Formazione
Rev 01 - 2011
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Indice libro formazione BSL
FONDAMENTI SCIENTIFICI DELLA METODOLOGIA BSL..........................................................9
1
Aspetti fisiologici e biologici della contrazione muscolare...............................................................9
1.1
Aspetti metabolici della contrazione muscolare .......................................................................9
1.1.1
Il sistema neuromuscolare e la struttura di base....................................................................9
1.1.2
Origine della forza nella contrazione muscolare .................................................................12
1.1.3
Caratteristiche morfologiche e metaboliche del muscolo scheletrico umano .....................16
1.1.4
Fonti disponibili di energia .................................................................................................19
Acido lattico e lavoro muscolare.........................................................................................................22
1.1.5
Conclusioni sul metabolismo muscolare .............................................................................25
1.1.6
L’essenza biologica dell’allenamento .................................................................................25
1.1.7
Rapporto tra gli esercizi eseguiti e le modificazioni indotte a carico dei muscoli scheletrici
29
1.1.8
Modificazioni ormonali indotte dall’allenamento ..............................................................33
1.1.9
Meccanismi molecolari di adattamento cellulare indotti dall’allenamento.........................34
1.2
La Forza nelle sue diverse espressioni.....................................................................................36
1.2.1
Contrazione isotonica..........................................................................................................36
1.2.1.1
(FDM)
Caratteristiche neuromuscolari della Forza Massima (Fmax) e della Forza Dinamica Massima
37
1.2.1.2
Le basi fisiologiche dell’allenamento della Fmax e della FDDM ............................................ 39
1.2.1.2.1 Adattamenti e modificazioni indotti dell’allenamento della FMax ......................... 40
1.2.1.3
Effetti dell’allenamento sulla Fmax ..........................................................................................43
1.2.1.4
Metodi di allenamento ............................................................................................................. 45
1.2.1.5
Ipertrofia muscolare ................................................................................................................ 47
1.2.1.6
Conclusioni sull’allenamento della Fmax e ipertrofia .............................................................. 51
1.2.2
1.2.2.1
Basi scientifiche del metodo di Bosco per migliorare la forza muscolare ..........................53
La Forza massima.....................................................................................................................53
1.2.2.1.1 Tensione isometrica.................................................................................................53
1.2.2.1.2 Modulazione della tensione con sforzo sub massimale ........................................... 54
1.2.2.1.3 Modulazione della tensione realizzata con lo sforzo volontario massimale ............ 54
1.2.3
1.2.3.1
La forza esplosiva................................................................................................................56
Caratteristiche della Forza Esplosiva ...................................................................................... 56
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1.2.3.2
Considerazioni teoriche e pratiche sulla forza esplosiva ..........................................................57
1.2.3.3
Considerazioni fisiologiche sulla forza esplosiva e sulla forza dinamica massima .................. 58
1.2.3.4
Applicazioni pratiche realizzate su saltatori della nazionale italiana di atletica...................... 58
1.2.3.5
Rilevamenti eseguiti sulla nazionale finlandese di pallavolo.................................................... 60
1.2.3.6
Osservazioni sui rilevamenti condotti negli atleti della nazionale italiana di sci alpino .......... 64
1.2.3.7
Aspetti fisiologici e considerazioni pratiche sul lavoro di forza ............................................... 65
1.2.3.8
Metodiche per lo sviluppo della forza esplosiva....................................................................... 67
1.2.3.9
Controllo dell’allenamento della Fmax e della forza esplosiva (Indice di Bosco).................... 70
1.2.4
1.2.4.1
Prestiramento e forza esplosiva...........................................................................................71
L’effetto del pre-stiramento sul comportamento del muscolo scheletrico.................................. 71
1.2.4.2 Considerazioni fisiologiche sul DJ e sui balzi con o senza ostacoli (Bhs) ed applicazioni
pratiche di allenamento ............................................................................................................................73
1.2.4.3
Il metodo Bosco-Pittera ........................................................................................................... 83
1.2.4.4
Mezzi di allenamento per la potenza muscolare....................................................................... 88
1.2.5
Resistenza alla forza veloce ................................................................................................90
1.2.5.1
Analisi sulla resistenza alla forza veloce.................................................................................. 92
1.2.5.2
Determinazione dei carichi per l’allenamento del RFV ........................................................... 96
1.2.6
Considerazioni fisiologiche sulla resistenza alla forza veloce ..........................................100
1.2.6.1
Relazione tra Testosterone e RFV ........................................................................................... 105
1.2.6.2
Effetti dell’allenamento sulla RFV .......................................................................................... 106
1.2.6.3
Adattamenti specifici nei due sessi sulla RFV ......................................................................... 107
1.2.7
L’influenza del testosterone sulla forza.............................................................................108
1.2.7.1
La forza esplosiva ................................................................................................................... 108
1.2.7.2
La forza massimale e la forza dinamica massima ....................................................................110
1.2.7.3
Relazione tra la forza massimale, la forza esplosiva ed il testosterone sierico......................... 113
2
LA VALUTAZIONE................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1
Gli Strumenti di Valutazione ............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.1
Il MuscleLab ................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.1.1
Ergo Power................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.1.2
Ergo Jump................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.2
Plana .............................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.3
Immagina....................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.4
Linea.............................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.1.5
Fly ................................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
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2.1.6
2.2
Cyber Sabots ................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
La Valutazione Funzionale ................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.1
Valutazione e controllo dell’allenamento...................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.1.1
Prove funzionali.......................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.1.2
Obiettivi delle prove funzionali ................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.2
La valutazione funzionale ............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.3
Perché il test isotonico?................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.4
Il Test di Bosco ............................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.4.1
Il Protocollo Test di Bosco.......................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.5
L’Ergojump e La stima indiretta della percentuale di fibre veloci presenti negli estensori
delle gambe ................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.6
Valutazione della resistenza alla forza veloce con il test di Bosco .Errore. Il segnalibro non
è definito.
2.2.6.1
Applicazioni pratiche del test di Bosco ....................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.6.2
Calcolo della capacità di resistenza alla forza veloce. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.6.3
30-60s
Applicazioni pratiche e considerazioni fisiologiche sulle prove di salti continui della durata di
Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.6.4
Calcolo della capacità di resistenza alla forza veloce durante prove di 30-60 s di salti continui
Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.6.5 Calcolo del volume di lavoro (numero di ripetizioni) e dell’intensità (livello dello sforzo)
usando le prove di 15-60 s di salto ............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.2.7
2.3
L’Ergopower ed i suoi campi d’utilizzo........................ Errore. Il segnalibro non è definito.
La valutazione neuromuscolare ......................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.1
Che cos’è la valutazione neuromuscolare ..................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.1.1 Atlante delle zone d'innervazione nei muscoli degli arti superiori e inferiori...............Errore. Il
segnalibro non è definito.
2.3.2
Come si esegue l’EMGs................................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.1
Preparazione al test .................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.2
La normalizzazione ..................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.3
La Leg-Extension ........................................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.4
La Leg-Press............................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.5
La Whole Body Vibration (WBV) ................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.6
L’esame posturale....................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.2.7
Il TNP (Test Neuromuscolare di Percorso)................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.3.3
Nuove tecniche di valutazione delle capacità propriocettive utilizzando EMG e vibrazioni
sussultorie...................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
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2.3.4
“Nuovi metodi nella valutazione delle proprietà neuro-muscolare in riabilitazione e
medicina sportiva”......................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
2.4
La valutazione posturale.....................................................Errore. Il segnalibro non è definito.
2.4.1
La valutazione posturale nello Sport ............................. Errore. Il segnalibro non è definito.
2.4.2
La valutazione Posturale nel Physio.............................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3
RECUPERO FUNZIONALE, ATLETIZZAZIONE E ALLENAMENTO ATTRAVERSO LA
VIBRAZIONE ..................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1
La Vibrazione ...................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.1
Utilizzo della WBV nella terapia e nello sport.............. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.2
Doc. Piccinini ................................................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.3
“Nuove frontiere dell’allenamento sportivo: le vibrazioni. Effetti sul comportamento
meccanico del muscolo scheletrico” ............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.4
“L’effetto della vibrazione sulla forza muscolare e sul profilo ormonale in atleti” . Errore. Il
segnalibro non è definito.
3.1.5
“L’effetto della vibrazione meccanica su muscolo e ossa” ..........Errore. Il segnalibro non è
definito.
3.1.6
“Effetto della vibrazione su forza esplosiva, resistenza alla forza veloce e flessibilità
muscolare”..................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.7
La Vibrazione in ambito clinico.................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.1.7.1 Indicazioni e controindicazioni nell’applicazione clinica delle WBV...... Errore. Il segnalibro
non è definito.
3.1.7.2 La ricerca clinica sugli effetti immediati e a lungo termine della WBV... Errore. Il segnalibro
non è definito.
3.1.7.3 Effetti immediati della WBV utilizzando le variabili di durata, frequenza, ampiezza e posizione
del corpo..................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2
La Vibrazione nel Recupero Funzionale ........................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1
Gli strumenti di stimolazione meccanica neuromuscolare in ambito riabilitativo ... Errore. Il
segnalibro non è definito.
3.2.1.1
nemeS DoubleVibe ...................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1.2
Perché la doppia piastra............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1.3
nemeS FixMed ............................................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1.4
Il riflesso tonico vibratorio (TVR)............................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1.5
nemeS SyncroTower.................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.1.6
La scapola prima di tutto ............................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.2.2
“Metodologia d’uso di nemeS Fix nel recupero post-traumatico”Errore. Il segnalibro non è
definito.
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3.3
Linee Guida del Recupero funzionale e dell’Atletizzazione ...........Errore. Il segnalibro non è
definito.
3.3.1
Linee guida nemeS FixMed .......................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.3.2
Linee guida Arms Physio .............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.3.3
Linee guida nemeS DOUBLE VIBE............................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.3.4
Ergo Power Physio ........................................................Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4
Controllo e pianificazione dell’allenamento con il Metodo di Bosco Errore. Il segnalibro non
è definito.
3.4.1
Pianificazione personalizzata dell’allenamento con i nuovi metodi di Bosco mediante l’uso
dell’Ergopower.............................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.2
Sviluppo della forza ed allenamento con Ergopower....Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3
Come allenarsi con Ergo power .................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3.1
Allenamento per la forza massimale ........................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3.2 Allenamento per incrementare la massa muscolare (ipertrofia)...Errore. Il segnalibro non è
definito.
3.4.3.3
Allenamento della forza veloce (forza esplosiva) ........ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3.4
Allenamento di resistenza alla forza veloce ................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3.5
Resistenza muscolare .................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.4.3.6
Considerazioni finali................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.5
Considerazioni finali ........................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.5.1
Allenamento per migliorare la forza massima............... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.5.2
Allenamento per migliorare L’ipertrofia muscolare...... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.5.3
Allenamento per migliorare La forza esplosiva ............ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.5.4
Quali sono gli stimoli di base che determinano l’adattamento biologico................. Errore. Il
segnalibro non è definito.
3.6
Tattiche di allenamento ......................................................Errore. Il segnalibro non è definito.
3.6.1
Scelta degli esercizi .......................................................Errore. Il segnalibro non è definito.
3.6.2
La sessione di allenamento............................................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.6.3
Microcicli di allenamento.............................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
3.6.4
Principi fondamentali delle metodologie di allenamento .............Errore. Il segnalibro non è
definito.
3.7
Strategia d’allenamento ......................................................Errore. Il segnalibro non è definito.
3.7.1
L’allenamento in rapporto con lo sviluppo ontogenetico.............Errore. Il segnalibro non è
definito.
3.7.2
3.8
L’allenamento annuale .................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
Applicazione del Metodo di Bosco ..................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
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3.8.1
Controllo dell’allenamento di uno sprinter di livello internazionale...... Errore. Il segnalibro
non è definito.
3.9
4
3.8.2
Controllo dell’allenamento di pallavoliste .................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.8.3
Conclusioni.................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
Linee guida di Allenamento nello Sport ............................ Errore. Il segnalibro non è definito.
3.9.1
Arms Sport .................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.9.2
Ergo Power Sport .......................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
3.9.3
nemeS Total Body......................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
Neuromuscolar Advanced Center (N.A.C.) .............................. Errore. Il segnalibro non è definito.
APPENDICE ....................................................................................... Errore. Il segnalibro non è definito.
5
Bibliografia .................................................................................. Errore. Il segnalibro non è definito.
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FONDAMENTI SCIENTIFICI DELLA
METODOLOGIA BSL
1 ASPETTI FISIOLOGICI E BIOLOGICI DELLA CONTRAZIONE
MUSCOLARE
1.1
ASPETTI METABOLICI DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
Senza dubbio lo studio dei processi biologici che sono alla base dello sviluppo della forza è molto
interessante e stimolante. La ricerca migliora quotidianamente le nostre conoscenze sulle funzioni
neuromuscolari nei diversi aspetti che vanno da quelli di natura biofisica a quelli collegati alla
biochimica. Il muscolo studiato in vitro presenta maggiori possibilità di ricerca ed analisi di quanto possa
essere investigato in sito e nelle sue complesse funzioni naturali. Purtroppo alcuni problemi di natura
miogena e neurogena non sono stati ancora chiariti ampiamente.
1.1.1
IL SISTEMA NEUROMUSCOLARE E LA STRUTTURA DI BASE
La forza e la velocità prodotte dal muscolo scheletrico dell’uomo sono molto difficili da distinguere l'una
dall' altra. Ambedue vengono prodotte con l'aiuto dello stesso meccanismo di controllo e guida, inoltre la
meccanica muscolare e le dimensioni del carico esterno determinano con quale velocità e forza muscolare
il movimento stesso viene eseguito. Il meccanismo producente la forza muscolare è una parte dell’intero
sistema neuromuscolare. Nella Fig. 1.1 possiamo osservare le parti strutturali più imponenti che
dipendono dal sistema che produce il movimento volontario, così come la forza necessaria alla
produzione del movimento. La contrazione volontaria del muscolo inizia nell'area motoria del cervello,
da dove l'impulso nervoso muove attraverso il midollo spinale. Da lì il muscolo producente la forza
ottiene l’impulso stimolante.Nel midollo spinale il motoneurone discendente forma una sinapsi con il
motoneurone formante 1'unità motrice insieme alle miofibrille che eccita. La contrazione vera e propria
del muscolo avviene appena i sottili filamenti di actina e miosina, che sono le componenti proteiche che
formano il sarcomero, che è l'unità funzionale del muscolo, vengono raggiunti dall'impulso; reagendo,
formano il cosiddetto «cross-bridge», per mezzo del quale i filamenti scorrono uno sull'altro.
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Figura 1.1 - Rappresentazione schematica delle componenti principali preposte alla realizzazione del movimento (da: Sale.1991)
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In questo modo si produce tensione viene trasmessa mediante i tendini alle ossa su cui agiscono. Nella
struttura della cellula muscolare la miofibrilla è la parte in cui la contrazione vera e propria avviene. In
una cellula muscolare ci sono centinaia di questo tipo di miofibrille.
Nella foto della sezione longitudinale al microscopio elettronico possiamo osservare che ci sono delle
linee trasverse che si ripetono ogni ≈2,5 micron quando il muscolo è rilasciato. Queste linee trasversali
conferiscono al muscolo la caratteristica struttura striata. Nella figura le linee più facili ad essere notate
sono quelle Z e la zona che si trova in mezzo viene chiamata sarcomero. Il sarcomero è l'unità funzionale
della miofibrilla. Ci sono due tipi di filamementi nel sarcomero, uno più sottile chiamato actina e uno più
spesso miosina, quest'ultimo è P il più interessante dei due. Esso è formato da più molecole di miosina e
contiene dei prolungamenti che si dispongono a 90 gradi con i filamenti durante la contrazione. Questi
con l'arrivo dello stesso stimolo reagiscono con i filamenti prolungati di actina. Il processo in qualche
modo si attiva per mezzo dell'enzima ATP-asi, il quale come catalizzatore favorisce la scissione dell'
ATP fornendo quindi energia per la contrazione muscolare (Huxley, 1957), Fig. 1.2. A tale proposito
bisogna ricordare che la struttura morfologica della cellula muscolare, non si conosce completamente
nelle sue componenti molecolari. Infatti solo recentemente Maruyama (1976), contrariamente a quanto
precedentemente conosciuto, ha evidenziato dei filamenti (macroproteine) che si dipartono dai filamenti
di miosina per congiungersi con le linee Z. Questi prolungamenti costituiti da due proteine di grande peso
molecolare "titin" e "nebulin" avrebbero l'importante funzione di conferire stabilità al sarcomero durante
la contrazione (Horowits e coll., 1986). Infatti il modello di Huxley (1957), che prevedeva i filamenti di
miosina liberi, determinava una posizione instabile dei vari sarcomeri. (Fig. 1.3).
Figura 1.2 - Diagramma che dimostra le proprietà dei
ponti di actina e miosina. La testa della miosina è
collegata al filamento spesso da una struttura AB che
contiene elementi elastici non smorzati. La linea
continua dimostra la testa della miosina in una
posizione in cui forma le con-nessioni M A e M/A/; la
linea tratteggiata indica una posizione in cui si formano
connessioni M A e M4A4 (modificato da EA Huxley.
"Nature», vol. 233, 1961 - da Cavagna, 1978).
Figura 1.3 - Rappresentazione schematica della struttura del
sarcomero (da: Horowils e coli., 1986).
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1.1.2
ORIGINE DELLA FORZA NELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
I ponti che si stabiliscono fra i filamenti di actina e miosina costituiscono la contrazione e nello stesso
tempo producono forza. Una base del processo di contrazione è che la miosina ha l'abilità di scindere
l'ATP con il suo enzima ATP-asi, questa è la ragione per cui in qualche sarcomero la contrazione e la
potenza prodotte sono differenti che in altri.
L'intera contrazione muscolare risulta dalla somma della forza prodotta dai numerosi ponti di actomiosina
che si formano, per brevissimo tempo. Il meccanismo vero e proprio della contrazione non è ancora
totalmente chiaro. Ad ogni modo, anche se il meccanismo di come avviene la contrazione non è stato
chiarito completamente, in Fig. 1.2 viene presentata una ipotesi di come i filamenti di actomiosina
reagiscono al momento dell’arrivo dello stimolo.
Appena la membrana muscolare viene raggiunta dallo stimolo nervoso del reticolo sarcoplasmatico viene
liberato Ca++, questo reagisce con la troponina C che è una sostanza proteica che inibisce la formazione
dei ponti di actomiosma. Questi traggono energia dalla scissione dell' ATP per mezzo dell'ATP-asi,
fornendo energia alla contrazione. La contrazione viene realizzata dal filamento che, sporgendosi dalla
miosina si attacca a quello di actina e lo tira in direzione della miosina. Come si può notare in questo
schema è compresa anche una struttura elastica anche se anatomicamente non ben evidenziata, ne è stata
provata l'esistenza.
Ogni muscolo possiede un determinato numero di unità motorie, ciascuna delle quali è controllata da
differenti terminazioni nervose.
Quando un messaggio dal cervello viene inviato ad una singola fibra muscolare, questa si contrae e poi si
rilascia (Fig. l.4A). Quando il messaggio viene trasmesso più efficacemente, aumentando la frequenza
degli impulsi, la tensione generata dal muscolo aumenta; questa particolare fase dell'attivazione
muscolare è chiamata «clono» (Fig. 1.4C). Quando la frequenza degli impulsi aumenta, si sviluppa la
massima tensione possibile. Tale condizione è chiamata «tetano» (Fig. 1.4D).
Mentre il tempo per sviluppare la tensione durante una singola contrazione (Fig. l.4A) può essere di circa
100 ms, la tensione massimale che può essere raggiunta durante il tetano non è mai minore di 200-300 ms
(Fig. l.4D).
Figura 1.4 - Relazione tra i tipi di tensione prodo/li in funzione del tempo con un solo impulso (A); con impulsi successivi (B); con numerosi
impulsi ravvicinati (e); con un solo fascio di impulsi (D)
Una volta che lo stimolo nervoso raggiunge la fibra muscolare e l'actina e la miosina interagiscono
provocando la contrazione, la tensione sviluppata nella interazione dei ponti (cross-bridges) actomiosinici
viene trasmessa alle ossa attraverso le strutture di tessuto connettivo, i tendini. La tensione viene
trasmessa ai tendini con un certo ritardo necessario per stirare gli elementi elastici in serie dei muscoli
(Asmussen e coll., 1976; Bosco, 1987), (vedi Fig. 1.5).
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Figura 1.5 - Modello di contrazione concentrica del muscolo cardiaco che inizia con una fase isometrica dove la componente contrattile (CC) si
accorcia e provoca lo stiramento degli ele¬menti elastici in serie (SEC) (A-B). Il movimento avviene quando la forza di spostamento della
componente contrattile degli elementi elastici in serie è uguale o supera leggermente laforza pro-dotta dal carico P (B-C) (da: Braunwald. 1967).
Occorre sottolineare che, prima che i tendini possano trasmettere le tensioni sviluppate dalle componenti
contrattili alle strutture ossee, il muscolo impiega a sua volta un notevole lasso di tempo a stirare i
tendini, possedendo quest'ultimi un elevato modulo di elasticità. In tal modo, la tensione sviluppata
all'inizio della contrazione viene sempre trasmessa con un certo ritardo. Per questo motivo, il contributo
tensivo delle fibre muscolari che intervengono successivamente, è più efficace, dato che tali tensioni
vengono trasmesse con minor ritardo, essendo gli elementi elastici già stati stirati precedentemente.
