I FATTORI CHE INFLUENZANO LA FORZA

Chi di noi non vorrebbe diventare più forte?

Anche se non pratichi uno sport a livello agonistico, sentirsi in grado di sollevare e spostare oggetti enormi, rimane il sogno di molti.

Per riuscirci, dovremmo sapere come fare per diventare più forti giusto?

A questo punto la domanda nasce spontanea: “ quali sono i fattori che influenzano la forza?”

Prima di rispondere a questa domanda vorrei che chiarissimo il concetto di forza.

La forza è quella capacità di vincere oppure opporsi ad una resistenza esterna tramite tensione muscolare.

Esistono numerose classificazioni di forza, ma in questo articolo non parleremo di tutte quelle nozioni e definizioni accademiche sulla forza che potete trovare facilmente in rete.

Quello che voglio spiegarti invece, sono i fattori che influenzano la forza per evitare errori grossolani quando si cerca di condizionarli.

I FATTORI NERVOSI DELLA FORZA

Ogni muscolo è formato da diverse unità motorie, controllate da differenti terminazioni nervose.

Il cervello invia il messaggio della contrazione volontaria muscolare, sotto forma di impulso elettrico, verso ogni singola fibra. Questa si contrae e poi si rilascia. La contrazione della fibra avviene quando le componenti proteiche delle fibre muscolari, actina e miosina, scorrono l’una sull’altra, generando tensione.

La tensione muscolare si trasmette allo scheletro attraverso i tendini.

Se il messaggio viene trasmesso più efficacemente, la tensione aumenta (clono). Se la frequenza degli impulsi elettrici aumenta ulteriormente, la tensione muscolare diventa massima (tetano).

Un elemento pratico che voglio fornirti è questo:

i tendini, essendo molto elastici, impiegano una certo lasso di tempo prima di trasmettere la tensione muscolare alle strutture ossee. Per questo motivo il contributo tensivo delle fibre muscolari che intervengono successivamente, è sempre più efficace,  in quanto scaricano la tensione generata, su tendini che sono pre-stirati.

Durante l’esecuzione di un movimento per esempio alla panca piana, la prima ripetizione sarà sempre peggiore della seconda e terza ecc…fino a quando la fatica neuro-muscolare, farà calare la prestazione ( dipende dal carico utilizzato).

LA LEGGE DEL TUTTO O NULLA

Prima di addentrarci nell’argomento delle fibre muscolari e relativa attivazione, devi  ricordare che esiste la legge del “tutto o nulla”:

Significa che ogni singola fibra viene sempre attivata al massimo o non si attiva per nulla, non esiste un’attivazione intermedia.

Il meccanismo che determina l’aumento di tensione muscolare consiste in:

1. reclutare più unità motorie (reclutamento spaziale).
2. aumentare la frequenza degli stimoli per attivare più unità motorie nello stesso tempo ( reclutamento temporale).
3. Reclutare tutte le unità motorie nello stesso istante porta a raggiungere un ulteriore aumento della forza (sincronizzazione muscolare).

I FATTORI STRUTTURALI DELLA FORZA

Ipertrofia

A livello di fibre muscolari, i due adattamenti più importanti avvengono a carico delle miofibrille o mitocondri. Nel primo caso si assiste ad un aumento della concentrazione proteica mio-fibrillare.

Questa determina a sua volta un aumento della sezione trasversa delle miofibrille e pertanto delle fibre muscolari.

L’ipertrofia è generata da un lavoro muscolare eseguito in maniera sistemica e ripetuta nel tempo.

Lo stimolo per generare ipertrofia dipende dalla resistenza alla contrazione muscolare (carico), e dal numero totale delle contrazioni eseguite.

Gli esercizi di velocità sono i meno a adatti a generare ipertrofia.

Gli allenamenti  eseguiti con carichi elevati oltre il 70% del CM (carico massimo), servono sia per migliorare la Forza massima che l’ipertrofia muscolare.

Iperplasia

Mentre il concetto dell’ipertrofia spiega l’aumento del volume delle cellule muscolari dovuto ad una maggiore quantità di proteine strutturali della cellula, l’iperplasia consiste nell’incrementare il volume muscolare attraverso l’ aumento nel numero delle cellule muscolari.

