore di un determinato movimento; la seconda è la capacità di dosare la forza di uno specifico muscolo in modo tale da svolgere correttamente il movimento, evitando variazioni di velocità non richieste. Un’ottima coordinazione intermuscolare e intramuscolare permette di eseguire un gesto con elevata tecnica. Sebbene alcuni movimenti richiedano meno tempo per essere assimilati correttamente rispetto ad altri, il continuo aumento dell’intensità e del volume crea nuove difficoltà, per cui il miglioramento tecnico diviene essenziale se si vuole progredire nei risultati e sviluppare maggior forza.
STRUTTURA CORPOREA
La struttura corporea dipende dalla lunghezza degli arti, dall’altezza del soggetto, dalle proporzioni tra busto e arti e dal tipo di inserzioni muscolari e tendinee più o meno favorevoli. Solitamente più lunghe sono le ossa, maggiore è la leva, per cui sarà necessario sviluppare una forza maggiore per contrastare ciò. Ad esempio nella panca piana, un soggetto con arti superiori molto lunghi e una cassa toracica nella media sarà svantaggiato in quanto dovrà percorrere molta più strada per arrivare al petto. Nello squat, un soggetto alto, con arti inferiori abbastanza lunghi rispetto al busto, sarà svantaggiato rispetto ad un soggetto basso in quanto dovrà “schienare” maggiormente l’alzata per mantenere il centro di massa nello stesso punto rispetto ad un soggetto più basso.
Riassumendo, muscoli e sistema nervoso sottoposti ad allenamento adeguato si modificheranno per permettere la generazione di maggior forza. Alcune fibre muscolari si trasformeranno passando da una tipologia all’altra (ad esempio da tipo 2B a 2A) e nel frattempo si osserverà un aumento dell’ipertrofia delle fibre muscolari che concorrerà ad un aumento di forza nel range del 30% circa. Le fibre muscolari verranno reclutate in modo migliore, permettendo così l’utilizzo di porzioni di muscolatura sempre maggiori (un principiante attiva circa il 30-40% del tessuto muscolare a disposizione). Il reclutamento avverrà anche grazie al fatto che i motoneuroni, in seguito all’allenamento, abbasseranno la loro soglia di attivazione in modo tale che la soglia più bassa consentirà, a parità di segnale elettrico, l’attivazione di più unità motorie. Un altro fenomeno utile all’aumento della forza è l’aumento della frequenza di scarica del motoneurone che porterà segnali sempre più frequenti facendo aumentare così la forza di contrazione delle fibre che si avvicineranno alla tetanizzazione. Quindi l’allenamento migliorerà la qualità dei segnali elettrici e si avrà un coinvolgimento sempre maggiore di unità motorie. Anche i propriocettori modificheranno la loro soglia di attivazione: gli organi di Golgi e i fusi neuromuscolari, innalzando la loro soglia di attivazione, percepiranno come stimoli normali quelli che inizialmente erano ritenuti pericolosi. Questi propriocettori non inviando segnali di pericolo non creeranno annullamenti alla contrazione muscolare. L’allenamento porterà modifiche anche alle cellule di Renshaw, che causano de-sincronizzazione per proteggere le strutture da uno stress meccanico eccessivo. La de-sincronizzazione sarà meno forte, migliorerà la sincronizzazione tra le fibre muscolari e si otterrà un determinato livello di forza in tempi più rapidi. Anche il riflesso da stiramento e la viscoelasticità contribuiranno nel miglior modo possibile alla generazione di forza, grazie alla modifica della soglia degli organi propriocettivi e grazie alla maggior resistenza delle fibre muscolari ottenuta allenandosi. Un altro punto fondamentale riguarderà la frequenza d’allenamento: un’adeguata frequenza allenante permetterà un miglioramento della coordinazione muscolare e della tecnica comportando un aumento di forza poiché il sistema nervoso, comandando in modo adeguato tutte le strutture coinvolte nel gesto atletico, permetterà di gestire nel modo corretto carichi più elevati. Carichi che prima risultavano pericolosi, e carichi che portavano ad una diminuzione repentina di velocità, diventeranno carichi usuali, conducendo da un lato a un’inversione ottimale del movimento e dall’altro lato, nel caso in cui il movimento non preveda una pausa tra fase eccentrica e concentrica, a un riflesso da stiramento ottimale. Da tutte queste informazioni si comprende come il sistema nervoso sia una struttura fondamentale nel nostro corpo, perché comanda tutti gli altri organi, si modifica e influenza l’assetto dell’intero organismo. Ad esempio la coordinazione muscolare, deriva da nuovi assetti del sistema nervoso che è allenabile e cambierà adattandosi agli stimoli allenanti e all’ambiente. È necessario però trasmettere al sistema nervoso i giusti parametri tra i quali rientra una tecnica corretta. Per fare questo è importante essere seguiti da trainer specializzati, riprendere i vostri allenamenti, fare autocritica osservando gli errori rispetto ad un modello ideale, capire dove poter migliorare e cercare di metterlo in pratica giorno dopo giorno. Logicamente esistono alcune linee guida che permettono di valutare se un’esecuzione è corretta oppure no, ma esistono anche variabili individuali che porteranno a personalizzare il gesto, per cui non è detto che due atleti di livello simile abbiano un’esecuzione simile tra loro. Benché diversa, potrebbe essere corretta l’esecuzione di entrambi, perché le strutture corporee dei due atleti sono diverse tra loro. Come abbiamo visto la forza dipende da innumerevoli fattori. Questi agiscono per la generazione della forza e sono scritti nel nostro patrimonio genetico, il DNA, ma non bisogna dimenticare che grazie all’esposizione del nostro organismo con l’ambiente i fattori verranno modificati. Infatti grazie all’allenamento possiamo mutare moltissimi parametri ed avvicinarci al nostro limite. È ovvio che, per ottenere questo risultato, l’allenamento dovrà essere personalizzato, programmato in modo adeguato e l’atleta dovrà essere disposto a dare il massimo per raggiungere l’obiettivo prefissato.