Un altro meccanismo che determina un aumento della tensione va ricercato a livello di attivazione
nervosa. Generalmente, si può ottenere un incremento della tensione in due modi: primo, reclutando un
maggior numero di unità motorie e successivamente aumentando la frequenza degli stimoli. II modello di
reclutamento di unità motorie è stato oggetto di controversie negli ultimi dieci anni, controversie che si
riferiscono al tipo di unità motorie: prima le unità toniche o le unità fasiche?
Le unità motorie toniche sono costituite da fibre lente (slow twicth fibers, ST) caratterizzate da elevate
capacità di resistenza, da contrazioni con bassi picchi di tensione e da un lungo tempo di contrazione.
Sono, inoltre, le unità motorie più piccole e reagiscono a stimoli non molto elevati. Il numero delle
miofibrille che appartengono a unità motorie toniche è di gran lunga maggiore di quelle delle unità
fasiche. Le unità motorie fasiche sono più grandi,formate dafibre veloci (fast twicth fibers, Ff) che
dipendono dal me-tabolismo anaerobico, e sviluppano tensione elevata con un tempo di contrazione più
breve (Fig. 1.6) e secondo Henneman et al. (1965) esse vengono reclutate quando il movimento richiede
molta forza con un controllo molto preciso.
Figura1.6 - Possono essere distinti nell' uomo almeno tre tipi di fibre
scheletriche, che sono connesse ai rispettivi motoneuroni. Fibre veloci (FT)
che riescono a sviluppare altissime tensioni in breve tempo, si affaticano
rapidamente e posseggono nervi motori di grosse dimensioni. Al con-trario le
fibre lente (ST) producono una debole tensione per un periodo di tempo lungo,
sono resistenti alla fatica e posseggono motoneuroni più piccoli. Mentre le
fibre intermedie (FTR) posseggono caratteristiche che si livellano tra FT e ST
(da: Edigton e Edgerton, 1976).
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Gollnick et al. (1974) hanno sottolineato che le unità motorie lente hanno la soglia più bassa per
l'attivazione nervosa e sono, perciò, impegnate se-lettivamente in contrazioni isometriche «deboli» (Fig.
1.7). Contrazioni sempre più forti si ottengono grazie ad un progressivo re-clutamento di unità motorie
più grandi che includono le fibre veloci.
Figura 1.7 Modello del reclutamento muscolare secondo il principio di Hennmann e coll., 1965 (da' Costil!, 1980).
Inoltre le unità motorie già attive possono scaricarsi a frequenze più elevate, generando così maggior
tensione. Su questo specifico argomento, Burke ed Edgerton, 1975, ritengono che i protagonisti nella
maggior parte dei movimenti, che richiedono non più del 20% della produzione massima di forza, siano le
fibre lente Attività come camminare e correre a bassa velocità, che richiedono l'aiuto delle fibre
intrafusali coattive, vengono svolte, probabilmente, soprattutto dalle unità motorie lente. Lo stimolo
sinaptico ai motoneuroni, proveniente dalle fibre intrafusali afferenti che si scaricano in risposta allo
stiramento e che producono il potenziamento nervoso, fornisce l'attivazione più efficace soprattutto alle
unità motorie lente. Secondo Burke, 1975, durante la contrazione volontaria, un meccanismo di
attivazione neurale può operare in maniera che le unita motorie veloci, eccitate volontariamente dai canali
discendenti, possano provocare una depressione delle unità lente all'interno del muscolo stesso, essendo
queste più strettamente connesse con i riflessi miotatici. Appare, quindi, che il reclutamento delle unità
motorie non segue canoni fissi, ma, in alcune contrazioni veloci, può prevalere l'attivazione selettiva delle
fibre veloci, alternando la normale prassi del reclutamento delle varie unità motorie A tale proposito
diverse sono state le ipotesi formulate ai fini di idealizzare modelli opera- tivi. Il reclutamento si sposta
dalle fibre lente a quelle intermediarie finendo su quelle veloci durante l'attività muscolare che va dal
correre lentamente (Jogging) allo sviluppo di movimenti di potenza (Power) per arrivare alle espressioni
di salto (vertical Jump). (Vedi Fig. 1.8, Stuart ed Enoka 1983).
Figura 1.8 Modello ipotetico di reclutamento delle varie unità motorie lente (ST) intermedie (FTa) e veloci (FTb) (da: Stuart ed Enoka, 1983.
The Clinical neurosciences: Sec. 5 Neurobiology, pp. 471-517, New York: Churchill Livingsrone).
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Il modello teorico presentato da Stuart ed Enoka, 1983, si basa anche sui risultati ottenuti da Bosco e
Komi (1979) in cui era stato osservato che soggetti ricchi di fibre veloci negli estensori delle gambe
realizzavano risultati migliori nel salto verticale. Questo, pertanto, induce a pensare che nonostante la
forza sviluppata durante tale tipo di attivazione balistica non superi il 35-40% della forza isometrica
massima (Bosco e coll., ] 982) l'intervento delle unità motorie fasiche (Ff) è preponderante rispetto a
quelle toniche (ST) (Bosco, 1985; vedi Fig. 1.9).
Grazie alla eterogeneità della struttura morfologica del muscolo scheletrico è possibile graduare e
modulare le più svariate entità di tensioni. Mediante un complesso meccanismo di organizzazione
strutturale, che coinvolge fenomeni biomeccanici, fisiologici e biochimici è possibile realizzare
movimenti volontari molto sofisticati e complessi. Tutto ciò è favorito dalla grande plasticità che possiede
il sistema nervoso e dalle caratteristiche funzionali dei vari tipi di fibre che formano i vari gruppi
muscolari.
Figura 1.9 - Relazione tra lo forza sviluppata durante salti verticali eseguiti con e senza carico sulle spalle e lo velocità angolare al ginocchio.
L'intervento delle fibre muscolari viene presentato secondo l'ipotesi suggerita da Bosco, 1985.
Muscolo
%ST
%Ffa
%Ffb
Muscolo
%ST
%Ffa
%Ffb
Adduttore breve*
45
15
40
Adduttore lungo*
65
15
40
Grande adduttore*
55
15
30
Grande gluteo*
50
20
30
Gemelli*
Gluteo medio/piccolo* 50
50
20
20
30
30
IIeo Psoas*
Pettineo*
50
45
15
50
40
Otturatore est/intemo* 50
Piriforme*
50
20
20
30
30
Psoas*
50
20
30
Bicipite femorale*
65
lO
25
Gracile*
Semimembranoso*
55
50
15
15
30
35
Sartorio*
Semitendinoso*
50
50
20
15
30
35
Tensore fascia lata*
70
lO
20
Popliteo*
50
15
35
QF Vasto intermedio*
50
15
35
QF Vasto Jaterale*
45
20
35
QF Vasto mediale*
Soleo*
Grande dorsale**
50
75
50
15
15
35
lO
50
QF Retto femorale*
Tibiale anteriore*
Retto addominale**
45
70
46
15
lO
40
20
54
Bicipite brachiale**
50
50
Brachio-radiale**
40
60
Deltoide**
60
40
Grande pettorale**
42
58
Romboide**
45
55
Trieipite brachiale**
33
67
Trapezio**
54
46
Sopraspinoso* *
60
40
Tavola 1.1 Percentuale di fibre lente (ST) e veloci con alto potenziale metabolico ossidativo e glicolitico (FTa) e
prevalentemente glicolitico (FTb) presenti nei muscoli scheletrici dell' uomo (da: * Pierrynowski e Morrison, Math. Biose.,
1985. ** Johnson e coli. 1. Neur. Sci., 1973).
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Nella Tavola 1.1 sono presentate le percentuali di fibre che compongono i muscoli principali dell'uomo.
Generalmente, i muscoli che determinano movimenti balistici e rapidi, come quelli che si trovano negli
arti, posseggono un'alta percentuale di fibre veloci. In contrasto, i muscoli (molto larghi) che ricoprono il
tronco e i muscoli postorali sono caratterizzati da una percentuale alta di fibre lente.
Nonostante che i muscoli scheletrici dell'uomo presentino caratteristiche specifiche in funzione della loro
collocazione topografica, in atleti praticanti discipline sportive differenti, è stato riscontrato, nei muscoli
delle gambe, percentuali di tipi di fibre completamente diverse. Atleti impegnati in prestazione di
endurance posseggono percentuali elevate di fibre lente. Nei soggetti impegnati in esercitazioni di forza
esplosiva (p.e. sprinter, saltatori, ecc.) la percentuale di fibre lente è molto più bassa (Tavola 1.2).
Tavola 1.2 – Percentuale di fibre lente rilevate in atleti impegnati in differenti discipline sportive.
1.1.3
CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE E METABOLICHE DEL MUSCOLO SCHELETRICO UMANO
Come precedentemente osservato, il muscolo scheletrico è composto da fibre che posseggono proprietà
contrattili e metaboliche differenti. Queste proprietà suggeriscono che ogni tipo di fibra può giocare un
ruolo dominante in un lavoro muscolare specifico. Baniny (1967), fu in grado di dimostrare che l'attività
della ATP-ase miosinica è correlata con la velocità di contra¬zione del muscolo striato. L' ATP-ase è l'
enzima che in presenza di Mg++ idrolizza l'ATP in ADP + Pi fornendo l'energia necessaria alla
formazione dei legami tra Actina e Miosina a livello miofibrillare che provocano la contrazione
muscolare.
Guth e Samaha (1968), trovarono che l' ATP-asi miosinica è correlata con l'attività dell' Actomiosina
ATP-ase dosabile per via biochimica. Barnard e coll. (1971), hanno messo in evidenza a livello
quantitativo ed istochimico che un muscolo a lenta velocità di contrazione possiede un livello povero di
attività miosino ATP-asica mentre l'opposto veniva notato nelle fibre con elevata velocità di contrazione.
Anche se molte di queste scoperte sono state trovate lavorando su animali da esperimento, nel tessuto
muscolare umano sono state riscontrate caratteristiche non dissimili. Inoltre Buchthal e Schmalbruch
(1970), hanno dimostrato che nel muscolo scheletrico umano il tempo di contrazione (che è il tempo che
intercorre tra la registrazione della tensione iniziale ed il momento in cui viene registrata la tensione
massima) è correlato positivamente con la concentrazione dell' ATP-ase miosinica. Barany (1967), ha
suggerito che le proprietà meccaniche del muscolo striato umano permettono di distinguere due tipi di
fibra una lenta e l'altra veloce.
Se dal punto di vista cinetico è stata evidenziata l'esistenza di due tipi di fibra sotto il profilo metabolico,
mediante metodi istochimici sono state riscontrate delle differenze ancora più marcate, che hanno
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permesso una di-visione ancora più dettagliata delle caratteristiche biochimiche del muscolo striato
umano e, possiamo aggiungere, biomeccaniche e funzionali.
Le fibre a lenta velocità di contrazione e con scarsa attività della ATP-ase miosinica sono state chiamate
«Slow Twitch Fibers» (ST) e quelle ad elevata velocità di contrazione e con alta attività dell' ATP-ase
miosinica «Fast Twitch Fibers» (FT). Sia in animali da esperimento che nel muscolo scheletrico umano le
ST ad una lenta velocità di contrazione accoppiano caratteristiche metaboliche altamente ossidative e
scarsamente glicolitiche, questo è stato notato osservando l'attività della succinico deidrogenasi (SDH),
che gioca un ruolo dominante nel metabolismo ossidativo, e l'attività della fosfofruttocinasi (PFK) che è
un enzima regolante il processo glicolitico cioè della combustione dei glicidi. Parallele attività, inoltre,
sono state evidenziate in alcuni enzimi del metabolismo aerobico quale il citocroma ossidasi la NADH
diaforasi e quello glicolitico come l'alfa glicerofosfatase dei drogenasi, la fosforilasi etc ....
Essen e coll. (1975) e Janson (1975) sono riusciti ad analizzare e clas-sificare singole fibre muscolari. Le
FT sono state divise, secondo un sistema di colorazione basato sull'attività dell'ATP-ase miofibrillare, in
sottogruppi denominati rispettivamente A, B e C. Questi sotto gruppi hanno mostrato avere delle
caratteristiche differenti per quanto riguarda la SDH, avendo B la più bassa e C la più alta attività ed
essendo quest'ultima molto simile a quella delle ST.
Nello stesso tempo l'attività della PFK presentava caratteristiche opposte alla precedente avendo il gruppo
B attività più elevata rispetto ai gruppi A e C, che però mostravano attività più elevata che le ST.
A questo punto ci sembra opportuno far notare che i depositi di glicogeno presentano la stessa
concentrazione nelle ST e nelle FT, però qualche autore (Essen, 1974) ha evidenziato depositi più ricchi
nelle FT. Se la concentrazione di glicogeno è stata ritenuta essere alta in tutti e due i tipi di fibra da molti
autori, sembra sia dovuto al fatto che il meccanismo di colorazione, usato per tali rilevamenti, non
permetteva una distinzione netta dei de¬positi, quando questi si trovavano in quantità superiore alla
media, cosa che si
riscontra in soggetti ben allenati e che sono stati i soggetti esaminati da tali autori. Per quanto riguarda la
concentrazione del Na+ e del K+ sembra essere la stessa nei due tipi di fibra e così pure quella dei pool
fosfori ci anche se questi pare, dopo allenamenti massimali di breve durata, aumentano di concentrazione
nelle FT.
Notevoli differenze vengono notate per quanto riguarda la quantità di mioglobina e di mitocondri,
essendo altissima nelle ST e scarsissima nelle FT. Un 'altra caratteristica peculiare che si riscontra nei due
tipi di fibra è la concentrazione e la locazione intracellulare della LDH (lattatodeidrogenasi) e dei suoi 5
isoenzimi (LDH], LDH2, LDH3, LDH4 ed LDH5). Nelle FT è predominante l 'isoenzima LDH5 che è
localizzato nel reticolo sarcoplasma¬tico e che favorisce la formazione del Lattato (acido lattico) dal
Piruvato (acido piruvico), mentre nelle ST predominano gli isoenzimi LDH, e LDH2: che sono localizzati
nei mitocondri e che favoriscono la reazione al contrario cioè dal Lattato al Piruvato.
Karlsson J. e coll. (1974) hanno evidenziato che l'attività della LDH è parallela alla percentuale delle FT
nel muscolo scheletrico umano, nello stesso tempo loro hanno osservato che ad un aumento totale dell'
attività della LDH corrisponde una diminuzione della quantità degli isoenzimi LDH, e LDH2•
In conclusione dal punto di vista biochimico le ST fibers sembrano adatte al lavoro prolungato ad
intensità submassimale, dove le fonti energetiche vengono utilizzate aerobicamente e dove la
combustione dei lipidi e dei FFA (acidi grassi liberi) è molto elevata; contemporaneamente le FT fibers
sembrano adatte a sostenere lavori massimali ma di breve durata, dove le energie necessarie alla
combustione provengono da processi metabolici preva¬lentemente glicolitici (Tavola 1.3).
Nell'uomo non sono stati trovati muscoli che posseggono un solo tipo di fibra ma tutti e due i tipi sono
distribuiti a mosaico, nel costruire le singole unità motrici, che però sono ben evidenziati a livello dei
propri nervi motori, essendo correlati con la frequenza di emissioni dei treni di impulsi che è bassa per le
ST (5-25 Hz) ed alta per le FT (60-100 Hz), (vedi Figg. 1.10 e l.ll).
È opinione comune che l'uomo che possiede muscoli possenti e voluminosi è anche forte e vigoroso. Già
fin dall 'inizio del secolo era stato osservato che la forza muscolare dipendeva dalla sezione trasversa del
muscolo (Fick, 1910). Successivamente Ikai e Fukunaga (1968) osservarono una fortissima correlazione
tra la sezione trasversa degli arti inferiori e la forza isometrica in soggetti differenti per sesso, età e stato
di allenamento (Fig. 1.12).
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Caratteristiche delle fibre
ST
FTa
FTb
Velocità di conduzione nervosa (m x s-')
60-80
80-100
80-130
Frequenza di stimolo nervoso (Hz)
5-30
60-70
60-80
Lunghezza delle fibre
0,,
++
+++
Lunghezza dei sarcomeri
+
+++
+++
Numero delle miofibrille per fibra
Numero di fibre che costituiscono l'unità motoria
Tempo di contrazione della fibra (rns)
+
++
+++
+++
++
+
100-150
50-90
40-80
Tavola 1.3 caratteristiche delle fibre del muscolo scheletrico umano.
Figura 1.10 - La percentuale della tensione tetanica massima è presentata in funzione della fre-quenza di stimolo per il muscolo soleo (O) e
l'estensore lungo delle dita (EDL = .) del coniglio (da: Vrbova, 1979).
Figura 1.11 - Registrazione e1ettromiografica(pannello superiore) del musculo soleo (a sinistra) e del tibiale anteriore (a destra)' Nel pannello
centrale viene presentata la registrazione dellafor¬zo isometrica dei sue muscoli stimolati alla medesima frequenza di 40 Hz, Questafrequenza è
suf-ficiente a produrre una tensione massimale nel soleo, ma è insufficiente nel tibiale anteriore; es-sendo questo un muscolo veloce la
sommazione dello stimolo successivo parte da valori di ten¬sione bassi poiché la fase di produzione e di decadimento della forza si esaurisce
velocemente (vedi pannello inferiore) (da: Vrbova e coli., 1978).
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Fig. 1.12 – Correlazione tra forza muscolare e sezione trasversa degli arti inferiori in tensioni isometriche (Ikai, Fukunaga, 1968).
Nonostante la eterogeneità della popolazione studiata, il lavoro pionieristico di Ikai e Fukunaga,
suggerisce che in ogni caso la forza è in funzione della sezione trasversa del muscolo, anche se in alcuni
casi specifici questi rapporti possono essere alterati (p.e. allenamento, tipo di fibre, età ecc.). La sezione
trasversa del muscolo è correlata, inoltre, con l'area della singola fibra (Fig. 1.13). Pertanto la massa
voluminosa di un muscolo, si può condurre principalmente, alle elevate dimensioni delle sezioni trasverse
delle varie fibre individuali che formano il muscolo. Se la tensione (forza) muscolare è connessa alla
sezione trasversa del muscolo, la velocità di contrazione, oltre che dipendere dalla tipologia delle fibre Fr
vs ST, dipende dalla lunghezza del sarcomero stesso (Fig. ] .14). La lunghezza dei sarcomeri delle Fr
generalmente è maggiore del 10% circa di quella delle ST (p.e. Wells, ] 965). Studi condotti su animali,
hanno dimostrato un incremento dei sarcomeri in serie in muscoli immobilizzati in posizione allungata
(Goldispink et al., 199]). Questo non ci deve condurre ali 'errata idea che attraverso tipi di allenamento
speciale si possano ottenere nell'uomo risultati simili a queli osservati sugli animali.
1.1.4
FONTI DISPONIBILI DI ENERGIA
La capacità di produrre lavoro è determinata dalle caratteristiche muscolari che trasformano energia
biochimica in energia meccanica. L’energia di base è fornita al muscolo da un composto chimico
denominato acido adenosintrifosforico o ATP.
Fig. 1.13 – Relazione tra la sezione trasversa e la singola fibra nel muscolo vasto laterale (Haggmark T, Jansson E, Svane B, 1978).
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Figura 1.14 - Rappresentazione schematica della relazione forza velocità e potenza velocità dei singoli sarcomeri (da: Edgerton e coli. in: Human
Muscle Power-Human Kinetics, pp. 43-59, 1986)
Inizialmente, originando da un impulso del sistema nervoso, il fosfato terminale della molecola di ATP
viene scisso liberando energia attraverso una semplice reazione:
ATP + actina + miosina
Ca++
actomiosina + Pi+ADP + energia.
Dalla scissione di ATP che fornisce energia per la formazione dei ponti di actomiosina, come risultato
finale si ottiene ADP + Pi (fostato libero). Dato che la quantità di ATP presente nella cellula muscolare è
molto limitata, questa viene ricostruita attraverso tre distinte reazioni chimiche. La prima dipende da un
composto fosforico, molto ricco di energia: la fosfocreatina (CP). Questa si trova pure immagazzinata
nella cellula muscolare. La CP viene scissa in C + P, grazie all'enzima creatinfosfokinasi e liberazione di
una notevole quantità di energia. L'energia liberata dalla scissione del CP viene utilizzata per riformare
ATP, infatti si ha:
creatinkinasi
CP + ADP
ATP + C
A questa reazione va aggiunta un'altra attività provocata dall'enzima miocinasi. Questo enzima interviene
nella resintesi dell'ATP, agendo su due molecole di ADP, formando una molecola di ATP ed una di AMP
(adenosin-monofosfato). L'entità globale di energia fornita da queste reazioni, an¬che se vengono
sviluppate con potenze elevatissime, è limitata (pochi secondi). Infatti la massima potenza muscolare che
si riesce a sviluppare viene raggiunta dopo pochi secondi di lavoro (Fig. l. l 5). A questa segue un
decremento marcato della potenza, dato che la velocità di risintesi dell'ATP viene marcatamente
diminuita.