Per spiegare questo fenomeno è necessario conoscere la composizione delle fibre muscolari, nelle quali esistono le cosiddette cellule satelliti. La caratteristica più interessante di queste cellule mononucleate risiede nella loro capacità di unirsi per generare nuove cellule muscolari. La loro proliferazione può essere innescata da fattori ormonali o da un importante trauma a livello muscolare.

Questo processo, chiamato iperplasia, ricopre un ruolo marginale nella crescita muscolare, che viene regolata soprattutto dall’ipertrofia.

Personalmente, nella mia esperienza di atleta e preparatore, ho potuto apprezzare maggiormente i guadagni di forza massima , senza che intervenisse necessariamente l’aumento del volume muscolare (ipertrofia).

Al contrario, iniziare un programma di allenamento della forza, ricercando l’adattamento ipertrofico come primo fattore di incremento della forza muscolare, sarebbe inutile e controproducente per alcune discipline sportive. E’ noto infatti che i primi incrementi di forza, sono sempre di carattere neurale (vedi i Fattori Nervosi ), ragion per cui allenarsi con carichi sub-massimali e con una combinazione di serie, ripetizioni e recupero specifici per l’ipertrofia muscolare, significherebbe inibire parzialmente questo processo di adattamento neurale che, a mio parere è determinante per la forza massima.

Leggi anche:IPERTROFIA MUSCOLARE: DIFFERENZA TRA 3 E 15 RIPETIZIONI

Tipi di fibre muscolari

• le fibre rosse
• le fibre bianche

Fibre rosse

Quelle rosse sono chiamate di tipo I o toniche (Slow Twitch Fibres).

Hanno le seguenti caratteristiche:

• Dipendono dal metabolismo aerobico
• producono basse tensioni per un periodo di tempo molto lungo
• sono molto vascolarizzate
• sono ricche di mioglobina e mitocondri
• hanno una velocità media di conduzione nervosa di 60-80 mt/s
• hanno una frequenza di stimolo nervoso di 5-30 Hz.
• Tempo di contrazione di 100-150 ms

Fibre bianche

Le fibre bianche, di tipo II ( Fast Twitch Fibres ), sono a loro volta di due tipi:

di tipo IIa:

• Sono caratterizzate da un tipo di metabolismo misto anaerobico-aerobico
• sono mediamente vascolarizzate
• producono buoni picchi di potenza muscolare in un tempo non troppo breve.
• hanno una velocità media di conduzione nervosa di 80-100 mt/s
• Tempo di contrazione di 50 – 60 ms

di tipo IIb

sono le fibre veloci per eccellenza:

• Sviluppano altissime tensioni
• sono scarsamente vascolarizzate
• il metabolismo è di tipo anaerobico e si affaticano rapidamente.
• posseggono dei nervi motori di grosse dimensioni ed è per questo sono ad alta eccitabilità.
• hanno una velocità media di conduzione nervosa di 80 – 130 mt/s
• hanno una frequenza di stimolo nervoso di 60 – 80 Hz.
• Tempo di contrazione di 40 – 80

Le fibre “lente” sono soggette all’ipertrofia, in maniera meno evidente rispetto alle fibre “veloci” .

Recenti studi hanno teorizzato che, questa ridotta capacità ipertrofica dipenda da uno specifico metabolismo:

Nella fibra di tipo 1, vi è infatti,  una maggiore presenza di mitocondri e un elevato impiego di ossigeno, che rende necessaria un’elevata velocità di diffusione dell’ossigeno all’interno della stessa fibra. Perché questo avvenga, la fibra non deve aumentare troppo di volume (Paoli & Neri 2010).

I FATTORI RIFLESSI DELLA FORZA

Elasticità muscolare

Già nel lontano 1949, Hill attribuiva le proprietà meccaniche del muscolo a 3 elementi distinti:

1. Elemento contrattile attivo, che risponde allo stimolo elettrico;
2. Proprietà elastiche in parallelo: sono all’interno del sarcolemma (membrana che avvolge le fibre muscolari) e sono responsabili della forza misurata in un muscolo rilassato che venga stirato oltre la sua lunghezza di riposo;
3. Elementi elastici in serie: si trovano all’interno della stessa materia contrattile e cioè all’interno dei ponti di actina e miosina (cross-bridges).