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Figura 1.15 . Variazione della potenza muscolare
sviluppata dai muscoli estensori delle gambe durante
l'esecuzione di salti continui per 60 s (Test di Bosco,
1983). Stima delle componenti me-taboliche interessate
(da: Bosco e Viru, Società Stampa Sportiva, 1996).
Questa è determinata dall'intervento di processi metabolici che posseggono una potenza biochimica molto
più bassa (glicolisi lattacida e metabolismo aerobico). La glicolisi lattacida è collegata alla scissione dei
glicidi con un sistema che si realizza senza l'intervento di ossigeno che conduce alla formazione di acido
lattico (LA). Il metabolismo aerobico viene realizzato attraverso la scissione dei glicidi, lipidi e proteine
in presenza di ossigeno (processo aerobico) (Fig. 1.16). Il processo aerobico si realizza attraverso il ciclo
di Krebs. La quantità di molecole di ATP prodotte attraverso il metabolismo aerobico sembra che venga
trasportata all'esterno dei mitocondri attraverso la creatina che farebbe da "shuttle" (p.e. Saks e coll.,
1980). Quindi il ruolo del CP e della creatina, sembra non sia confinato solo a fornire energia di pronto
impiego ma anche a contribuire attivamente nel processo aerobico (Fig. 1.17).
Figura 1.16 - Meccanismi di risilltesi dell'ATP. La
risintesi di ATP avviene grazie all'energiafor-nita dalla
scissione della Fosfocreatina (CP) (metabolismo
anaerobico alattacido); dalla scissione di glicogeno o
glucosio fino alla formazione di Acido Piruvico che, in
assenza di ossigeno, si trasforma in acido lattico
(metabolismo anaerobico lattacido) o in sua presenza
entra nel ciclo di Krebs (metabolismo aerobico). I
processi ossidativi oltre che dalla degradazione dei glicidi
vengono costituiti dalla degradazione dei grassi e minima
parte delle proteine.
Figura 1.17 - Rappresentazione schematica dei processi
metabolici che si venficano nella cellula muscolare (p.e.
Saks e coli., 1980).
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Durante il lavoro muscolare molto intenso (95-100% del massimale), la concentrazione di ATP e CP si
esaurisce in pochi secondi. Occorre ricordare, che solo fino a qualche anno fa si credeva che, in
prestazioni massimali di 8-10 s, intervenisse solo il metabo¬lismo dei pool fosforici denominato
anaerobico alattacido (ATP + CP), (p.e. Margaria e coll., 1966). In contrasto, studi recenti (Hirvonen e
coll., 1987) effettuati in situ sui muscoli estensori di alcuni sprinter, hanno evidenziato che il contributo
dei pool fosforici si aggira attorno al 50%, mentre il rimanente viene fornito dal metabolismo glicolitico
con formazione di acido lattico (LA) (Fig. 1.18). Pertanto, allorquando si richiede il proseguimento di
intenso lavoro muscolare, l'energia biochimica viene fornita dalla scissione anaerobica del glicogeno
muscolare che conduce alla formazione di LA (Fig. 1.19). Un rapido aumento della formazione di LA
provoca un abbassamento del pH cellulare che con valori attorno a 6.7-6.4 determina l'arresto della
contrazione muscolare.
ACIDO LATTICO E LAVORO MUSCOLARE
Una questione cruciale che spesso viene posta dagli allenatori è quella relativa alla validità di considerare
il lattato ematico quale rappresentativo della concentrazione presente nella cellula muscolare o diffuso nel
resto del corpo.
Figura 1.18 - Variazioni della concentrazione dei pool fosforici intracellulari (ATP + CP) dell lattato ematico e del pH presentate in funzione
della distanza percorsa al massimo della velocità (da: Hirvonen e coll, 1987).
Figura 1.19 - Concentrazione ematica di acido lattico in relazione alla distanza percorsa. Atleti di livello internazionale (Bosco e Hirvonen).
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L'acido lattico è una molecola di piccole dimensioni facilmente diffusibile; infatti come mostrato da
Evans (1932) 30 s dopo una contrazione tetanica la concentrazione di LA osservata nel muscolo fu simile
a quella os-servata nel sangue. Studi presentati successivamente da Diamant e colI. (1968) indicano una
rapida distribuzione di LA nell’organismo. Infatti dopo una contrazione massimale di 3 minuti la
concentrazione osservata nel mu¬scolo era maggiore di quella riscontrata nel sangue, ma sette minuti
dopo la cessazione del lavoro la concentrazione di LA raggiungeva valori simili sia nel sangue che nel
muscolo (Fig. 1.20). Questi risultati indicano un trasporto di LA dal muscolo al sangue molto veloce.
Ciononostante esiste una barriera che impedisce la diffusione di LA nel fluido cerebrospinale, indicando
che non sempre LA è diffusibile in tutti i compartimenti acquosi. In definitiva però può essere concluso
che la concentrazione di lattato nel sangue può dare informazioni accurate sulle variazioni che avvengono
nel muscolo e nel resto del corpo. La concentrazione ematica di LA a riposo e durante il lavoro muscolare
dipende innanzi tutto dall'aliquota di LA prodotto, dalla velocità di diffusione dalle cellule muscolari al
sangue e dalla quantità rimossa. I fattori che determinano la produzione e la rimozione sono molteplici.
Durante esercizi prolungati eseguiti sul cicloergometro o sul nastro trasportatore, LA può o non può
incrementare, in dipendenza dell'intensità e del carico di lavoro.
Figura 1.20 - Cinetica dell'acido lattico osservato a livello ematico e nel muscolo dopo prove di 40-100 m. Come si nota c'è poca differenza tra
l'acido lattico riscontrato nel sangue e quello dentro il muscolo (da: Hirvonen e coll., Eur. 1. Appl. Physiol., 1987).
Figura 1.21 - La concentrazione ematica di acido lattico è presentata in funzione del carico di lavoro e del tempo (da: Jacobs, 1986)
Durante esercizi moderati attorno al 60% del V02max la concentrazione ematica di LA rimane quasi
invariata durante il lavoro e addirittura può diminuire lievemente. Durante esercizi moderatamente pesanti
(70-80% del V02max) la concentrazione ematica di LA usualmente incrementa rapidamente nei primi
minuti (5-10), e se il lavoro continua il livello dellattato può rimanere costante, aumentare o decrescere
verso i valori di riposo. Deve essere sottolineato che un costante elevato valore (4-5 mmol/l) può essere
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mantenuto per un periodo abbastanza lungo (fino a 30 minuti o più). Con carichi superiori al1'85-90% del
V02max generalmente si osserva un continuo incremento della concentrazione fino a quando non si
manifesta un senso di fatica e di esaurimento incompatibile con il proseguimento del lavoro (Fig. 1.21).
Pertanto in relazione al tempo la concentrazione ematica di LA può rimanere sia invariata (aumento
temporaneo seguito da un declino) o mostrare un aumento progressivo. Un altro fenomeno molto
conosciuto è quello relativo alla più bassa concentrazione ematica che viene fatta riscontrare da soggetti
allenati in rapporto a non allenati a parità di carico assoluto. Questo è stato spiegato in base alla maggior
potenza aerobica riscontrata in soggetti allenati, per cui la produzione di lavoro muscolare viene
principalmente sostenuta dalla risintesi aerobica e in minor quantità dalla glicolisi anaerobica lattacida.
Anche quando la quantità di lavoro eseguito viene espressa in percentuale del V02max, soggetti ben
allenati mostrano una concentrazione ematica di LA superiori ai non allenati (soggetti allenati si
intendono logicamente quelli che si allenano per il miglioramento della potenza aerobica).
Un fattore che influenza la concentrazione ematica di LA è rappresentato dalla pressione parziale di O2
presente nell 'aria. Minore è la pressione maggiore è la produzione di LA a parità di carico. Studi condotti
da Williams e coll. (1962) hanno evidenziato che la temperatura ambientale è un altro fattore che
influenza la produzione di LA. La concentrazione ematica di LA è più alta a 36° che durante lo stesso
lavoro eseguito a 20° C. La concentrazione ematica di LA è maggiore quando si lavora con piccoli gruppi
muscolari che quando vengono utilizzati grandi masse muscolari a parità di percentuale di V02max
(Asmussen e Nielsen, 1946). Anche se si conoscono da lungo tempo i molti fattori che influenzano la
produzione di LA, il vero significato della produzione di LA durante lavori submassimali non è molto
chiaro. In contrasto al fatto che condizioni di ipossia si possono riscontrare in muscoli a riposo, Carlson e
Pernow (1961) hanno riscontrato una produzione di LA a dispetto di un adeguato rifornimento di O2. A
questo proposito Doll (1968) ha evidenziato che, a dispetto di una produzione elevata di LA ottenuta
durante l'esecuzione di strenui esercizi, la pressione parziale di O2 registrata localmente era di circa 21
mmHg, quindi molto più alta del livello critico (7 mmHg) suggerito da Bretschneider (1961). Quindi la
produzione di LA non può essere attribuita direttamente a fattori ipossici solamente. Un suggerimento al
riguardo viene fornito dagli studi di Jobsis (1962) nei quali la produzione di LA venne giudicata non
come derivante da condizioni di ipossia muscolare, ma come risultato di uno squilibrio tra la glicolisi e
l'aliquota di piruvato utilizzato dal ciclo di Krebs.
In ogni caso la produzione di LA deve essere considerata come fonte di energia dato che lo stesso viene
utilizzato come substrato metabolico dal muscolo scheletrico oltre che dal muscolo cardiaco. A tale
riguardo occorre sottolineare che Hermansen e Stenvold (1972) hanno dimostrato che dopo un lavoro
stressante (60 s × 3 con pause di 4 min) la produzione di LA passava da 10 mg/ 100 ml a 150-200 mg/
100 ml. Il lavoro ad intermittenza era seguito da riposo assoluto ed in esperimenti successivi da carichi di
corsa submassimali. Il 1attato rimosso fu di 2-3 mg/ 100 ml di sangue al min nel riposo assoluto e questo
incrementò notevolmente, 8 mg/ 100 ml al min, quando il carico di lavoro submassimale si aggirava
intorno al 60-80% del VO2max (Fig. 1.22). Pertanto alla luce di questi esperimenti si può affermare che
dopo un esercizio di sforzo massimale e prolungato tale da produrre una quantità molto elevata di LA, la
rimozione di questo viene favorita notevolmente se vengono eseguiti carichi di lavoro submassimali,
durante i quali l'acido lattico viene utilizzato come carburante e quindi metabolizzato.
Fig. 1.22 – Lattato ematico di un
soggetto che lavora a livello del mare
(•), a 2.300 m (X) e a 4.000 m (∆) (da:
Hermansen e Saltin, 1967).
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1.1.5
CONCLUSIONI SUL METABOLISMO MUSCOLARE
In conclusione i meccanismi di resintesi dell'ATP possono essere riassunti in due punti:
a) attraverso il processo anaerobico alattacido (scissione del CP e formazione di acido piruvico dalla
glicolisi);
b) attraverso la degradazione dei glicidi, lipidi e proteine che si verifica all'interno dei mitocondri
(ciclo di Krebs), definita come processo aerobico.
La potenza metabolica sviluppata nel punto a) è altissima, mentre quella del punto b) molto più bassa.
Il rendimento energetico di quest'ultima è maggiore della prima. Va ricordato inoltre che l'acido
piruvico, risultato del processo della glicolisi, ha due possibilità metaboliche. Una è quella di entrare
nei mitocondri e quindi scegliere la via ossidativa e l'altra è quella di formare acido lattico. La scelta
di una di queste vie dipende innanzi tutto dal tipo di fibra muscolare sollecitata. Infatti, nel caso di
fibre lente, che sono ricche di mitocondri, l'acido piruvico sceglie la via ossidativa. Al contrario, nelle
fibre veloci, povere di mitocondri, la via preferenziale è quella della formazione di LA. L'acido
piruvico, a differenza del LA, non attraversa facilmente la membrana cellulare. Quindi una sua
permanenza all 'interno favorirebbe l'acidosi cellulare. La formazione di LA, che può con più facilità
attraversare la membrana cellulare, per diffondersi nel flusso ematico, rappresenta un sistema sia
protettivo che di apporto metabolico. Infatti, LA che si trova nel flusso ematico, facilmente viene
utilizzato come substrato metabolico dalle fibre lente e dal muscolo cardiaco, dopo essere convertito
in acido piruvico attraverso l'isoenzima LDH1 e LDH2. Da questo si deduce che la struttura
morfologica della fibra muscolare, determina un ruolo fondamentale nel metabolismo.
1.1.6
L’ESSENZA BIOLOGICA DELL’ALLENAMENTO
L’esecuzione sistematica di esercizi muscolari indirizzati a migliorare le capacità fisiche ed acquisire
abilità e destrezza nella tecnica specifica di una disciplina sono le basi fondamentali dell'allenamento
sportivo (Figura 2.1.). Gli esercizi più idonei ed efficaci per migliorare una determinata specialità sono
suggeriti principalmente dall'esperienza ed in parte dalla ricerca scientifica. La valutazione funzionale
delle capacità fisiche, la valutazione visiva della prestazione tecnica ed i risultati delle competizioni
indicano la reale efficacia dell'allenamento.
Fig.2.1 la consueta interpretazione dell’allenamento
In ogni caso, rimane sempre incompleto il collegamento tra il lavoro svolto e gli effetti della ripetizione
sistematica degli esercizi. Un problema di base degli indirizzi programmatici dell'allenamento è costituito
dal fatto che sono necessari almeno due mesi di lavoro prima che gli effetti indotti dall'allenamento sulle
proprietà fisiologiche e sull'abilità motoria possano essere obiettivamente rilevati e valutati con valori e
misure concreti. Pertanto le informazioni che si ottengono dalle valutazioni delle capacità fisiche e dai
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risultati sportivi ottenuti in gara, arrivano sempre in ritardo. Oltretutto, le modificazioni biologiche che si
possono rilevare mediante la valutazione funzionale scaturiscono da un'integrazione complessa di fattori
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quali: metodi di allenamento, tipi di esercizi, programmi di lavoro, periodo osservato, ecc. La situazione
cambia drasticamente se si considera che:
Fig.2.2 Una migliore interpretazione dell’allenamento
a) gli effetti allenanti si osservano nei cambiamenti prodotti nell'organismo dall'esercizio (Figura
2.2.);
b) esiste una dipendenza specifica di ogni modificazione biologica in fun¬zione della natura, durata
ed intensità dell'esercizio.
Pertanto ogni esercitazione allenante provocherà modificazioni specifiche nell'organismo necessarie per
raggiungere gli scopi prefissi dall'allenamento.
Di conseguenza, le modificazioni causate dai vari esercizi fisici condurranno ad un incremento del livello
della prestazione sportiva.
Nell'organizzazione pratica dell'allenamento i vantaggi maggiori dell'utilizzazione dello schema
presentato nella fig. 2.2. sono:
-
ogni esercizio verrà eseguito per ottenere uno scopo concreto, espresso da determinate
modificazioni nell'organismo;
le modificazioni ottenute, permetteranno di verificare l'efficacia di ogni esercizio (o almeno di
gruppi di esercizi).
In tal modo si può evitare l'utilizzo indiscriminato di esercizi rendendo l'allenamento un processo ben
controllato. Le modificazioni indotte nell'organismo risultano come indicatori per il controllo operativo
dell'efficacia dell'allenamento. Questo «feedback» specifico permette di valutare l'effetto concreto degli
esercizi utilizzati. L’uso pratico di tale approccio richiede la conoscenza di quali cambiamenti si
renderanno necessari per ottenere lo scopo dell'allenamento. La risposta può essere ottenuta:
1) analizzando i fattori limitanti la prestazione, in una disciplina sportiva;
2) attraverso lo studio accurato di atleti di altissimo livello, studio che permette di elaborare un
modello del loro organismo.
Durante il periodo tra i 10 e i 12 anni, necessario per trasformare un ragazzo o una ragazza del periodo
prepuberale in un campione, i record verranno migliorati. Pertanto i risultati di livello mondiale attuali
non saranno sufficienti per ottenere successi fra 10 anni. Di conseguenza anche i parametri limitanti di
natura strutturale, metabolica e funzionale subiranno delle modificazioni in questo processo. La maggior
parte dei problemi in questo lavoro di previsione deriva dal fatto che il miglioramento dei record non è
esclusivamente in funzione delle modificazioni quantitative a carico dei parametri limitanti. Non si può
escludere l'ipotesi che all'origine di ulteriori miglioramenti nei record vi sia anche la presenza di
interrelazioni tra le modificazioni qualitative dei vari fattori. Una prestazione di resistenza, ad esempio, è
fortemente limitata dalla capacità funzionale del sistema di trasporto di ossigeno, dalla capacità di
ossidazione dei muscoli scheletrici, dal rendimento dei processi energetici, dalla stabilità funzionale dei
processi coinvolti e dalla capacità anaerobica. Durante gli ultimi 20 anni, l'attestarsi su livelli massimali
dei valori relativi al lavoro cardiaco e del massimo consumo di ossigeno degli atleti di livello
internazionale, ha condotto alla formulazione dell'ipotesi che le opportunità di migliorare le capacità
funzionali del trasporto di ossigeno sono ormai esaurite. Pertanto il progresso nei risultati sportivi, in
questo periodo, si è reso possibile solo grazie ad altri fattori. Il massimo livello dei risultati sportivi è
funzione sia dell'efficacia del programma di allenamento che delle caratteristiche genetiche dell'atleta.
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Pertanto, i compiti dell'allenamento e quelli della selezione sportiva dovranno essere distinti. Va
comunque sottolineato che non esistono fattori genetici tali da determinare direttamente il livello del
risultato sportivo di una gara. La valenza positiva (o negativa) dei vari fattori genetici si manifesta solo a
seguito dell'allenamento: tra i due fattori, perciò, intercorre una relazione bivalente. L’allenamento
permette al patrimonio genetico dell'atleta di estrinsecarsi sotto forma di mutamenti indotti
dall'allenamento, come ad esempio la composizione delle fibre muscolari di vario tipo, ottenendo così
come risultato il miglioramento della prestazione sportiva. Allo stesso tempo, l'efficacia di un programma
generale di allenamento dipende dalla sensibilità organica agli stimoli che derivano dall'esecuzione dei
vari esercizi. Si sa che la sensibilità agli stimoli dell'allenamento è collegata al programma genetico
dell'atleta [9]. È molto probabile che tale sensibilità sia manifestazione della sensibilità dell'apparato
genetico cellulare in risposta all'azione di vari induttori della sintesi proteica adattiva [9]. Inoltre
l'importanza del genotipo, le condizioni di vita individuali ed in particolare l'attività muscolare svolta in
passato (forse già in età prescolare) possono determinare correzioni a livello fenotipico. Vi sono senza
dubbio determinati fattori genetici sui quali l'allenamento può produrre modificazioni di limitata entità, o
non ne può produrre affatto: è infatti inutile allenarsi per discipline sportive basate sulla resistenza se si
possiede una prevalenza di fibre glicolitiche veloci, o per discipline sportive di potenza in presenza di una
condizione opposta di percentuale di fibre veloci e fibre lente. Analogamente, si possono abbandonare i
propri sogni di diventare una stella del basket se non si ha una statura sufficientemente alta. Tra le
peculiarità genetiche della costituzione fisica, un ruolo importante lo detiene il tipo di inserzione tendinea
sulle ossa. Le conseguenti differenze di rapporto tra le lunghezze del braccio nei sistemi a doppia leva
risulta favorire, in alcuni casi, l'applicazione della forza nelle contrazioni muscolari. Proporzioni inverse,
invece, determinano condizioni favorevoli per l'esecuzione di movimenti ad alta velocità. Il lavoro
allenante deve essere ripartito razionalmente nell'arco di un periodo di 10-12 anni, periodo necessario per
fare di un ragazzo o una ragazza in età puberale un Homo Olimpicus. A determinare la ripartizione del
lavoro, tenendo conto dello sviluppo organico durante l'adolescenza, è la strategia di allenamento
prescelto: sarà perciò necessario individuare quali sono i periodi più favorevoli per indurre i necessari
mutamenti strutturali, metabolici e funzionali. Rientra nell'ambito della strategia di allenamento anche la
ripartizione dei vari compiti e carichi di lavoro nell'economia dell'anno di allenamento, dove ciascun
periodo sarà costituito da mesocicli e microcicli di allenamento. La scelta degli adeguati metodi di
condiziona-mento rientra invece nella tattica di allenamento. Di conseguenza, sarà necessario individuare
il modo più razionale per pianificare microcicli e sessioni di allenamento. Ed, infine, bisognerà scegliere i
metodi di allenamento e gli esercizi da eseguire più idonei. Vallenamento risulta efficace solo se praticato
sistematicamente nell'arco di un lungo periodo di tempo. Molti esercizi hanno un effetto eccitante
(Morgan, 1985) e stimolano la produzione di peptidi oppioidi (Sforzo, 1988). L’esercizio fisico, così,
viene a collegarsi ad emozioni positive. Vi sono molti casi, invece, in cui l'attività fisica è origine di
emozioni negative, in particolare quando ci si deve continuare ad allenare nonostante l'insorgenza di
fenomeni di stanchezza diffusa. In questi casi solo una forte motivazione e la volontà fanno sì che si
continui l'allenamento per raggiungere gli scopi che ci si era prefissi. Di conseguenza è possibile
affermare che il raggiungimento di questi scopi è funzione di un condizionamento indotto nell'organismo,
ma anche di un certo condizionamento psicologico e di particolari atteggiamenti educativi.
Conclusioni
L’allenamento rappresenta una sistematica e mirata alterazione della struttura corporea, dei metabolismi e
delle sue funzioni.Gli esercizi devono essere utilizzati come strumenti specifici per indurre le
modificazioni necessarie. Le modificazioni ottenute consentono di evidenziare, permettendo un controllo,
il raggiungimento degli scopi prefissati attraverso esercizi o gruppi di esercizi.
Per conoscere quali siano i cambiamenti necessari per raggiungere l'obiettivo dell'allenamento, i fattori
limitanti la prestazione nella disciplina corrispondente devono essere presi in considerazione.
Successivamente la strategia dell'allenamento deve determinare come distribuire il lavoro durante un
periodo di 10-12 anni, e oltretutto come di-stribuire il carico di lavoro durante l'anno di allenamento e
durante un determinato periodo di allenamento. L’induzione immediata delle modificazioni necessarie
dipende dalla tattica di allenamento, cioè dalla scelta degli esercizi e dall'organizzazione di sessioni di
allenamento e microcicli.
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1.1.7
RAPPORTO TRA GLI ESERCIZI ESEGUITI E LE MODIFICAZIONI INDOTTE A CARICO DEI MUSCOLI
SCHELETRICI
Ciascun esercizio determina il grado di attività dei vari organi coinvolti, dei diversi tipi di muscoli ed
unità motorie reclutate. Il principale percorso metabolico che permette il compimento del necessario
lavoro funzionale all'interno di ciascuna cellula attiva dipenderà anch'esso dalla natura dell'esercizio
svolto, come pure l'attività di ogni sistema di controllo metabolico a vari livelli e l'attività del sistema che
regola direttamente le funzioni corporee. Di conseguenza, l'adattamento organico indotto porterà
l'impronta dei vari tipi di esercizi sistematicamente impiegati nell'allenamento (Figura 3.1.).
A livello delle fibre muscolari, i due tipi più importanti di adattamenti indotti avvengono a carico delle
miofibrille o nei mitocondri. Il primo tipo risulterà un incremento nel tasso di proteina mio fibrillare, che
conduce ad un aumento dell’area di sezione trasversale delle miofibrille, e pertanto delle fibre
muscolari[41, 46, 78] Lo stimolo per generare ipertrofia muscolare dipende dalla resistenza alla
contrazione muscolare e dal numero totale di contrazioni eseguite con un’elevata resistenza. Di
conseguenza, la condizione principale per l’insorgenza di ipertrofia muscolare è l’esecuzione di esercizi
ad elevata resistenza (Figura 3.2). Gli esercizi di velocità o di forza veloce sono i meno adatti a questo
scopo, mentre gli esercizi di resistenza risultano del tutto inefficaci [32, 48]. L’ipertrofia muscolare
dipende innanzitutto dall’aumento della sezione trasversale delle fibre muscolari veloci [14, 59].
A seconda dell’esercizio eseguito, l’allenamento della forza indurrà modificazioni nel rapporto forzavelocità del muscolo. L’aumento nella massima forza volontaria risulterà più pronunciato nelle
contrazioni a bassa velocità in risposta ad un allenamento ad alta resistenza. Dopo un esercizio di forza
esplosiva (potenza) si è evidenziato un miglioramento più pronunciato nella parte di curva relativa all’alta
velocità. [16, 27]. Queste alterazioni si riferiscono alle modificazioni a carico della regolazione neurale
dei muscoli scheletrici. Bisognerà comunque considerare anche le modificazioni a carico dei filamenti
miosinici e dell’attività del Ca2+ ATPasi mio fibrillare.
Fig. 3.1 – Gli effetti specifici degli esercizi d’allenamento.
Questi ultimi elementi sono responsabili principalmente dell'incremento dell'allenamento di forza nelle
fibre glicolitiche muscolari veloci. Meno pronunciato è l'effetto di un allenamento di sprint o di interval
training. Un prolungato allenamento di nuoto genera un decremento dell'attività enzimatica [79].
Vediamo, così, che l'allenamento induce due diversi tipi di adattamento a carico dell'ATPasi miofibrillare:
uno di questi consiste in un incremento dell'attività enzimatica, che risulta in un rapido rilascio di energia
ad uso della contrazione muscolare a livello di erogazione ad alto potenziale. Il secondo adattamento
viene indotto a seguito di una prolungata esecuzione di esercizi di resistenza. Il decremento dell'ATPasi
può essere considerato condizione essenziale per un utilizzo più vantaggioso delle riserve di ATP.
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Fig. 3.2 Gli stimoli per l’ipertrofia muscolare in vari esercizi.
Uno dei fenomeni tipici dell'allenamento di resistenza è l'aumento del numero e del volume dei
mitocondri, nonché una maggior attività enzimatica ossidativa [60]. Quando l'esercizio di resistenza è
sufficientemente intenso, l'incremento di enzimi mitocondriali è uguale in tutti i tipi di fibre muscolari [2,
64], di conseguenza, le fibre gli coli ti che divengono «più ossidative» [31]. In esercizi meno intensi
l'effetto è limitato alle sole fibre muscolari ossidative lente [24, 80]. L’allenamento per l'aumento della
forza generalmente non determina modificazioni rilevanti nel numero dei mitocondri [15, 32, 41]. Gli
esercizi di sprint non migliorano la capacità ossida- tiva muscolare [48, 61], oppure risultano in un
modesto adattamento degli enzimi mitocondriali [34, 59]. Vinterval training anaerobico aumenta l'attività
enzimatica agendo da catalizzatore per la glicogenolisi anaerobica e per i processi ossidativi [55] (Figura
3.3.). Un effetto mitocondriale di maggior entità si è verificato nell'interval training a bassa potenza
rispetto a programmi di interval training ad alta potenza [30].
Fig. 3.3 Gli stimoli per la biogenesi mitocondriale in vari esercizi.
In uno studio globale di Dundley et al (1982) realizzato sui ratti si è usata la concentrazione di citocromo
c come indicatore dell'adattamento mitocondriale. Paragonando gli effetti dell'allenamento alla corsa a
varie velocità, si è scoperto che la velocità di 30 m•min-1 (83% di VO2max) può essere assunta come
velocità soglia: fino a questa velocità (che probabilmente corrisponde alla potenza anaerobica) si è
assistito ad un aumento dell'effetto dell'allenamento sulle fibre ossidative lente del soleo e sulle fibre
glicolitico-ossidative veloci della porzione rossa del vasto laterale (Figura 3.4.). Durante l'esecuzione di
esercizi alla massima velocità, l'effetto dell'allenamento sul soleo si riduceva, mentre si stabilizzava sulla
porzione rossa del vasto laterale. Fino alla «velocità critica» di corsa, l'allenamento non aveva
determinato alcun incremento nella concentrazione di citocroma c nelle fibre glicolitiche veloci (porzione
bianca del vasto laterale). Gli effetti dell'allenamento perciò erano visibili solo alle massime velocità.
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Fig. 3.4. - L'aumento dei citocromi c in vari muscoli provocato dall'allenamento, in relazione all'intensità dell'esercizio (velocità di corsa). Dati
ottenuti da Dudley et al [1].
I risultati qui presentati suggeriscono che l'azione per gli aggiustamenti mitocondriali dipende: (1) dal
periodo totale di persistenza dell'elevato livello di ossidazione nei muscoli scheletrici, compreso il
momento di attività contrattile e la fase di ripristino basata su un alto tasso di ossidazione; (2) dal tasso di
ossidazione durante queste fasi (quanto più il tempo di ossidazione è vicino al massimo livello, tanto più
efficace risulta l'allenamento).
Tra i due principali effetti dell'allenamento a carico dei muscoli scheletrici troviamo l'influenza della
potenza, lo sprint e l'interval training anaerobico. Nel primo caso l'adattamento della fibra muscolare è
collegato al reticolo sarcoplasmatico (SR) ed agli enzimi responsabili del metabolismo anaerobico.
Esaminando uno studio comparato degli effetti sui ratti di vari regimi di allenamento, si è notato un
incremento nel tasso di accumulo di Ca2+ in corrispondenza del SR nelle fibre ossidative lente in risposta
ad un allenamento di sprint, di corsa continua aerobica, interval training e allenamento di forza. Nelle
fibre glicolitiche veloci si è ottenuto un significativo incremento nel tasso di accumulo di CA+2 dopo
l'allenamento sprint, l'interval training e l'allenamento di forza, ma non in risposta alla corsa continua. In
entrambi i tipi di fibre la modificazione di maggiore entità si è ottenuta in risposta all'allenamento di
sprint e di forza veloce.
In un allenamento di nuoto continuato è stato evidenziato un decremento del tasso di accumulo di Ca+2 in
entrambi i tipi di fibre [79]. Di conseguenza, l'effetto sul SR dipende dall'intensità con cui è stato eseguito
l'esercizio. L’adattamento all'uso sistematico di esercizi molto intensi (velocità o potenza) stimola un
miglioramento nelle funzioni del SR.
Il ruolo essenziale della fosfocreatina nella risintesi dell'ATP, durante gli esercizi di sprint, suggerisce
un'influenza da parte dell'allenamento sprint sull'attività della creatin-chinasi. Ciononostante,
l'allenamento sprint nell'uomo non ha evidenziato alcuna attività della creatin-chinasi muscolare [34].
Negli esercizi di durata superiore a 30 s ed inferiore a 5 min, la glicogenolisi anaerobica assume un ruolo
di estrema importanza per la risintesi dell'ATP. Nell'allenamento sportivo, lo strumento principale di cui
si dispone per migliorare la capacità di lavoro anaerobico è rappresentato dall'interval training.
L’adattamento degli enzimi glicogenolitici indotto dall'interval training è stato oggetto di numerosi studi
[25, 40, 55, 56]. L’allenamento dello sprint differisce dall'interval training in quanto è costituito da brevi
allunghi (da l0 a 20 sec.) eseguiti alla massima intensità d'esercizio, e necessariamente intervallati da
lunghe pause di riposo tra le ripetizioni. A seguito di un allenamento di velocità è stato diagnosticato
nell'uomo un aumento dell'attività della fosfofructochinasi (PFK) [34, 61], mentre l'attività della
fosforilasi si attestava a livelli costanti [61]. L’allenamento di forza generalmente non produce alterazioni
nell'attività della fosforilasi muscolare e della PFK.
Esperimenti condotti sui ratti hanno rivelato che, in caso di programmi di allenamento moderato, gli
effetti della fosforilasi, della PFK e della piruvato-chinasi si potevano rilevare solo nelle fibre ossidative
lente [2, 63]. In forme più intense di interval training la fosforilasi, la PFK e la piruvatokinasi aumentano
nelle fibre veloci (sia di tipo glicolitico che ossidativo glicolitico), ma non nelle fibre lente [21].
L’allenamento dello sprint determina un aumento dell'attività della PFK nelle fibre veloci ma non nelle
fibre lente [21].
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Come risultato di una fase di interval training o di allenamento continuo aerobico di l0 settimane si è
diagnosticato un decremento dell'attività della PFK sia nelle fibre lente che in quelle veloci.
L’allenamento sprint ha indotto queste modifiche nelle fibre lente, ma non in quelle veloci [79]. Poiché
dall'ultima sessione di allenamento al momento del prelievo del campione di muscolo erano trascorse 48
ore, i risultati suggeriscono che il tempo intercorso sia stato sufficiente per un rapido turnover enzimatico
che non ha permesso il rilievo dell'incremento dell'attività enzimatica (l'emivita degli enzimi glicolitici
muscolari varia da mezz'ora ad alcuni giorni). Questo studio, comunque, ha evidenziato il fatto che una
corsa intensa di 4 min (a 60 m•min-1) induce sostanziali modifiche della PFK muscolare, a seconda del
tipo di allenamento adottato.
Nei ratti non allenati il test ha evidenziato un decremento dell'attività enzimatica muscolare nelle fibre
ossidative, ma non si sono osservate alterazioni a carico delle fibre glicolitiche. Un aumento pari al
doppio o al triplo dei valori normali è stato rilevato nei muscoli dei ratti allenati sia con programmi di
interval training che con la corsa continua. A seguito di test eseguiti sui ratti allenati con l'allenamento di
velocità si è evidenziato un decremento dell'attività della PFK, principalmente a carico delle fibre
ossidative lente [79]. Ovviamente, l'allenamento altera la sensibilità della PFK in presenza di fattori che
inibiscono o stimolano la sua attività. Un allenamento di esercizi intervallati o continui sembra essere il
metodo migliore per ottenere un effettivo condizionamento della regolazione dell'attività della PFK.
L’adattamento specifico all'esercizio anaerobico può indurre la formazione di isoenzimi meno sensibili ad
un valore di pH più basso. Questa ipotesi è stata formulata in relazione al valore del pH e della esochinasi,
e nell'ambito di un solo studio [23]. Un significativo condizionamento indotto dall'interval training
anaerobico e dall'allenamento sprint è l'incremento della capacità tampone del muscolo scheletrico [54,
61]. Le risposte all'allenamento derivate dall'esercizio anaerobico sono state riassunte nella Figura 3.5. Le
modificazioni dell'allenamento a carico dei depositi energetici nei muscoli possono essere riassunte come
segue:
1. Non esiste alcuna prova convincente del fatto che l'allenamento determini un incremento nelle
scorte di ATP [35]. A seguito di un programma di allenamento di resistenza è stato evidenziato
un leggero incremento nella concentrazione di ATP muscolare nei muscoli degli arti [36]; questo
studio però si limita a descrivere solo l'effetto iniziale dell'allenamento.
2. I ratti allenati con ripetuti esercizi ad elevata intensità e di ridotta durata evideziavano un maggior
contenuto di fosfocreatina muscolare, ma l'effetto dell'esercizio continuato fu modesto [35].
Alcuni studi di biopsia sull'uomo hanno confermato questi dati [36]. La maggior riserva di fosfocreatina,
comunque, non viene considerata un risultato usuale dell'allenamento [60].
3. Una modificazione comune dell'allenamento è l'incremento delle scorte di glicogeno muscolare
[60]. Dai risultati di test eseguiti sui ratti si è visto che l'allenamento della velocità non induce
alterazioni nelle scorte di glicogeno, ma continui esercizi aerobici, interval training di tipo
anaero¬bico o l'allenamento della forza inducono modificazioni di notevole entità.
Fig. 3.5 Effetto degli esercizi anaerobici sulla capacità anaerobica di lavoro
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Nelle fibre lente le modificazioni indotte dall'allenamento aerobico sono più pronunciate di quelle indotte
con l'interval training o con l'allenamento di forza. Sulle fibre veloci i 3 diversi tipi di allenamento
inducono modificazioni molto simili [79].
4. A seguito di un allenamento di resistenza si è evidenziato nell'uomo un incremento nel tasso di
trigliceridi nel muscolo quadricipite [50]. Questa modificazione non ha trovato conferma nei test
di allenamento eseguiti su di un solo arto [29].
1.1.8
MODIFICAZIONI ORMONALI INDOTTE DALL’ALLENAMENTO
L’aumento delle risorse cellulari dovuto all'allenamento elimina la necessità di una mobilizzazione
globale delle risorse organiche quando l'esercizio resta costante, e questo può ridurre o evitare le risposte
endocrine all'esercizio. Sono stati pubblicati molti studi che evidenziano un decremento dell'attivazione
della corteccia surrenale e della midollare del surrene, delle cellule alfa del pancreas, e della produzione
della somatropina in risposta ad un allenamento con carichi modesti. Il decremento del tasso di insulina
ematica si fa meno pronunciato [19, 70]. Queste modificazioni sono collegate in primo luogo ai
cambiamenti nei carichi di soglia per l'induzione delle risposte endocrine agli esercizi. In risposta
all'allenamento, l'intensità soglia dell'esercizio, misurato in unità di erogazione di potenza, si sposta verso
livelli più alti. Pertanto, quegli esercizi che precedentemente si attestavano a livelli al di sopra della
soglia, a seguito dell'allenamento si trovarono al di sotto della soglia stessa. Inoltre, a seguito
dell'allenamento, esercizi più intensi che andavano oltre il nuovo livello soglia hanno indotto risposte
ormonali più pronunciate [75]. Allo stesso tempo, l'allenamento ha innalzato la capacità di produzione
ormonale delle ghiandole endocrine. Conseguentemente, si è assistito ad un incremento del tasso di
concentrazione di catecolamina ematica [37], di cortisolo [18, 62], di corticotropina [78], di betaendorfina [18] e dell'ormone della crescita [62] in risposta agli esercizi oltre la soglia. È stato osservato
che una corsa di 30s alla massima velocità produce un incremento del livello di noradrenalina ematica più
elevato se successivo ad un allenamento di sprint. Né l'allenamento di sprint, né l'allenamento di
resistenza, hanno indotto modificazioni nei livelli di catecolamina ematica dopo una corsa di 2 min al
110% del VO2max [l0, 11]. Al termine di un esercizio prolungato, il tasso di adrenalina [8], di cortisolo,
di corticotropina [62, 76], di somatropina [12, 62] e di beta-endorfina [12, 72] nel plasma è risultato
maggiore negli atleti che non nei soggetti non allenati, con valori generalmente superiori rispetto ai valori
ottenuti in seguito ad esercizi brevi sovramassimali (Figura 4.1.).
Fig. 4.1. - Risposta della somatropina e del cortisolo a 7 minuti di canottaggio continuo alla massima velocità, di 40 minuti di canottaggio a
livello di soglia anaerobica e di 8 x 2000 di canottaggio. Linee tratteggiate: livelli raggiunti da atleti junior del canottaggio; linee intere: livelli
raggiunti dagli stessi atleti, ma ad anno di distanza, dopo aver raggiunto livelli di prestazione di canottieri di alto livello [62].
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Ovviamente, durante esercizi faticosi ed intensi, stimoli addizionali dipendono dalla durata dell'esercizio.
eeffettiva entità dell'incremento dipende dalla capacità funzionale dei sistemi endocrini.
La maggior capacità funzionale dei sistemi endocrini è collegata alle modificazioni morfologiche delle
ghiandole endocrine ed alle strutture cellulari responsabili della produzione di ormoni. eipertrofia
surrenale indotta dall'allenamento è associata ad una maggior concentrazione di mitocondri, delle loro
creste vescicolari, degli elementi del reticolo endoplasmatico dei polisomi nelle cellule della zona fasci
colare (che produce glicocorticoidi) della corteccia surrenale [71]. Osserviamo, come risultato di un
allenamento intensivo, anche un'ipertrofia della midollare del surrene, nota come «midollare del surrene
dello sportivo» [20]. Nei ratti, si è evidenziata un'ipertrofia surrenale dovuta ad un aumento delle
dimensioni della midollare e della zona glomerulare (responsabile della produzione di mineralo
corticoidi) della corteccia surrenale in risposta ad esercizi di velocità di breve durata, eseguiti durante la
prima settimana di allenamento. A seguito di un periodo di allenamento di sprint più prolungato è stata
evidenziata una leggera ipertrofia surrenale. In seguito ad esercizi prolungati e continuati è stata rilevata
una pronunciata ipertrofia surrenale dovuta all'aumento delle dimensioni della zona reticolare e fasci
colare della corteccia surrenale, come pure della midollare del surrene.
Una leggera ipertrofia surrenale della zona fascicolare e reticolare si è avuta in risposta ad esercizi di tipo
anaerobico. Inoltre, l'allenamento ha indotto modificazioni anche nel numero dei recettori ormonali
cellulari e nella sensibilità tissutale agli ormoni [74]. Queste modificazioni sono anche da considerare in
risposta alla specificità dell'allenamento.
1.1.9
MECCANISMI MOLECOLARI DI ADATTAMENTO CELLULARE INDOTTI DALL’ALLENAMENTO
Esiste un meccanismo intracellulare che mette in relazione le funzioni fisiologiche e l'apparato produttivo
delle cellule.
Grazie a questo meccanismo l'intensità del funzionamento delle strutture cellulari determina l'attività
dell'apparato produttivo. Ne deriva pertanto una stimolazione specifica della sintesi proteica. È stata
formulata l'ipotesi [69] che l'allenamento conduca ad un accumulo di metaboliti tale da indurre in modo
specifico la sintesi proteica delle strutture cellulari e degli enzimi proteici collegati con le strutture
cellulari più attive e con le relative vie metaboliche. Inoltre, le modificazioni ormonali vengono indotte da
sessioni di allenamento che amplificano l'effetto induttore dei metaboliti. Come risultato si avrà un
effettivo rinnovamento delle strutture proteiche, un aumento delle loro dimensioni, e l'incremento
molecolare degli enzimi più coinvolti in questi processi (Figura 5.1.)
Fig. 5.1 introduzione della sintesi proteica d’adattamento da parte dei metaboliti e degli ormoni.
L’attività dell'apparato produttivo cellulare genera la produzione di mRNA specifico, contenente le
informazioni sulla struttura della proteina che deve essere sintetizzata. Circa 25 anni fa fu dimostrato che
il blocco della sintesi del mRNA DNA-dipendente preveniva l'ipertrofia compensa-toria dei muscoli a
seguito dell'ablazione del gruppo muscolare sinergico [22]. Studi successivi hanno confermato la
produzione di più tipi di mRNA e la trascrizione della sintesi della proteina collegata in risposta
all'allenamento [8].