Quando il muscolo viene stirato, immagazzina una certa quantità di energia meccanica proprio nella componente elastica in serie. Questa energia può essere utilizzata per produrre una velocità più elevata durante la fase di accorciamento, rispetto a quella prodotta dalla sola componente contrattile muscolare.

In altre parole, l’energia elastica viene immagazzinata durante la fase di lavoro muscolare eccentrica (lavoro negativo), e viene parzialmente recuperata durante la fase di lavoro concentrica (lavoro positivo).

Quando la fase concentrica (fase di accorciamento) non avviene immediatamente dopo quella eccentrica (fase di allungamento), parte di questa energia è sicuramente dispersa e non più recuperabile, perché si trasforma in calore.

In che modo?

Questo è dovuto al fatto che la variazione dell’elasticità muscolare è transitoria, ovvero utilizzabile solo in un determinato lasso di tempo, oltre il quale l’energia immagazzinata si disperde in calore. (Cavagna e Citterio 1974).

Quindi cosa fare? (consiglio pratico)

Per  ottenere una velocità di accorciamento muscolare più elevata, devi passare dalla fase di allungamento a quella di accorciamento il più velocemente possibile (ciclo stiramento-accorciamento).

E’ lo stesso motivo per cui quando esegui le distensioni su panca piana, sollevi il bilanciere molto più velocemente se lo fai scendere  velocemente e se non lo fai fermare al petto, prima di distendere nuovamente le braccia.

E non finisce qui..

Parte di questa “super prestazione” ottenibile attraverso il pre-stiramento, è attribuita ad un fenomeno chiamato “riflesso da stiramento”

Riflesso miotatico

Cos’è il riflesso miotatico da stiramento?

Esistono dei recettori muscolo tendinei , in questo caso parlo dei fusi muscolari disposti in serie lungo le fibre.

I fusi muscolari hanno la funzione di accorciare alcune unità motorie nel caso in cui queste ( le fibre muscolari) vengano stirate troppo o troppo velocemente.

Nel momento in cui questo accade, i fusi muscolari reagiscono a questo stimolo, accorciando le fibre, facilitando in questa maniera la contrazione concentrica volontaria immediatamente successiva.

Il riflesso miotatico si manifesta dopo  40-70 ms dalla fase di pre-stiramento .

Questo significa che se esegui un gesto con un movimento molto ampio, l’azione del riflesso che ricordiamo è un accorciamento , potrebbe ricadere nella fase eccentrica cioè di stiramento.

Esempio pratico.

Se provi a fare un salto massimale verticale da fermo, sentirai a pelle l’esigenza  di trovare la tua  accosciata (ottimale) che ti permetterà di saltare più in alto. Quasi sicuramente l’angolo gamba scoscia ottimale sarà di circa 90°.

Oltre che per motivi legati al braccio di leva, che influenzano molto la capacità di generare forza, questo accade perché:

Il tempo necessario alla massima contrazione volontaria dei muscoli degli arti inferiori (principalmente quadricipite femorale) , sarà di 40-70 ms che è proprio l’intervallo di tempo del riflesso da stiramento.

Se ti accosciassi molto di più,  per tentare di saltare più in alto, perderesti inevitabilmente il contributo di questo meccanismo, perché ricadrebbe nella fase in cui il muscolo si sta ancora stirando (fasce di accosciata) e si disperderebbe sotto forma di calore.

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Conclusioni

Il mio consiglio, pertanto,  è quello di approfondire lo studio e la comprensione dei fattori che influenzano la forza prima di iniziare la programmazione dei tuoi allenamenti ( o quelli dei vostri atleti a qualsiasi livello anche non agonistico).

Diversamente, iniziare a esercitarsi in palestra,  scopiazzando gli esercizi più comuni senza la conoscenza almeno dei contenuti (sommari) di questo articolo, porterà a dei benefici minori e sicuramente non specifici per la disciplina sportiva praticata.

E’ come se cercassimo di studiare il grafico di una funzione matematica, copiando il disegno della funzione sugli assi cartesiani, da nostro compagno di banco, senza conoscere minimamente tutte le condizioni  che determinano quello specifico grafico.

Ti auguro buono studio e buon allenamento.

Fonti dell’articolo:

“ La forza Muscolare _Aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche “ Carmelo Bosco – Società Stampa Sportiva Roma – 2002