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Comunque, il controllo della sintesi proteica avviene a tre diversi li-velli: trascrizione, traslazione
(l'attuazione della sintesi proteica secondo le informazioni contenute nel mRNA) e post-traslazione.
Quest'ultimo con-siste nella regolazione del tasso di degradazione proteica per adattare il numero
effettivo delle molecole di una proteina al reale bisogno. Durante l'attività muscolare che si ha negli
esercizi di resistenza, è stato rilevato un in-cremento della produzione di mRNA nelle proteine
mitocondriali. Pertanto l'adattamento cronico è basato sul controllo di trascrizione della sintesi proteica
[8].
In risposta all'allenamento di alta resistenza si nota la comparsa anche di un altro fenomeno: a seguito di
esercizi di tipo concentrico o eccentrico il tasso di sintesi delle proteine miofibrillari aumenta del 50-60%.
Comunque, a seguito di esercizi concentrici il mRNA non ha subito alcun muta-mento a carico delle
proteine miofibrillari o delle proteine mitocondriali. Mentre un allenamento ad elevata resistenza non
dovrebbe indurre alcun adattamento a livello mitocondriale, i mancati mutamenti delle proteine
rniofibrillari nel mRNA suggeriscono una probabile stimolazione della sintesi della proteina miofibrillare
attraverso l'aumento nella traslazione proteica. Nonostante ciò, non è stata evidenziata ipertrofia
muscolare.
Ovviamente, l'incremento nel tasso di sintesi proteica in risposta al controllo di traslazione è stato
bilanciato da un adeguato incremento nel degrado proteico, risultante dal controllo di post-traslazione. Gli
esercizi eccentrici hanno incrementato la formazione di mRNA della proteina miofibrillare in combinazione con l'ipertrofia muscolare. Pertanto il controllo di trascrizione si è rivelato come essere il
meccanismo dominante. Poiché l'aumento delle proteine miofibrillari è risultato minore rispetto al tasso di
sintesi delle proteine miofibrillari, si è evidenziata la partecipazione anche del controllo di posttraslazione [8]. È possibile perciò formulare l'ipotesi di un ruolo essenziale da parte del controllo di posttraslazione, per evitare l'insorgenza di ipertrofia muscolare in risposta ad un allenamento di velocità, di
resistenza, o di potenza. I due principali ormoni che partecipano all'induzione della sintesi proteica
adattiva nelle fasi seguenti l'esercizio sono l'ormone sessuale maschile (testosterone) e quello della tiroide
(tiroxina/triiodotironina). I.;in- ( duzione della proteina miofibrillare da parte del testosterone è essenziale
per l'insorgenza di ipertrofia in risposta ad un allenamento di forza [42, 57], ed il divieto per gli sportivi
dell'uso di preparati androgeni ad azione ) anabolica ne è un chiaro esempio. La stessa azione, comunque,
viene esplicata dal testosterone endogeno. La produzione endogena di testosterone viene soppressa in
seguito alla somministrazione di preparati anabolici.
Si sa che gli ormoni tiroidei esercitano un'influenza stimolante sulla biogenesi dei mitocondri. In test
eseguiti su ratti ipotiroidei, non si è evidenziato alcun incremento specifico nella sintesi della proteina
mitocondriale nelle fibre muscolari ossidative-glicolitiche in risposta ad un esercizio di resistenza [73].
Nel biofeedback di traslazione, l'insulina [4] e la somatropina rivestono un ruolo fondamentale [65].
L’azione catabolica dei glicocorticoidi suggerisce un loro contributo al controllo di post-traslazione.
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1.2
1.2.1
LA FORZA NELLE SUE DIVERSE ESPRESSIONI
CONTRAZIONE ISOTONICA
A differenza della contrazione isocinetica, l'attivazione muscolare, creata dalla tensione sviluppata dal
muscolo scheletrico per vincere le forze gravitazionali o altre resistenze esterne, rappresenta l'espressione
più naturale della forza dinamica. Le caratteristiche biologiche, che sono le basi dello sviluppo della forza
muscolare che permette la locomozione terrestre degli animali vertebrati, sono stati descritte, anche se in
forma succinta, nei capitoli precedenti. Occorre però non dimenticare che, attraverso l'evoluzione
filogenetica, l'uomo e l'animale terrestre hanno sviluppato dei sistemi neuromuscolari tali da superare e
vincere le sollecitazioni determinate dalle forze gravitazionali (Zankevich, 1944; Smith, 1975; Bosco e
coll., 1984). Pertanto le caratteristiche fondamentali dei muscoli scheletrici si identificano nella capacità
di sviluppare all'inizio della contrazione elevate tensioni, che si riducono durante l'arco del movimento.
Tutto ciò è favorito e guidato da processi nervosi e neuromuscolari che possono essere plasmati e
modificati sotto l'effetto di sollecitazioni specifiche e ripetute nel tempo. A tale scopo qualsiasi
miglioramento della efficienza muscolare e della prestazione sportiva generalmente si identifica come
miglioramento della capacità di sviluppare elevati gradienti di forze propulsive che determinano il
miglioramento della velocità di esecuzione di un determinato gesto. Studiare i complessi fenomeni che
sono collegati con lo sviluppo della forza non è molto facile. Nonostante ciò, cercare di sistemare in
forma organica ed analitica le varie componenti che ne determinano sia la valutazione che il
miglioramento è stato ed è lo scopo di studi e ricerche di molti studiosi. Pertanto, non pochi sono stati i
tentativi di classificare le varie espressioni di forza, che possono essere realizzate grazie ai complessi
fenomeni neuromuscolari. Fenomeni che ne plasmano e modulano la tensione, con fluttuazioni ed
interazioni che si formano tra l'ambiente esterno (per esempio l'entità del carico da sollevare o l'energia
cinetica da ammortizzare, durante un salto in basso, ecc.) e le caratteristiche biomeccaniche e fisiologiche
dei vari gruppi muscolari interessati al movimento. Infine, a caratterizzare le varie espressioni di forza
sono le condizioni storico-temporali che precedono la contrazione. Infatti il comportamento del muscolo
scheletrico viene fortemente influenzato dalle condizioni di partenza che precedono un movimento. Per
cui la tensione muscolare cambia completamente se prima di eseguire un lavoro il muscolo si trova in
condizioni di riposo o viene pre-stirato. Purtroppo molto spesso si è cercato di classificare le varie
espressioni della forza, non secondo un profilo funzionale e fisiologico, ma secondo definizioni tecniche
che poco si accostano sia ai processi biologici coinvolti che alle leggi di fisica a cui obbediscono il corpo
o gli oggetti su cui la forza si trasmette. La fantasia di qualche autore ha reso difficile ed incomprensibile
la comunicazione e la trasmissione di informazione tecnico-scientifiche, che anche se molto complesse,
non possono disconoscere le leggi fondamentali della comunicazione scientifica. In connessione a tale
osservazione e per non disorientare ulteriormente i cultori e gli studiosi della materia si è cercato di
formulare una classificazione che si basa rigorosamente su principi biologici. Infatti le varie espressioni di
forza si possono classificare considerando sia gli aspetti neuromuscolari che ne modulano la tensione, che
i processi metabolici coinvolti che ne determinano la durata. In ogni caso le denominazioni delle varie
espressioni della forza non si possono discostare da quelle già note ed utilizzate nella fisiologia classica
per descrivere la relazione tra la forza e la velocità. Analizzando le interazioni che esistono fra queste due
caratteristiche non è poi tanto difficile poter formulare una classificazione che ne rispecchi i contenuti
(vedi Bosco, 1985, 1992). Il comportamento meccanico peculiare che possiede il muscolo scheletrico, è la
relazione iperbolica che realizza tra la velocità di accorciamento e la tensione sviluppata. Ciò è stato
osservato sia analizzando preparati di muscoli isolati di animale (Fenn e March, 1935; Hill, 1938), sia
muscoli umani in vivo (Wilkie, 1950). Come mostrato in Fig. 3. l con il diminuire del carico da sollevare,
la forza che deve essere sviluppata diminuisce mentre la velocità aumenta. Il perché di tale
comportamento è attribuito a due motivi principali. La ragione primaria sembra sia la perdita di tensione
nel momento in cui si rompono i ponti di actomisiona, all' interno della componente contrattile e che poi
si formano in condizioni di accorciamento. Pare che il secondo motivo sia costituito dalla viscosità
presente sia nella componente contrattile sia nel tessuto connettivo.
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In ogni caso, qualunque sia l'intimo meccanismo biologico coinvolto nell'instaurarsi di tale relazione,
appare abbastanza chiaro dalla Fig. 3.2 che la forza massimale si realizza con velocità basse, mentre
quella esplosiva (o forza veloce) con velocità alte. In contrasto la resistenza alla forza veloce e la
resistenza muscolare sono fortemente caratterizzate dai processi metabolici coinvolti e poco da quelli
neuromuscolari.
Figura 3.1 . Relazione tra lo forza
sviluppata durante salti verticali eseguiti
Con e senza carico su e spalle e la velocità
angolare al ginocchio. L'intervento delle
fibre muscolari viene presentato secondo l’
ipotesi suggerita da Bosco, 1985.
Figura 3.2 Rappresentazione schematica
della
relazione
forza
velocità
e
classificazione biologica delle varie
espressioni di forza. In alto a sinistra si nota
lo massima forza isometrica, caratterizzata
da velocità di accorciamento pari a zero.
Troviamo quindi lo forza massima lo forza
massima, la forza dinamica massima, la
forza esplosiva (o forza veloce); queste tre
espressioni di forza sono determinate
prevalentemente da fattori neurogeni. Segue
poi lo resistenza alla forza veloce e la
resistenza muscolare, che sono collegate
prevalentemente a processi metabolici
insieme all’ipertrofia muscolare che pur
non essendo una espressione della forza,
occupa una considerazione notevole nel
campo dell’allenamento.
1.2.1.1
Caratteristiche neuromuscolari della Forza Massima (Fmax) e della Forza Dinamica
Massima (FDM)
Come mostrato nella Fig. 3.2 la Fmax e la FDM sono due espressioni della tensione muscolare che si
sviluppa quando i carichi esterni da vincere sono rispettivamente molto e discretamente elevati.
Conseguentemente la velocità di accorciamento risulta essere modesta nel primo caso e relativamente alta
nel secondo. La Fmax si può definire come la capacità di sviluppare forza che permette di sollevare un
carico massimale che non consente di modulare la velocità di esecuzione (Bosco e coll., 1995). Un
esempio pratico può meglio chiarire questa definizione. Quando viene utilizzato il 1/2 squat come
esercizio, questo può essere eseguito con carichi molto bassi (0.5 del peso del corpo, quindi i muscoli
estensori devono sollevare 1.5 il peso del corpo dell'atleta; 1.5 bw) o molto alti per esempio 2 il peso del
corpo (3.0 bw) (vedi Fig. 3.3). Nel primo caso, l'atleta può volontariamente sollevare il peso sia alla
massima velocità consentita dal carico, che a velocità submassimale. Nel pannello di sinistra della Fig.
3.3 si osservano valori di 1.19
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Figura
3.3
_
L'attività
elettromiografica integrata (IEMG)
rms, è presentata in funzione sia della
velocità che del carico, espresso in
percentuale del peso del corpo
(questo variava da 0.5 a 2 volte il
peso del corpo di 18 sprinters per un
carico totale pari a 1.5-3.0 bw). Per
ogni carico sono state registrate sia la
velocità di esecuzione che l' IEMG
rms nelle seguenti condizioni: 1=
isometria; HSS = 1/2 squat lento;
HSF = 1/2 squat veloce e SJ = Squat
Jump I valori dell’ EMG rms sono
presentati in percentuale della MIF,
presa come riferimento, che si
aggirava attorno a 3.5 BW (da: Bosco
e coll 1995).
Nel pannello di sinistra della Fig. 3.3 si osservano valori di 1.19 m x s-1 per il primo (HSF) e di 0.69 m x s1
per il secondo caso (HSS). Come si nota nel medesimo pannello, l'attività elettromiografica dei muscoli
estensori del ginocchio (quadricipite femorale), varia in modo drammatico, secondo l'impegno che
volontariamente ha esercitato l'atleta. Nel caso di impegno massimale è stato riscontrato un livello pari al
110% dei valori di riferimento (massima forza isometrica) mentre durante lo sforzo submassimale i valori
di IEMG sono scesi a livelli molto bassi circa il 65% dei valori di riferimento. Allorquando si chiede
all'atleta di sollevare un carico, pari a due volte il proprio peso (3 bw in tutto), le velocità di esecuzione
sia con sforzo massimale che submassimale diminuiscono drasticamente, passando rispettivamente da
0.57 vs 0.34 m x s-1 (pannello ultimo a destra della Fig. 3.3). Pertanto, benché la velocità di movimento,
durante lo sforzo submassimale realizzato con 3 bw, abbia subìto decrementi simili a quelli osservati con
il carico leggero, non sono stati registrati decrementi di IEMG, così marcati come quelli notati con carico
leggero. Questo significa che con carichi bassi, si ha la possibilità di modulare la tensione muscolare,
attraverso due meccanismi nervosi: uno è relativo al reclutamento e l'altro alla frequenza di scarica degli
impulsi nervosi. In contrasto, con carichi elevati, si ha una ridotta possibilità di modulare la tensione
muscolare, infatti bisogna ricorrere a tutte le proprie capacità di reclutamento delle varie unità motorie
disponibili. A tale proposito, un carico pari a 80-85% del CM, difficilmente si riesce a sollevarlo con
velocità submassimale. Quindi, i carichi che presentano molte difficoltà nel modulare la velocità possono
essere definiti come carichi massimali. In questo caso si potrà essere sicuri che le fibre veloci vengono
anche reclutate. Occorre ricordare che quasi tutte le unità motorie presenti in un determinato gruppo
muscolare, vengono stimolate quando si deve sollevare un carico pari a circa il 50% del CM, se si tratta di
muscoli di piccole dimensioni, mentre con muscoli di grandi dimensioni, il carico può raggiungere l'8085% del CM prima di reclutare tutte le fibre disponibili (p.e. Sale, 1988). Se per sollevare un carico pari
al 50% del CM si ricorre al reclutamento del massimo potenziale di fibre presenti in un muscolo, con
quale meccanismo si riesce a sviluppare il 90-1OO% del CM? La risposta si trova nella capacità del SNC
di modulare la frequenza degli impulsi; infatti una volta reclutate tutte le unità motorie presenti in un
muscolo, un ulteriore incremento di forza si può ottenere aumentando la frequenza degli stimoli nervosi.
Senza dubbio questo meccanismo è il meno economico, ma in ogni caso assicura una riserva di
produzione di tensione muscolare elevata. Nella contrazione isometrica, l'incremento della tensione
sviluppata avviene prevalentemente attraverso il reclutamento di nuove unità motorie (vedi Fig. 2.7).
Infatti si nota una relazione lineare tra l'incremento della forza e quello dell'IEMG. In contrasto, durante
esercitazioni di 1/2 squat, l'attività elettrica subisce un incremento statisticamente significativo, quando si
passa dal 40 al 50% del CM. Superato questo carico, si nota un appiattimento dell'attività elettrica: questo
significa che già al 50% del CM si è verificato il reclutamento di tutte le unità motorie disponibili, e
l'incremento della tensione muscolare può essere realizzato grazie all' aumento della frequenza di scarico
degli impulsi nervosi, che però possono raggiungere un plateau già con carichi non molto elevati.
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Quando si passa da un attività muscolare dinamica di tipo misto, cioè tra il movimento balistico e quello
graduale (ramp and smooth) come quella che si realizza con il 1/2 squat, ad una di tipo balistico come nel
1/2 squat jump, allora il pattern di reclutamento classico (Principio di Hennemann e coll., 1965), non
viene osservato. Come mostrato nella Figura 2.7, l'attività elettrica osservata durante la prestazione di 1/2
squat jump eseguiti con carichi leggeri (da 0.5 a 1.5 volte il peso del corpo), che corrispondono all'incirca
al 30,40 e 50% del CM, manifesta valori altissimi. Prendendo come riferimento la MIF, l'attività
mioelettrica nello squat Jump (SJ) supera addirittura il 200%. Questi valori non dovrebbero sorprendere,
tenuto conto che le prestazioni di SJ sono connesse alla percentuale di fibre veloci presenti nel vasto
laterale (Bosco e Komi, 1979). Una elevata attività mioelettrica nello SJ si può spiegare con un
reclutamento massiccio di unità motorie fasiche, che manifestano un potenziale d'azione molto più
elevato di quelle toniche.
1.2.1.2
Le basi fisiologiche dell’allenamento della Fmax e della FDDM
Una disamina dei processi biologici che sono alla base dello sviluppo della Fmax e FDM ci può aiutare a
capire come l'allenamento pianificato in forma razionale possa indurre stimoli e modificazioni complesse,
del sistema neuromuscolare sollecitato, in modo tale che partendo da un miglioramento dei livelli di FDM
si possano raggiungere progressivi miglioramenti , della forza esplosiva. È un fenomeno, ormai, ben
documentato quello relativo al primo adattamento biologico degli stimoli indotti dall' allenamento della
forza massimale che sono di origine neurale (p.e. Moritani e de Vries, 1980); a questi seguono complesse
trasformazioni ed adattamenti morfologici che conducono all'ipertrofia muscolare (Fig. 3.4). È possibile
che i fattori neurali agiscano a diversi livelli del sistema nervoso centrale e periferico determinando come
risultato finale un 'attivazione massimale delle varie unità motorie coinvolte. L’importanza dell’influenza
del sistema nervoso è anche dimostrata, indirettamente, da studi condotti sugli effetti della stimolazioni
elettrica (p.e. vedi Mac Donagh e Davies, 1984; Davies e coll., 1985). I loro risultati hanno dimostrato
che la somministrazione di 80 contrazioni tetaniche della durata di 10s ciascuna prodotte da stimolazione
elettrica, non indusse nessun miglioramento della forza, indicando che l'attivazione volontaria del SNC
deve essere presente per poter provocare miglioramenti sostanziali dello sviluppo della massima forza
volontaria.
Figura 3.4 – L’ incremento di forza massimale ottenuta durante l'allenamento è presentata in funzione della percentuale di contributo apportata
da fattori neurogeni (O) e da modificazioni morfologiche «ipertrofia" (•) in braccia allenate e in quelli contro laterali non allenati per giovani
(a) e vecchi (b) (da: Moritani e de Vries, 1980).
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Occorre ricordare che tra i fattori di natura neurogena quello che subisce i primi adattamenti
all'allenamento di forza massimale è quello relativo al reclutamento di nuove unità motorie.
Successivamente migliora la capacita di reclutamento temporale, cioè vengono reclutate nel medesimo
tempo un numero sempre più largo di unità motorie, ed infine migliora la capacità di emettere impulsi di
stimolo ad alta frequenza. Quest'ultimo adattamento, in contrasto al fatto che occorre un periodo di tempo
molto lungo prima che si producano adattamenti stabili, si perde velocemente in mancanza di allenamento
(Sale, 1990). Pertanto dopo un primo periodo in cui si verifica un miglioramento della forza massimale,
dovuto a fattori neurogeni che include un miglioramento della coordinazione inter ed intra muscolare,
avvengono dei processi di trasformazione ed adattamento morfologico. Infatti l'ulteriore miglioramento
che segue viene sostenuto da un aumento della sezione trasversa del muscolo (Ipertrofia) (vedi Fig. 3.5
da: Sale, 1988). Raggiunto il culmine dello sviluppo naturale della forza, solo procedimenti molto
pericolosi per la salute che possono provocare p.e. cancro al fegato, alla vescica ecc., possono migliorare
ulteriormente i livelli raggiunti, attraverso l'uso di ormoni steroidei. L'incremento della sezione trasversa
del muscolo, che si verifica generalmente nell'uomo che si allena con i mezzi tradizionali (bilanciere,
pesi, ecc.), è determinato solamente da un incremento della componente contrattile del muscolo e da un
aumento del tessuto connettivo interstiziale (p.e. Mac Dougall, 1986), (Fig. 3.6). Pertanto fino a quando
non saranno presentate evidenze scientifiche più rilevanti, è da escludere, come suggerito da qualche
autore, un significativo aumento delle fibre muscolari (iperplasia), tranne che nei casi in cui vengono
sostituite fibre necrotiche.
Figura 3.5 - Rappresentazione schematica dei relativi ruoli di adattamento neurale e morfologico all' allenamento di forza massimale. Nella
prima fase di allenamento si nota una fase predominante di adattamento neurale. Questa fase è stata studiata nella maggior parte delle ricerche
pubblicate nella letteratura internazionale. Lavori sperimentali che sono stati protratti per lungo tempo mostrano un successivo adattamento
miogeno e lo relativa ipertrofia (modificato da: Sale, 1988).
1.2.1.2.1
Adattamenti e modificazioni indotti dell’allenamento della FMax
Adattamenti e modificazioni indotti dall'allenamento della Fmax o con carichi massimali sono copiosi
nella letteratura internazionale. Sono stati riportati miglioramenti della Fmax utilizzando metodi e principi
completamente differenti fra loro e spesso anche in contrasto. Generalmente sono stati riportati
miglioramenti della Fmax dell'ordine dello 0.1 fino al 3% della Fmax al giorno. (p:e. vedi Costill e coll.,
1979 vs Thorstensson e coll., 1976),
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Figura 3.6 - Modello delle
variazioni
morfologiche
che
avvengono
come
risposta
all’allenamento della forza massima
e dell' immobilizzazione. Con
l'allenamento lo sezione trasversa
delle miofibrille aumenta in
proporzione diretta all'incremento
della dimensione e del numero (a).
Con l’ immobilizzazione lo sezione
delle fibre decresce in proporzione
alla sezione delle miofibrille (b). E’
stata suggerita una moltiplicazione
di fibre indotte dall' allenamento in
alcune specie di animali, però
nell’uomo ciò è molto difficile che
possa succedere (c) (da: Mac
Dougall, 1986).
durante periodi di allenamento di 24-30 giorni, con miglioramenti varianti tra il 10-30 % della Fmax:
Inoltre non è stato ancora scientificamente provato quale sia il miglior regime di lavoro: concentrico,
eccentrico o misto. Utilizzando tre regimi differenti di allenamento, Häkkinen e Komi ,1981, osservarono
miglioramenti simili, dopo 12 settimane di allenamento (Fig. 3.7). In contrasto Komi e Burskik (1972)
osservarono che allenamenti in regime eccentrico producevano modificazioni più marcate di quelli
ottenuti in regime isocinetico. Considerando l'enorme mole di risultati offerti dalla letteratura
internazionale, saranno presentati solo alcuni studi in cui sono state evidenziate modificazioni di origine
neurogena e miogena indotte da allenamenti di Fmax. Innanzi tutto occorre ricordare i classici studi
condotti da Moritani (1981), in cui venne osservato un parallelo incremento della forza con quello
dell'attività mioelettrica (Fig. 3.8).
Figura 3.7 Variazioni in percentuale della Fmax dopo 12 settimane di allenamento eseguito in regime di lavoro concentrico (x) ed eccentrico (•)
(da Häkkine e Komi, 1981).
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Figura 3.8 _ Variazione temporale della Fmax e dell' attività mioelettrica osservata nei muscoli flessori del braccio. Nel pannello di destra i
valori di forza e di attività mioelettrica sono presentati in funzione delle settimane di allenamento (da: Montani, 1981).
Nella figura si osserva pure (pannello di destra), che gli incrementi più elevati sia di forza che di attivazione mioelettrica si sono verificati nelle prime settimane di allenamento. Un' altra interessante ricerca è
stata presentata da Häkkinen (1986), in cui si dimostra che l'allenamento di Fmax aveva indotto un
incremento della sezione delle fibre veloci e non delle fibre lente (m. vasto laterale) dopo 12 settimane di
lavoro eseguito da atleti maschi (Fig. 3.9). Proseguendo per altre 12 settimane lo stesso tipo di
allenamento non erano stati riscontrati ulteriori incrementi. L'analisi dettagliata di questi studi ci deve
suggerire alcune riflessioni
Figura 3.9 - Valori medi delle sezioni trasverse delle fibre lente (ST) e veloci (FT) del muscolo vasto laterale di atleti impegnati per 24 mesi di
allenamento di Fmax. Si nota un incremento dell' area della FT solo per le prime 12 settimane ed un successivo livellamento, mentre non sono
state osservate modificazioni strutturali delle ST (da: Häkkinen 1986).
di ordine teorico e pratico. Innanzi tutto il miglioramento delle proprietà neurogene si ottiene solo nelle
prime settimane di allenamento di Fmax. Proseguendo il lavoro, si determinano modificazioni di natura
morfologica specialmente nelle ST, solo se vengono utilizzati sistemi di allenamento che prevedono
poche ripetizioni e molte serie, con recuperi completi fra le serie. Nel caso di soggetti non allenati i
miglioramenti e le modificazioni di natura neurogena e miogena risultano essere molto più pronunciati.
Dopo otto settimane di allenamento di Fmax, svolto da non atleti, furono riscontrati incrementi elevati di
attività mioelettrica negli estensori del ginocchio. Proseguendo l'allenamento per altre otto settimane, i
miglioramenti di natura neurogena diminuirono, mentre furono osservati marcati aumenti delle sezioni
trasverse di fibre e anche di ST (Häkkinen e coll., 1981, vedi Fig. 3.10). In soggetti non allenati (Fig.
3.11) l'allenamento di Fmax provoca miglioramenti molto più elevati di quello che si verifica in atleti ben
allenati (Häkkinen 1985). Questo fenomeno è stato attribuito al miglioramento della coordinazione inter
ed intramuscolare, che favorisce, in soggetti non allenati, una esecuzione migliore degli esercizi e dei test
(Rudford
and
Jones,
1986).
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1.2.1.3
Effetti dell’allenamento sulla Fmax
La letteratura internazionale è ricchissima di lavori in cui si dimostra l'incremento della forza dopo
allenamenti eseguiti in forma sistematica. Questi miglioramenti non sono costanti per tutti, ma si
riscontrano valori completamente differenti tra diversi autori. Oltre che a dipendere dalle differenze
oggettive presentate dai soggetti studiati dipendono dal fatto che i metodi di lavoro, la durata degli
allenamenti, il tipo di allenamento, ed infine i test utilizzati per la verifica di questi miglioramenti non
sono stati mai simili.
Figura 3.10 _ Variazione dell' attività mioelettrica dopo 16 settimane di allenamento. Nelle prime otto settimane si nota un marcato incremento
di attività, che è seguito da una drastica riduzione (A). In B si osservano le variazioni della sezione trasversa delle fibre lente e veloci del m.
vasto laterale. Per le prime otto settimane l'incremento dell' area non è molto pronunciato. Proseguendo con l'allenamento, incrementi
significativi si notano nei due tipi di fibre (da: Häkkinen e coll. 1981),
Figura 3.11 Incremento della F max osservato in atleti (o) non atleti (
) dopo 24 settimane di allenamento. Il miglioramento subìto dai non
atleti fu di gran lunga maggiore di quello notato negli altleti ( da: Häkkinen e coll, 1985).
Pertanto si è venuta a creare una confusione tale che non risulta semplice avere idee chiare sui fenomeni
connessi con i miglioramenti della Fmax. I miglioramenti ottenuti hanno mostrato valori diversi che
vanno dal 4 al 70% circa (Berger, 1962; Costill, 1979; Wilson e coll., 1993). Nelle Tavole 3.1, 3.2 e 3.3
sono mostrati alcuni di questi esperimenti.
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Tavola 3.1- Sintesi di alcuni studi sulla
forza massimale (da: Kraemer e coll. 1988).
Simboli: A= Autori, S=Sesso; TA = Tipo di
Allenamento (IT = Isotonico); P = Periodo
(settimane' F = Frequenza degli allenamenti
(giorni/settimana): SR = Serie : RP –
Ripetizioni (se=settimane); F = frequenza
degli allenamenti (giorni/settimana) ; M =
Miglioramenti in percentuale dei valori
iniziali.
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Tavola 3.1- Sintesi di alcuni studi sulla
forza massimale (da: Kraemer e coll.
1988). Simboli: A= Autori, S=Sesso; TA
= Tipo di Allenamento (IT = Isotonico);
P = Periodo (settimane' F = Frequenza
degli allenamenti (giorni/settimana): SR
=
Serie
:
RP
–
Ripetizioni
(se=settimane); F = frequenza degli
allenamenti (giorni/settimana) ; M =
Miglioramenti in percentuale dei valori
iniziali.
Tabella 3.3 Sintesi di alcuni studi sulla
forza massimale (da Fleck e coll 1987).
Simboli: A=Autori; S=S Sesso; TA = Tipo
di allenamento (IT =isotonico; Ik=
isocinetico; VR= Resistenza Variabile);
P= Periodo (settimane); F = Frequenza
degli allenamenti (giorni/ settimana); SR =
Serie; rp = Ripetizioni (se= settimana);
M= Miglioramenti in percentuale dei
valori iniziali.
Nonostante la copiosa letteratura ed il forte interesse mostrato dal mondo scientifico internazionale, le
conclusioni che si possono trarre non sono fra le più scontate e chiare. Conoscere che dopo un periodo di
allenamento la Fmax ha subìto un miglioramento, non aiuta a capire quali sono i miglioramenti
neuromuscolari che realmente sono avvenuti. II miglioramento della Fmax è sinonimo di miglioramento
della forza esplosiva? Non sembra proprio! Anzi in alcuni casi potrebbe essere addirittura nocivo. Lo
studio di come le metodiche di allenamento si sono sviluppate, potrebbe aiutarci a capire perché siamo
ancora così indietro rispetto agli altri campi della biologia dello sport.
1.2.1.4
Metodi di allenamento
Senza dubbio il primo ad usare in forma sistematica i carichi di lavoro fu il Capitano dei Marines DeLorm
(1945), infatti introdusse il metodo Piramidale. Il metodo aveva il pregio di poter, anche se in modo molto
approssimato, identificare velocemente il carico da usare. Per esempio usando un carico pari al 75% del
massimale si devono eseguire 5 ripetizioni (Rps) e così via (Fig. 3.12). Successivamente questo metodo
venne migliorato con il sistema delle ripetizioni massime. Questo sistema indica il carico massimo che
può essere sollevato per un determinato numero di volte. Per esempio con 1 RM si definisce l'entità del
carico che può essere sollevato solo una volta.
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Con tale metodo si è cercato di stimare il carico massimo (Cm o Fmax) che può essere sollevato
utilizzando carichi submassimali. Cioè, scelto un carico di qualsiasi entità, si cerca di sollevarlo per il
maggior numero di Rps possibili: per esempio se si riesce ad eseguire 10 Rps, allora quel carico
corrisponde al 61 % del CM. Nella Tavola 3.4 sono mostrati i valori submassimali per identificare il CM
(da: Mac Donagh e Davies, 1984).
1.2.1.5
Ipertrofia muscolare
L'incremento della sezione del muscolo (ipertrofia) è l'espressione visiva e concreta del lavoro muscolare
eseguito in forma sistematica e ripetuta nel tempo. Ciascun esercizio determina il grado di attività dei vari
organi coinvolti, dei diversi tipi di muscoli ed unità motorie reclutate. Il principale percorso
Figura 3.12 - Esempio di allenamento a piramide normale (a), a piramide tronca (b) e a piramide doppia (c).
Tavola 3.4 . I valori corrispondenti alla percentuale del CM (destra) sono espressi in funzione del numero di ripetizioni (RM) (sinistra) che
possono essere realizzate con quel carico (da: Mc-Donagh & Davies, 1984).
metabolico che permette il compimento del necessario lavoro funzionale all'interno di ciascuna cellula
attiva dipenderà anch'esso dalla natura dell'esercizio svolto, come pure l'attività di ogni sistema di
controllo metabolico a vari livelli e l'attività del sistema che regola direttamente le funzioni corporee. Di
conseguenza, l'adattamento organico indotto porterà l'impronta dei vari tipi di esercizi sistematicamente
impiegati nell'allenamento (Fig. 3.13).
A livello delle fibre muscolari, i due tipi più importanti di adattamenti indotti avvengono a carico delle
miofibrille o nei mitocondri. Il primo tipo risulterà da un incremento nel tasso di proteina miofibrillare,
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che conduce ad un aumento dell'area di sezione trasversale delle miofibrille, e pertanto delle fibre
muscolari
(MacDougall
e
coll.,
1977;
Viru
A.
e
Viru
M.,
1993).
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Lo stimolo per generare ipertrofia muscolare dipende dalla resistenza alla contrazione muscolare e dal
numero totale di contrazioni eseguite contro un'elevata resistenza. Di conseguenza, la condizione
principale per l'insorgenza di ipertrofia muscolare è l'esecuzione di esercizi ad elevata resistenza (Fig.
3.14). Gli esercizi di velocità o di forza veloce sono i meno adatti a questo scopo, mentre gli esercizi di
resistenza risultano del tutto inefficaci (Hoppeler H., 1986; Mackova e coll., 1986). L'ipertrofia muscolare
dipende innanzitutto dall'aumento della sezione trasversale delle fibre muscolari veloci (Costill e coll.,
1976; Saltin e coll., 1976).
A seconda dell'esercizio eseguito, l'allenamento della forza indurrà modificazioni nel rapporto forzavelocità del muscolo. L'aumento nella massima forza volontaria risulterà più pronunciato nelle
contrazioni a bassa velocità in risposta ad un allenamento ad alta resistenza. Dopo un esercizio di forza.
Figura: 3.13 Gli effetti specifici degli esercizi di allenamento.
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Figura 3.14 gli stimoli per l’ipertrofia muscolare in vari esercizi.
esplosiva (potenza) si è evidenziato un miglioramento più pronunciato nella parte di curva relativa all'alta
velocità (Coyle e coll., 1981; Hakkinen K., 1989). Queste alterazioni si riferiscono alle modificazioni a
carico della regolazione neurale dei muscoli scheletrici. Bisognerà comunque considerare anche le
modificazioni a carico dei filamenti miosinici e dell'attività del Ca2+ - ATPasi miofibrillare. Questi ultimi
elementi sono responsabili principalmente dell'incremento dell'allenamento di forza nelle fibre
glicolitiche muscolari veloci. Meno pronunciato è l'effetto di un allenamento di sprint o di interval
training. Un prolungato allenamento di nuoto genera un decremento dell'attività enzimatica (Viru, 1993).
Vediamo, così, che l'allenamento induce due diversi tipi di adattamento a carico dell' ATPasi
miofibrillare: uno di questi consiste in un incremento dell' attività enzimatica, che consiste in un rapido
rilascio di energia ad uso della contrazione muscolare a livello di erogazione ad alto potenziale. Il
secondo adattamento viene indotto a seguito di una prolungata esecuzione di esercizi di resistenza. Il
decremento dell' ATPasi può essere considerato condizione essenziale per un utilizzo più vantaggioso
delle riserve di ATP.
I metodi utilizzati per favorire l'ipertrofia sono molti e diversi fra di loro. Sommariamente ne vengono
presentati alcuni, come proposte di uno specialista della forza C. Gamberini (da: C. Gamberini, 1988):
Body building: antesignana delle metodiche della cultura fisica, è un metodo a stazioni, e ha come
obiettivo l'incremento della forza e della massa muscolare. Da un piano iniziale di 40 esercizi ne vengono
selezionati 8-12 o anche più, in funzione delle esigenze del soggetto; il carico è solitamente medio-alto
65-75% e il numero delle ripetizioni è ad «esaurimento» per ogni stazione, il ritmo esecutivo è lento e
controllalo. Per i giovani è bene utilizzare un carico medio-basso 55-65%. Recupero da 2' a 2'30"
«Regressive» (per l'aumento della massa muscolare): dopo un preliminare riscaldamento si caricherà al
95-100% del proprio massimale e si effettuerà l'unica ripetizione possibile; poi procedendo come
descritto si eseguirà sempre ad esaurimento col' 80-90% del massimale, eseguendo il massimo numero di
ripetizioni; si consiglia pertanto di effettuare al massimo 3 «regressive» per seduta di allenamento con un
recupero di 5' fra le serie.
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Ripetizioni forzate: si effettuano le serie con un carico dell'80-90% del massimale, eseguendo il
massimo numero di ripetizioni possibili più altre 2-3 «forzate», con l'aiuto di un partner che collaborerà
solo per lo stretto necessario per eseguire le ripetizioni in più stabilite. Eseguiremo 3 serie con un
recupero fra le serie di 3-3 '30".
Piramidale medio: adatto per atleti più evoluti. Con questa metodica si ricerca un elevato stimolo
neuromuscolare; si procede normalmente come segue: 60% x 7 ripetizioni (salendo non effettuiamo le
ripetizioni ad esaurimento); 70% x 6; 80% x 3; 90% x 1 o 2; 100% x 1 ripetizione, eventualmente si
tenterà anche il proprio nuovo record, oppure si effettuerà una «eccentrica» col 110%: poi a ridiscendere
con le stesse percentuali, ma effettuando le serie ad esaurimento, ovvero 90% x max; 80% x max; 70% x
max; 60% x max. Recupero fra le serie di 3-3 '30".'
Alternanza dei carichi: con carichi variabili dal 70 al 100% del massimale, si eseguono 5-10 serie ad
esaurimento, variando a seconda del carico il tempo di recupero da 2 a 4’ i carichi variano senza un
ordine prestabilito. Es.: 70-100-90-75-80-100-70 %. Si tratta di un buon metodo per massa e forza.
Serie giganti: è una metodica tipicamente culturistica per gli incrementi di massa; si scelgono 48 esercizi
per un singolo (grande) gruppo muscolare, si eseguono con una certa rapidità, effettuando 6-9 ripetizioni,
passando dal primo ai successivi senza recupero. A fine serie un recupero di 3-4’, poi si ripete per 3-5
volte; si lavorerà su un solo gruppo muscolare a seduta.
1.2.1.6
Conclusioni sull’allenamento della Fmax e ipertrofia
Gli allenamenti di forza eseguiti con carichi elevati (70-100% CM) servono per migliorare sia la Fmax
che per incrementare la massa muscolare. Usando poche Rps e carichi molto elevati 1-3 RM, vengono
stimolati tutti i processi coinvolti con il sistema nervoso, mentre lavorando con carichi più bassi (10 RM),
i processi connessi alla sintesi proteica vengono enfatizzati. (Fig. 3.15).
Figura 3.15 - Rappresentazione dei carichi e del numero di Rps utilizzati per migliorare la Fmax o lì ipertrofia (da: Cometti, 1988).
Spesso questi sistemi vengono utilizzati in modo che la fase ipertrofica preceda quella di adattamento e
miglioramento della componente neurogena (Fig. 3.16). In ogni caso occorre ricordare che i carichi
utilizzati non sono mai inferiori al 50% CM, poiché lavorando con carichi inferiori verranno stimolati i
processi neuromuscolari e metabolici connessi alla forza esplosiva ed alla resistenza alla forza veloce.
Dilungarsi sui metodi tradizionali non è opportuno, dato che nei capitoli successivi sarà presentato un
nuovo metodo di allenamento più completo ed efficace che prende in considerazione non solo l'aspetto
quantitativo ma anche quello qualitativo della contrazione muscolare. In ogni caso nella Tavola 3.5, sono
presentati alcuni metodi tra i più diffusi. I carichi di lavoro utilizzati non sono errati, anzi, trovano
conforto nel comportamento neurogeno che caratterizza la contrazione muscolare (vedi questo capitolo).
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Figura 3.16 – Le tappe dello sviluppo della forza negli sport esplosivi (Egger JP, 1991).
Tavola 3.5 . Schema riassuntivo di alcuni metodi utilizzati per migliorare lo Fmax.
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1.2.2
BASI SCIENTIFICHE DEL METODO DI BOSCO PER MIGLIORARE LA FORZA MUSCOLARE
1.2.2.1
La Forza massima
Il metodo di Bosco in conformità con i metodi di allenamento tradizionale prevede, per allenare la Fmax,
carichi che si aggirano dal 70% al 100% di 1 RM. La scelta di carichi così elevati viene suggerita da
principi scientificamente provati e sperimentalmente consolidati. A tale proposito sono stati studiati circa
trenta atleti durante prove di forza eseguite sia in forma isometrica (in posizione di semi accosciata = 1/2
Squat), che in forma dinamica durante l'esecuzione di 1/2 Squat normale e in forma balistica mediante il
1/2 Squat Jump. Oltre a registrare la potenza e quindi la velocità di sollevamento del carico, è stata
registrata l'attività elettromiografica (IEMGrms) dei muscoli estensori delle gambe utilizzando l'
elettromiografo Muscle lab Bosco system® (Ergotest Technology - MA.GI.CA. srl, Roma). I carichi
utilizzati variavano dal 26% al 91 % di 1RM.
1.2.2.1.1
Tensione isometrica
I valori dell'attività IEMGrms registrati durante l'attivazione isometrica dei muscoli estensori delle gambe
con carichi progressivi (bilanciere sulle spalle) sono mostrati nella Fig. 11.1. In questa si nota che, con
l'aumentare del carico, l'attività mioelettrica incrementa quasi linearmente. Questi risultati si possono
spiegare secondo il principio di Hennman (1965), che suggerisce il coinvolgimento delle ST utilizzando
carichi leggeri, a cui segue con l'aumento del carico, un progressivo reclutamento di FTa prima e FTb
dopo, durante attivazioni isometriche o isotoniche realizzate in forma graduale (ramp and smooth), (vedi
Capitolo XV, Fig. 15.5). Nella contrazione isometrica con carichi vicino a 1 RM, anche se vengono
reclutate quasi
Figura 11.1 – I valori dell’attività IEMGrms dei muscoli estensori delle gambe, registrali durante l'attivazione isometrica, 1/2 Squat eseguito
con sforzo submassimale, 1/2 Squat eseguito con sforzo massimale e Squat Jump, sono presentati in funzione dei carichi progressivi utilizzati
(bilanciere sulle spalle) varianti tra il 39% ed il91% di l RM (da: Bosco, CollI e Bonoml, 1995).
tutte le fibre presenti in un muscolo o gruppo muscolare, la frequenza di stimolo delle varie unità motorie
non raggiunge sollecitazioni molto intense. Infatti, la frequenza degli stimoli nervosi che dall'area motoria
(area 4 del cervello) si propaga in periferia nei muscoli attraverso i nervi motori (alfa motoneuroni), oltre
che dall'entità della resistenza esterna (carico da vincere), dipende dal coinvolgimento delle fibre veloci,
che posseggono una capacità di attivazione con frequenze altissime (fino a 100 Hz) ed un potenziale
d'azione molto elevato (vedi Capitolo I).
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1.2.2.1.2
Modulazione della tensione con sforzo sub massimale
Nelle contrazioni isotoniche si possono realizzare due modalità di attivazione: una prevede l'attivazione
eseguita volontariamente con uno sforzo submassimale e l'altra con sforzo massimale. Nelle prove di 1/2
Squat furono eseguite tutte e due le modalità. Come mostrato nella Fig. 11.1, con il carico del 39% di
1RM, l'attività elettromiografica venne fortemente influenzata dalla graduazione volontaria dello sforzo e
quindi dalla velocità di contrazione. Nel caso di sforzo submassimale la velocità sviluppata durante il
sollevamento del carico risultò essere il 60% di quella raggiunta durante lo sforzo massimale. Nello stesso
tempo l'attività lEMGrms risultò, nello sforzo submassimale, essere circa il 70% di quella osservata
durante la massima prova isometrica (come livello di riferimento, per la normalizzazione dei rilevamenti
elettromiografici, è stato preso il carico massimo, sollevato dagli atleti, che si aggirava attorno al 91 % di
1 RM). Durante l'attivazione sub-massimale si nota un progressivo aumento dell' IEMGrms in funzione
dell' incremento dei carichi. Pertanto, quando si producono tensioni volontariamente modulate con
attivazione submassimale, non coinvolgendo tutte le unità motori e (UM) disponibili, si dà la possibilità
alle varie UM precedentemente sollecitate di essere deattivate e quindi sostituite con UM ancora non
affaticate. Questo permetterebbe il recupero delle UM deattivate, che si troverebbero in condizioni
favorevoli a sostenere ulteriori sforzi nella fase finale del lavoro.
1.2.2.1.3
Modulazione della tensione realizzata con lo sforzo volontario massimale
Contrariamente alle contrazioni submassimali, durante sforzi massimali eseguiti in forma isotonica, si
nota (vedi Fig. 11.1) un progressivo aumento dell'attività IEMGrms che si sviluppa parallelo all’
incremento di forza fino a carichi pari al 50-60% di 1 RM. Raggiunti questi livelli di tensione si riscontra
un appiattimento dei valori di IEMGrms fino al carico massimo (91 % di IRM in questo caso). Questo
significa che con carichi varianti tra il 50-60% di 1RM già tutte le UM disponibili in quel muscolo o
gruppo muscolare vengono reclutate. Quindi, reclutate tutte le UM disponibili per ottenere tensione del
60% di 1RM, ulteriori incrementi di tensione verrebbero assicurati da un marcato incremento della
frequenza di stimolo. Ciò significa che le varie UM verrebbero sollecitate con frequenze altissime e
quindi i fattori limitanti la fatica non sarebbero solamente di origine metabolica, ma verrebbero collegati
anche a fenomeni biofisici e neurogeni. Un esempio di tali fenomeni viene fornito dall'attività IEMGrms
registrata con il 78% di 1 RM. Infatti si evidenziano valori completamente diversi a seconda se l'esercizio
è stato realizzato con sforzo submassimale o massimale (vedi Fig. 11.1). Nel primo caso l'entità di IEMG
non raggiunge l'80% del livello massimo (livello di riferimento 91 % di 1 RM in contrazione statica),
mentre nel secondo vengono superati livelli del 120%. Queste osservazioni spiegano come sia possibile
lavorare con carichi elevati (per esempio 80% di 1 RM) con intensità submassimale ed eseguire
facilmente 6-8 ripetizioni. In contrasto, utilizzando il medesimo carico con sforzi massimali non si riesce
a raggiunge le 5 ripetizioni (vedi Capitolo X). Nel caso di sforzi submassimali, il congruo numero di
ripetizioni è assicurato dalla rotazione della varie fibre muscolari reclutate. All’inizio verrebbero
interessate le fibre lente e successivamente le fibre veloci (Fig. Il.2). Un fenomeno simile si verifica
durante esercitazioni di resistenza alla forza veloce (Capitolo VII). Per poter mantenere sempre elevati
gradienti di potenza, che all'inizio viene assicurata prevalentemente dal reclutamento di ST e FTa, durante
e alla fine delle ripetizioni
Figura 11.2 . Rappresentazione schematica del
reclutamento muscolare durante sforzi submassimali
eseguiti con carichi varianti tra il 70% ed il 90% di I
RM. All' inizio delle ripetizioni vengono
prevalentemente reclutate fibre lente (ST) e con il
proseguimento delle ripetizioni vengono interessate
le fibre veloci (FTa, FTb) (da: Bosco 1979, 1993;
Costi Il, 1980; Zatziorsky, 1992).
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Figura 11.3 . La patema meccanica media e l'attività elettromiografica del muscolo gluteo medio e retto anteriore sono presentati in funzione
delle ripetizioni eseguite. Occorre notare che con l'aumentare delle ripetizioni si verifica un leggero decremento della potenza ed un marcato
aumento dell' IEMGrms (da: Foti C, 1996).
vengono coinvolte le FTb. Questi suggerimenti sono sostenuti dai risultati presentati in Fig. 11.3, in cui si
nota che con l'aumentare delle ripetizioni si evidenzia un marcato incremento dell'attività IEMGrms.
Infatti, l'attività elettromiografica, dopo un certo numero di ripetizioni, mostra un marcato incremento che
suggerisce il massiccio reclutamento di FT, che posseggono un elevato potenziale d'azione. Durante
prestazioni eseguite con carichi elevati (p.e. 80% di 1RM) realizzate con contrazioni volontarie
massimali, all'inizio delle ripetizioni vengono sollecitate tutte le UM disponibili nel muscolo attivato. Con
il proseguire delle ripetizioni le FT, non essendo molto resistenti alla fatica, diventano esauste
rapidamente e il proseguimento del lavoro viene assicurato dal massiccio reclutamento di fibre lente (Fig.
11.4). In questo caso si noterà un graduale decremento della potenza sviluppata (Fig. 11.1), ed una
diminuzione dell'attività elettromiografica (vedi Capitolo XIII, Fig. 13.1 a, b).
Figura Il.4 - Rappresentazione schematica del recluto mento muscolare durante sforzi massimali eseguiti con carichi superiori 0170% 1 RM. All'
inizio delle ripetizioni vengono reclutate sia fibre lente (ST) che veloci (FTa, FTb), dopo alcune ripetizioni si nota che le FT vengono
velocemente affaticate (da: Bosco 1979, 1993; Costill, 1980: Zatziorsky, 1992).
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1.2.3
LA FORZA ESPLOSIVA
La capacità del muscolo di sviluppare altissimi gradienti di forza in pochissimo tempo dipende
innanzitutto dal tipo di movimento, dalle condizioni in cui si trova il muscolo prima di eseguire il
movimento (condizioni di riposo, pre-stiramento, statiche), dalle strutture morfologiche dei muscoli
interessati al movimento, dal grado di allenamento del soggetto, dalle caratteristiche neurogene, dalle
condizioni ormonali che il soggetto possiede in quel momento, ecc. Senza dubbio la forza esplosiva è
connessa con la percentuale di fibre veloci che un soggetto possiede. A questo proposito la forza
esplosiva, valutata mediante salto verticale, ha mostrato forte correlazione con le fibre veloci (vedi
Capitolo II, Fig. 2.8). Le capacità di salto hanno mostrato correlazioni positive con le capacità di sprint
(Figg. 4.1 e 4.2).
Dare una definizione rigorosamente scientifica della forza esplosiva che possa soddisfare tutti coloro che
si interessano a questo complesso fenomeno che il muscolo scheletrico è capace di sviluppare, non è
molto facile. Ciò nonostante, dal punto di vista fisiologico la forza esplosiva può essere identificata e
definita in base ai fattori ed agli elementi che contribuiscono alla sua estrinsecazione.
1.2.3.1
Caratteristiche della Forza Esplosiva
Anche se l'esatta natura del meccanismo che governa lo sviluppo della forza esplosiva non è
completamente chiaro, sembra tuttavia che ad influenzare lo sviluppo dello forza in forma esplosiva siano
i seguenti fattori.
1)
2)
Frequenza degli impulsi nervosi che dal cervello arrivano ai muscoli.
Numero delle fibre muscolari a cui vengono inviati i messaggi.
Figura 4.1 Relazione tra SJ e il tempo sui 60 m (da : Bosco, 1981).
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Figura 4.2 – Relazione tra SJ e il tempo sui 20 m (da Häkkinen, 1989).
3)
Influenza dei biofeedback, delle cellule di Renshaw, dei propriocettori (o fusi muscolari), dei
corpuscoli tendinei del Golgi (Golgi Tendon Organs GTO), dei recettori articolari ecc., a livello
spinale e/o sopraspinale.
4)
Tipo di fibre muscolari (Fibre veloci (FT), e/o lente (ST), ed intermedie (FTR), (vedi Capitolo I,
Fig. 1.6).
5)
Dimensione e tensione prodotta da ciascuna fibra muscolare che dipendono rispettivamente dalle
masse e dal peso molecolare della struttura proteica che costituisce la fibra.
6)
Condizioni fisiologiche in cui si trova la fibra muscolare prima che venga sviluppata la forza
esplosiva (stato di riposo, attivo), cioè se il lavoro concentrico o positivo viene eseguito dopo uno
stiramento attivo (lavoro eccentrico) del muscolo o se viene prodotto partendo da condizioni di
riposo.
7)
Stato di allenamento in cui si trova la fibra muscolare: questo interessa sia il comportamento
neuromuscolare che quello metabolico della fibra stessa.
La forza muscolare e la velocità sono create nel corpo e nelle sue parti da moltissimi fattori, che sono di
natura strutturale, meccanica e funzionale. Per capire i principi che governano questi meccanismi è
inevitabile avere una visione globale di come la forza viene prodotta. Pertanto si cercherà di trattare in
forma semplice i concetti fondamentali che governano il muscolo scheletrico ed il modo in cui questo
sviluppa la sua massima efficienza di contrazione.
1.2.3.2
Considerazioni teoriche e pratiche sulla forza esplosiva
Osservando i movimenti fondamentali e basilari di molti sport o dell'attività fisica in generale ci possiamo
subito rendere conto che l'espressione di forza esplosiva di tipo balistico estrinsecata è quella più
fisiologica e naturale. Pertanto calciare un pallone, effettuare una battuta con la mazza da baseball,
eseguire un salto in lungo sono espressioni non rare e di comune pratica che realizzano l'attivazione
muscolare di tipo balistico ed esplosivo.
È interessante notare che dal punto di vista fisiologico l'espressione di forza esplosiva (SJ e CMJ)
coincidono con la massima potenza muscolare sviluppata dai muscoli estensori delle gambe (Bosco e
coll., 1982) (vedi Capitolo I, Fig. 1.9).
La massima potenza muscolare si ottiene generalmente quando la forza si aggira sul 35-40% della
massima forza isometrica (Po) e la velocità di accorciamento è di circa 35-45% della velocità massima
(Vmax) (Hill, 1938).
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1.2.3.3
Considerazioni fisiologiche sulla forza esplosiva e sulla forza dinamica massima
Contrariamente a quanto si possa pensare, alti livelli di forza massimale (Fmax) o FDM non sono
prerequisiti essenziali per ottenere risultati sportivi di prestigio in molte discipline sportive, ad eccezione
di poche specialità agonistiche (p.e. sollevamento pesi). Ciò nonostante, possedere un livello ottimale di
Fmax o di FDM è fondamentale per poter sviluppare gradienti elevati di forza esplosiva (forza veloce,
forza rapida). Tutto ciò è conosciuto empiricamente ed è applicato praticamente da allenatori e
metodologi dell'allenamento nei loro piani di allenamento. Infatti i programmi di lavoro muscolare
prevedono un inizio di stimolo allenante rivolto al miglioramento dei processi biologici che sono alla base
dello sviluppo della Fmax e della FDM, e successivamente una focalizzazione di lavoro specifico sulla
forza esplosiva e su quella speciale. In altri termini, si cerca di incrementare il livello di Fmax e FDM di
stabilizzarne il rendimento, per essere successivamente trasformate in forza esplosiva (forza veloce, ecc.).
Questi processi, fra l'altro complessi, possono essere praticamente realizzati poiché le basi dei fenomeni
che biologicamente caratterizzano lo sviluppo di Fmax e di FDM non sono dissimili da quelli connessi
allo sviluppo della forza esplosiva. Logicamente molti altri parametri e fenomeni biologici sono
completamente differenti: per esempio, la relazione tra la forza e la velocità. E’ proprio compito della
scienza dell'allenamento cercare di trovare le soluzioni migliori, quelle che permettono di trasformare e
trasferire gli adattamenti biologici prodotti dall'allenamento della forza massimale in quelli che sono utili
allo sviluppo di alti livelli di forza esplosiva.
La vecchia metodologia dell'allenamento prevedeva all'inizio di preparazione un periodo di allenamento
rivolto esclusivamente al miglioramento della Fmax (2-3 mesi) e successivamente un periodo di
trasformazione a cui ne seguiva un altro di allenamento di forza speciale. Le nuove concezioni supportate
da esperienze di natura empirica e sperimentale prevedono lavori di forza massimale e di forza esplosiva
nello stesso periodo: all'inizio della preparazione viene enfatizzata di più la Fmax e successivamente
quella esplosiva e la forza speciale (specialmente prima della stagione agonistica).
Una disamina dei processi biologici che sono alla base dello sviluppo della Fmax e FDM ci può aiutare a
capire come l'allenamento pianificato in forma razionale possa indurre stimoli e modificazioni complesse
del sistema neuromuscolare sollecitato, in modo tale che da un miglioramento dei livelli di FDM si
possano raggiungere progressivi miglioramenti della forza esplosiva. È un fenomeno, ormai, ben
documentato quello relativo al primo adattamento biologico degli stimoli indotti dall'allenamento della
forza massimale che sono di origine neurale (p.e. Moritani e de Vries, 1980). A questi seguono complesse
trasformazioni ed adattamenti morfologici che conducono all’ipertrofia muscolare. È possibile che i
fattori neurali agiscano a diversi livelli del sistema nervoso centrale e periferico determinando come
risultato finale un 'attivazione massimale delle varie unità motorie coinvolte.
1.2.3.4
Applicazioni pratiche realizzate su saltatori della nazionale italiana di atletica
Fenomeni collegati sia alla forza esplosiva che a quella massima sono stati recentemente studiati
attraverso uno studio longitudinale eseguito su alcuni atleti della nazionale di atletica leggera. Gli atleti
(sei saltatori) vennero sottoposti a controlli di valutazione funzionale con il test di Bosco durante un
periodo di 135 settimane. Questi atleti si allenavano 3-4 ore al giorno per 8-10 volte settimana e per tutto
l'anno. L'allenamento si basava su esercitazioni di forza massimale, forza esplosiva, forza speciale,
tecnica specifica e velocità (Locatelli, 1986). Nella Fig. 4.3 si può osservare che i valori di SJ vennero
migliorati insieme a quello dello SJ bw con una significatività statistica di P < O,O1 in 12 settimane.
Successivamente la capacità di sviluppare forza esplosiva subì un appiattimento tale che i valori rimasero
stazionari o addirittura subirono leggeri decrementi. In contrasto la FDM continuò un progressivo
incremento fino alla fine dello studio. Una spiegazione plausibile potrebbe essere data dall'influenza
positiva esercitata da adattamenti neurogeni sia sulla Fmax che sulla forza esplosiva.
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Figura 4.3 : Sollevamento del centro di gravità registrato durante valutazioni di SJ e di SJbw su sei saltatori della nazionale italiana di atletica,
durante il periodo di 135 settimane (da: Bosco 1990, modificato).
Il livellamento della forza esplosiva potrebbe significare il raggiungimento del limite massimo di questa
proprietà fisiologica. Al contrario, il progressivo miglioramento della FDM potrebbe essere stato
provocato dall'influenza esercitata da un aumento della sezione trasversa delle miofibrille che
costituiscono le fibre dei muscoli estensori delle gambe. Tutto ciò, in ogni mondo, deve essere
considerato ed interpretato con la dovuta cautela per la mancanza di dati istologici. D'altra parte molte
ricerche hanno evidenziato un incremento della sezione trasversale delle miofibrille dei muscoli di
soggetti sottoposti ad intensi allenamenti sia di forza massima che di forza esplosiva (p.e. Häkkinen,
1986, vedi Fig. 4.4). Risultati differenti sono stati presentati da Komi e coll. (1982), i quali hanno
evidenziato un incremento della sezione trasversa delle miofibrille appartenenti a fibre sia veloci (FT) che
lente (ST) in soggetti allenati solo con carichi massimali di forza, mentre soggetti sottoposti solamente a
lavori intensi di forza esplosiva ed esercitazioni pliometriche non mostrano nessuna variazione
significativa delle aree miofibrillari. Alla luce di queste considerazioni sembra ragionevole una
scrupolosa valutazione dei carichi di lavoro che si desiderano somministrare allorquando si vuole
migliorare la capacità di forza esplosiva attraverso il miglioramento della FDM. Errati carichi, sia nel
volume che nell'intensità (numero delle ripetizioni, entità del carico ecc.) potrebbero provocare
adattamenti morfologico-funzionali non desiderati e negativi per la prestazione (Bosco, 1985).
Figura 4.4 - Area totale delle fibre lente e veloci del m. vasto laterale osservata durante 24 mesi di allenamento in soggetti sottoposti a carichi di
lavoro di forza massimale (70-100% del max) (n = 11) di forza esplosiva (n = 10) (da: Häkkinen , 1986).
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1.2.3.5
Rilevamenti eseguiti sulla nazionale finlandese di pallavolo
Questi fenomeni sono stati osservati nei giocatori appartenenti alla nazionale finlandese di pallavolo.
Come si può notare nella Fig. 4 5 le capacità di forza esplosiva, rappresentate dallo SJ, CMJ con rincorsa
(simulazione della rincorsa e salto che precede la schiacciata nella pallavolo), mostravano sensibili
miglioramenti dopo otto mesi di allenamento specifico (P < 0,05 - .0,01) m CUI erano stati fra l’altro
eliminati gli allenamenti per la forza massimale ed aumentati quelli di forza esplosiva. Nello stesso tempo
si riscontrò una diminuzione della forza isometrica massima espressa in funzione del peso del corpo.
Figura 4.5- Sollevamento del centro di gravità durante prestazioni di salto verticale con rincorsa e contro movimento (CMJ with run up). SJ,
CMJ e forza isometrica massima espressione in funzione del peso del corpo (MIFIBW) di 12 giocatori di pallavolo della nazionale finlandese
(da: Bosco 1983).
Questo dimostra che non sempre valori alti di Fmax favoriscono lo sviluppo elevato della forza esplosiva.
Se, dopo un periodo di allenamento della forza massima (8-10 settimane) in cui si suppone un
adattamento neurogeno ed un incremento del rapporto delle sezioni trasverse delle FT/ST (Komi e Coll.,
1982), si continua il lavoro con carichi massimali si ha la possibilità di provocare un allargamento della
sezione trasversa delle fibre lente.
Un incremento dell'area delle ST ed un loro continuo reclutamento (condizioni che si creano utilizzando
carichi elevati ed un numero elevato di ripetizioni) possono determinare negativi effetti fisiologici per lo
sviluppo della forza esplosiva.
Non è ancora possibile giungere a delle conclusioni esaurienti e definitive, tuttavia si possono azzardare
delle ipotesi e, perciò, l'esempio che segue può essere di aiuto a chiarire il problema.
Consideriamo due soggetti che cercano di spingere in avanti una macchina con ruote (Fig. 4.6).
Assumiamo che entrambi i soggetti siano vincolati alla macchina e che uno sia molto lento, l'altro molto
veloce.
Inoltre, consideriamo che i due soggetti posseggano differenti velocità massimali di corsa, il veloce corre
10 m x s-1, il lento 5 m x s-1.
Quando iniziano a spingere (condizione A) entrambi contribuiscono a produrre forza che determina lo
spostamento della macchina in avanti. Nella condizione B, entrambi i soggetti possono contribuire a
produrre la forza propulsiva, però il soggetto più lento è in grado di sviluppare meno forza avendo
raggiunto la sua velocità massimale.
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In condizione C, solo il soggetto veloce è in grado di produrre forza propulsiva, mentre il soggetto lento
in questa fase sta frenando il movimento in avanti, e perciò causa il deceleramento del moto della
macchina.
Figura 4.6 - Esempio di produzione della forza sviluppata da fibre lente e fibre rapide durante lo sforzo dinamico e statico. Supponendo che due
soggetti posseggano una diversa velocità massima di corsa, quello veloce di 10 m/s e quello lento di 5 m/s, quando cominciano o spingere
(condizione A) contribuiscono ambedue a produrre forza, che sviluppa lo spostamento in avanti (da Bosco 1983).
Supponiamo che entrambi i soggetti aumentino il loro peso muscolare, così come avviene quando carichi
pesanti vengono utilizzati in programmi di allenamento producendo un ampliamento dell'area delle fibre
muscolari. Nel momento in cui iniziano a spingere, come si vede nella condizione A, i due soggetti
dovrebbero aumentare la loro forza propulsiva; ma tuttavia, nella condizione C, anche se da un lato il
soggetto veloce avesse maggiori possibilità di sviluppare forza ed elevata velocità, il soggetto lento
incrementerebbe il suo effetto negativo perché l'ingrossamento della sua massa corporea aumenterebbe,
per questo motivo, i sovraccarichi che poi il soggetto veloce dovrà spingere in avanti. Quindi, la velocità
massimale che può essere sviluppata da entrambi i soggetti, prima e dopo l'allenamento non è cambiata
perché l'effetto positivo ottenuto dal soggetto veloce con l 'allenamento viene annullato dal carico
suppletivo negativo rappresentato dal soggetto lento.
La tesi di Bosco è sostenuta anche da un famoso esperto russo Y. Verkhoshansky (1981 ), il quale ha
dichiarato che nelle specialità di forza veloce un carico elevato di forza influenza negativamente il valore
reale della capacità di un soggetto a produrre forza esplosiva, rapidità di movimento ed il meccanismo
della loro regolazione. Una relazione così negativa non viene presa in molta considerazione per la
preparazione multilaterale di atleti di medio livello, ma diventa importante negli atleti di elevato livello.
Se non si provvede ad eliminarla, essa non può condurre, negli anni, ad alcun miglioramento.
Dal punto di vista fisiologico, ciò significa che, se vengono attuati programmi di allenamento con carichi
pesanti per un lungo periodo, si provoca un processo di adattamento sia nelle fibre veloci sia nelle fibre
lente, e perciò ogni qualvolta si eseguono movimenti veloci o lenti, pare che venga coin-volto il
reclutamento di entrambi i tipi di fibre. Ed è probabile che ciò avvenga poiché durante il programma con
carichi pesanti, il lavoro viene prodotto grazie al contributo dei due tipi di fibre. Sembra, quindi, che il
processo di adattamento da parte dei due tipi di fibre allo stimolo dell'allena-mento, che utilizza un
modello di attivazione concomitante di entrambi i tipi, abbia un comportamento meccanico quasi uguale.
Tuttavia, non viene provocato alcun effetto negativo quando si esegue un movimento lento ed i due tipi di
fibre vengono reclutate.
Purtroppo, sembra che in un movimento veloce il coinvolgimento delle fibre lente (ST) abbia un effetto
deleterio sulla prestazione. Perciò non è impensabile assumere che aumenti della velocità di
accorciamento possano determinare, da parte delle ST, una diminuzione della loro velocità ottimale ed
esattamente la reazione contraria per le fibre FT (Fig. 4.7).
Una spiegazione possibile dell'effetto deleterio prodotto dalle ST durante un movimento balistico veloce
risiede nel fatto che il lungo tempo di lavoro del ponti actomiosinici delle ST provoca un accorciamento
più lento (Barany et a1., 1967). I ponti actomiosinici possono quindi opporre resistenza
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Figura 4.7 - Esempio della relazione forza velocità nei tipi lenti e rapidi (Bosco), 1983.
ad un accorciamento continuato qualora la velocità di accorciamento sia tanto elevata da non permettere
loro di avere il tempo sufficiente per rompersi prima che se ne formino di nuovi (Woledge, 1968).
Alla luce di queste considerazioni, è consigliabile perciò, prima di attuare un programma di allenamento
con pesi, di prestare molta attenzione al fatto che carichi pesanti rappresentano stimoli intensi per lo
sviluppo e l'allargamento di entrambi i tipi di fibre. Quindi, se da un lato il miglioramento della struttura
morfologica delle fibre veloci potrebbe rappresentare l'adattamento biologico ideale allo stimolo
dell'allenamento, il concomitante miglioramento delle fibre lente e l'allargamento della loro area
provocherebbero un effetto decelerante durante la contrazione veloce del muscolo, per cui si potrebbe
annullare il contributo positivo delle fibre veloci. Questa osservazione mette in risalto il carattere di
«specificità» dei programmi di allenamento e suggerisce che gli effetti dell' allenamento dovrebbero non
solo migliorare le proprietà fisiologiche degli atleti, ma anche evitare di provocare un effetto
concomitante negativo sulle altre funzioni biologiche (Fig. 4.8).
In ogni caso fra tutti gli adattamenti e le modificazioni indotti dall'allenamento con carichi massimali,
quelli che si avvicinano alle qualità neuromuscolari fondamentali per lo sviluppo della forza esplosiva
sono da studiare con attenzione particolare. Infatti, le capacità di sviluppo della forza esplosiva e della
forza massima presentano non poche caratteristiche comuni. In Tavola 4.1 sono presentati i fattori di base
di tutte e due le espressioni di forza, e quelli indicati da A, B, C, D, E sono comuni. Questo suggerisce
che quei fattori comuni, migliorati con allenamenti di forza massima, potrebbero influenzare
positivamente un miglioramento della forza esplosiva. Le proposte suggerite da Bosco (1992), presentate
nella Tavola 4.1, sono fortemente suffragate dalle ricerche di Häkkinen e coll. 1985a, b, che hanno
dimostrato come allenamenti specifici di sola forza esplosiva, determinarono il miglioramento della
relazione Forza-Tempo registrata in condizioni isometriche. Questi miglioramenti furono determinati da
un incremento marcato dell'attività elettrica nella fase iniziale. In contrasto le registrazioni della relazione
Forza-Tempo in atleti allenati con forza massimale, hanno evidenziato un incremento della forza e
dell'attività elettrica solo nella parte finale della curva F- T.
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Figura 4.8 - Relazioni tra la
forza ed il tempo registrate in
condizioni di riposo in atleti
allenali
solo
con
forza
esplosiva (sinistra) e forza
massima
(destra).
L’
allenamento di sola forza
esplosiva,
determinò
un
incremento
marcato
dell'
attività elettrica e della forza
nella fase iniziale. In contrasto,
gli atleti con forza massimale ,
subirono un miglioramento
della forza e dell' attività
mioelettrica solo nella parte
finale della curva F-T (da:
Häkkinen 19850. b ripresa da
Sale. 1988).
Tavola 4.1 - Fattori principali
che
costituiscono
le
caratteristiche basilari delle
funzioni
neuro-muscolari
predisposte allo sviluppo della
forza esplosiva e della forza
massima, Gli asterischi (*)
denotano
il
livello
di
importanza (Bosco).
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1.2.3.6
Osservazioni sui rilevamenti condotti negli atleti della nazionale italiana di sci alpino
Il comportamento della FDM e quello della forza esplosiva, non sempre seguono schemi e modelli validi
per tutte le discipline sportive delle quali queste qualità rappresentano la struttura portante su cui viene
costruita l'esercitazione tecnica specifica. Risultati a dir poco sorprendenti sono stati recentemente
osservati studiando gli atleti della nazionale italiana di sci alpino (Bosco C, Cotelli F, Mognoni P, 1990).
Come evidenziato nella Fig. 4.9, le capacità di forza esplosiva e forza dinamica massima seguono un
decorso parallelo alle esercitazioni di forza massima ed esplosiva realizzate durante la preparazione estiva
all'asciutto (in palestra). Nel primo mese di allenamento si determinò un marcato miglioramento dello SJ
e di SJbw (P < 0.01-0.001) (periodo giugno-luglio), che venne seguito da un assestamento di quelle
proprietà fino al mese di novembre. Successivamente, cioè nel periodo che coincise con il periodo delle
competizioni (inizio della stagione agonistica nel mese di novembre), in cui non vennero utilizzati
sistematicamente carichi di lavoro massimali, si verificò
Figura 4.9 - Sollevamento del centro di gravità dello SJ e dello SJbw misurato durante una stagione agonistica sugli atleti della nazionale
italiana di sci alpino (da Bosco C. Cotelli F, Mognoni P, 1990)
un imprevedibile miglioramento sia dello SJ che di SJbw. In mancanza di stimoli specifici sulla Fmax ci
si aspettava un livellamento se non addirittura un decremento dei valori di SJbw. Pertanto si può dedurre
che gli stimoli indotti dalle esercitazioni di natura tecnica e dalle gare sono così potenti da determinare
ulteriori adattamenti biologici che favoriscono un miglioramento della FDM e della forza esplosiva.
Senza dubbio, le sollecitazioni meccaniche a cui sono sottoposti i muscoli estensori delle gambe durante
la competizione sono estremamente elevate. Inoltre, la durata e l'intensità degli stimoli provocati durante
una gara sono più lunghi e più marcati di quelli che vengono determinati durante il lavoro di
muscolazione massimale realizzato in palestra. Il periodo di tempo in cui vengono provocate fortissime
sollecitazioni neuromuscolari durante una gara (90-120 sec.) non è inferiore alla somma totale del tempo
necessario a sollevare per 150 volte un bilanci ere di 150 kg. (Bosco, 1985, 1992 c).Questo significa che
le esercitazioni tecniche e le gare, oltre a determinare stimoli specifici (coordinazione, equilibrio ecc.),
riescono addirittura a provocare ulteriori sollecitazioni capaci di incrementare i livelli di FDM e di forza
esplosiva.
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1.2.3.7
Aspetti fisiologici e considerazioni pratiche sul lavoro di forza
Come già sopra accennato occorre ricordare che il tempo effettivo in cui vengono sollecitati i processi
neuromuscolari durante il lavoro di forza massimale è molto breve. Misurando il tempo di esecuzione di
ogni esercitazione muscolare realizzata con carichi che variano dal 30 al 70% della Fmax si hanno tempi
che variano da 350 ad 800-900 ms (Fig. 4.10), che in una seduta completa non riescono a raggiungere i 23 minuti di lavoro reale. In ogni caso le esercitazioni con carichi bassi (30-40% della Fmax) se vengono
eseguite con il massimo sforzo stimolano il sistema nervoso con la stessa intensità di quando si solleva un
carico massimale 100% della Fmax. L'unica differenza che esiste tra le due esercitazioni non è l'intensità
dello stimolo ma la durata. Usando Fmax, il tempo di stimolo può raggiungere 0.8-0.9 sec, mentre nei
salti raggiunge appena 0.3 sec (Fig. 4.11). È proprio una sollecitazione protratta per lungo tempo che
favorisce processi di adattamento biologico più duraturi e più elevati. Infatti sembra che il sistema
nervoso non abbia la capacità di sostenere, per lungo tempo, l'emissione di elevate frequenze di stimolo
ad altissime intensità.
Figura 4.10 - Variazione
temporale della forza registrata
su pedana dinamometrica (asse
verticale) durante le esecuzioni
dei movimenti balistici: 1/2 squat
con bilanciere sulle spalle e
senza (da: Bosco. dati di
laboratorio non pubblicali. 197879).
Figura 4.11 - Attività elettromiografica
registrata nei muscoli estensori del
ginocchio (quadricipite femorale) durante
l'esecuzione di uno Squat Jump. 1/2 Squat
con un carico pari al 50% e con un carico
pari al 250% del peso corporeo. Si
evidenzia come nello Squat Jump l'entità
dell’attivazione mioelettrica è di gran lunga
maggiore di quella che si ottiene in
prestazioni di 112 squat. Nello stesso tempo
si può notare che la durata dello stimolo,
nello Squat Jump, è solo il 40% di quello
che si registra nel 1/2 squat eseguito con
sovraccarico del 250% del peso corporeo
(da: Bosco e coll .. 1996).
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Occorre considerare che il miglioramento della forza massimale può avvenire solo rispettando i seguenti
principi:
a) il carico di lavoro deve essere progressivo, non può essere inferiore al 70% del carico massimo
(CM) e deve essere eseguito per non meno di 2-3 volte la settimana e protratto per almeno 6-8
settimane (p.e. Sale, 1988);
b) allorquando si pensasse di utilizzare carichi inferiori al 70% del CM, verrebbero prevalentemente
reclutate fibre lente e nel caso di attivazione di fibre veloci, la frequenza di stimolo sarebbe bassa
(Bosco e coll., 1996);
c) un allenamento settimanale non garantisce lo stimolo sufficiente a determinare modificazioni
biologiche significative e permanenti (Atha, 1981);
d) il miglioramento della forza massimale favorisce la perdita di elasticità che a sua volta viene
fortemente inibita durante l'attività muscolare svolta nei campi da gioco erbosi (vedi i calciatori,
Bosco, 1993);
e) gli effetti indotti dall'allenamento della forza massimale sono più pronunciati in soggetti non
allenati che in atleti evoluti. In questi ultimi per indurre miglioramenti effettivi occorre
pianificare allenamenti specifici e mirati. Non rispettare i principi (b - d) sopra enunciati,
significa non indurre e adattamenti biologici significativi tali da poter classificare gli esercizi
eseguiti come Allenamenti di Forza Massimale (AFM). In questo caso sarebbe più corretto
parlare di Muscolazione Generale. Questa attività, d'altra parte, è necessaria per tenere in
equilibrio i muscoli impegnati sia nella locomozione sia per svolgere azioni tecniche di gioco
(p.e. adduttori, abduttori, glutei, dorsali, addominali ecc.). Occorre ricordare che forza e velocità
sono create dalle stesse strutture muscolari. Lo stimolo nervoso che raggiunge i muscoli attiva i
ponti di actomiosina i quali, scivolando l'uno sull'altro provocano la contrazione. Una analisi
dettagliata delle varie espressioni di forza (vedi Tavola 4.1) ci mostra caratteristiche neurogene
comuni tra la forza esplosiva e la forza massima (Fmax). Infatti le due espressioni di forza, che
presentano fortissimi collegamenti di attivazione nervosa, potrebbero verosimilmente
rappresentare le basi delle capacità di transfert della Fmax sulla capacità di forza esplosiva. Il
miglioramento della Fmax avviene prima con adattamenti e modifi-cazioni di origine nervosa e,
successivamente, seguono complesse trasformazioni e mutamenti morfologici che conducono all'
ipertrofia muscolare. E’ possibile che i fattori neurali agiscano a diversi livelli del sistema
nervoso centrale e periferico. Questo determina come risultato finale un'attivazione massimale di
tutte le fibre muscolari. Ciò significa avere la possibilità di stimolare istantaneamente un
altissimo numero di fibre muscolari che, in definitiva, sono quei processi che determinano la
forza esplosiva. Gli adattamenti neurogeni, inoltre, migliorano la coordinazione intra ed inter
muscolare che conduce ad un risparmio di energia metabolica, oltre che all'incremento della
velocità di esecuzione di un movimento. Studi condotti su atleti, avevano indotto a pensare che
l'allenamento della Fmax determinasse un migliora-mento del sistema di reclutamento delle varie
fibre muscolari. Pertanto, essendo questo collegato alla forza esplosiva (FE) ne avrebbe favorito
un miglioramento. Queste connessioni tra la Fmax e la FE sono state per lungo tempo considerate
gli unici collegamenti biologici tra la Fmax e la FE. Per tale ragione, in molti sport individuali, in
cui la velocità di esecuzione diventa fattore indispensabile per la riuscita della prestazione (p.e.
atletica leggera, sci alpino, pugilato, ecc), si cerca di migliorare la forza esplosiva sia con
metodologie dirette che attraverso il miglioramento della Fmax. Il pensare che il miglioramento
della forza esplosiva fosse collegato solo al miglioramento della componente neurogeni (vedi
Tavola 4.1) aveva scoraggiato l'idea di altre connessioni, specialmente di natura endocrina. Solo
recentemente (Bosco, 1993; Bosco e coll., 1995), studiando il comportamento muscolare di
uomini e donne, hanno evidenziato un fattore di fondamentale importanza per lo sviluppo della
forza esplosiva. Questo fattore è da collegarsi ali 'effetto prodotto dall' ormone sessuale maschile
il "Testosterone" sul comportamento del muscolo scheletrico dell'uomo. Fino a ieri si pensava che
il testosterone, oltre a possedere una funzione determinante nel meccanismo della pubertà,
svolgesse anche un'azione anabolizzate. Cioè il testosterone è stato considerato (erroneamente)
quale ormone tipicamente anabolizzante. Infatti, anche se il testosterone favorisce l'incremento
della sintesi proteina gli effetti biologicamente più importanti per accelerare i processi anabolici
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sono prodotti dalle somatomedine e dall' ormone della crescita (p.e. Kramer, 1992; Bosco, 1993).
Inoltre l'effetto del testosterone arbitrariamente viene connesso allo sviluppo della forza
muscolare. Tutto ciò non solo non corrisponde a verità, ma induce molti allenatori a conclusioni
completamente errate. Il fatto che l'effetto del testosterone non abbia nessuna relazione con la
forza massimale, viene dimostrato dal fatto che allorquando questa viene espressa in funzione del
proprio peso, non si riscontra nessuna differenza fra uomini e donne (Bosco e coll., 1995, 1996),
mentre la concentrazione sierica dell'ormone sessuale maschile è circa 10 volte maggiore
nell'uomo rispetto alle donne. Se fosse connesso allo sviluppo della forza, si dovrebbero
osservare differenze marcate fra maschi e femmine, come si osservano per lo sviluppo della
velocità e la forza esplosiva. Infatti, sembrerebbe che l'effetto biologico del testosterone agisca
prevalentemente sulla velocità dei movimenti (vedi capitolo: Ormoni).
1.2.3.8
Metodiche per lo sviluppo della forza esplosiva
• Esercitazioni con carichi submassimali, 20-30% del carico massimo (CM) del tipo RM
(ripetizioni massime), piramidale o contrasto alla massima velocità;
• esercitazioni con carico medio non superiore al 50% del max realizzate sempre alla massima
velocità consentita dal carico (ripetizioni non più di 10-12), secondo la faticabilità del soggetto e
la percentuale di FT;
• esercitazioni di tipo esplosivo a carico naturale o con leggero sovraccarico, salto in lungo da
fermo, salto triplo da fermo, breve corsa in salita (10-20 m), corsa balzata su scalini, salti ripetuti
sul posto ecc.
A titolo di indicazione generale vengono presentate alcune tra le esercitazioni più comuni utilizzate per
migliorare la forza esplosiva di costruzione generale (Figg. 4.12-4.22).
• Salti in accosciata (Fig. 4.12) con bilanciere sulle spalle (40-50% peso del corpo). Il tronco resta
eretto e le gambe flesse (angolo fra coscia e tibia a 130° -140°). Il salto viene eseguito con rapida
e simultanea estensione di caviglia e ginocchia. L'enfasi è sulla piena ed attiva tensione di queste
ar-ticolazioni.
• Salita a gambe alternate (Fig. 4.13) (30-40% bw). Il piede poggia sulla panca in modo da formare
un angolo di 90° fra la tibia e la coscia. L'intensità pur essere aumentata ambiando l'altezza
verticale della panca, per esempio salendo gradini di una scala (l'angolo fra coscia e tibia è di l
20° -130°). E essenziale la completa estensione degli angoli della caviglia e del ginocchio.
•
Andature con affondo (Fig. 4.14). Viene eseguito sollevandosi sulla punta dei piedi della gamba
di sostegno (in avanti e in alto). Questo esercizio può essere eseguito al posto dei salti a gambe
alternate.
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•
Salti a forbice (Fig. 4.15) (20-30% bw). Viene eseguito spingendo simultaneamente i piedi con
vigorosa flessione ed estensione degli estensori della gamba. L'attenzione dovrebbe concentrarsi
sulla spinta con la punta del piedi.
• Salti da 1/2 squat x 3-5 volte (Fig. 4.16) (40-50% bw). Da 1/2 squat ci si alza rapidamente sulla
punta dei piedi con successivo salto in alto. Sforzarsi di assumere una posizione eretta del dorso
e la massima estensione degli estensori della gamba.
• Salto in verticale a gamba tesa (Fig. 4.17) (30-40% bw). Eseguito con spinta simultanea di
entrambe le gambe con balzo vigoroso in alto. Badare molto alla rapida estensione degli
estensori della gamba e del tricipite surale.
• Corse con la coscia alzata (Fig. 4.18). Da eseguirsi con rapido e alternato scambio delle gambe.
Badare alla completa estensione della gamba di sostegno e la corretta posizione del bacino
relativo alla posizione del punto di spinta. L'esercizio viene eseguito sia da fermo che con lieve
movimento in avanti.
Il numero delle ripetizioni di un solo esercizio con pesi è determinato dal manifestarsi della stanchezza.
Se l'esercizio viene eseguito in stato di stanchezza, ci sarà un miglioramento non della componente
velocità-forza ma della resistenza.
Quando si eseguono gli esercizi di base con pesi è necessario fare attenzione a conservare la tecnica
corretta.
Gli esercizi per lo sviluppo della velocità di contrazione dei muscoli comprendono. Salti in lungo (Fig.
4.19) Balzi multipli (Fig. 4.20) Salti di oggetti (Fig. 4.21) Salti per toccare oggetti sospesi (Fig. 4.22).
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1.2.3.9
Controllo dell’allenamento della Fmax e della forza esplosiva (Indice di Bosco)
A livello cellulare (sarcomero) la tensione sviluppata è funzione della sezione trasversa, mentre la
velocità dipende dalla lunghezza del sarcomero stesso. Se invece si considera l'azione muscolare nella sua
attività in situ, cioè nel suo complesso aspetto neuromuscolare, i fattori e i fenomeni interessati allo
sviluppo della forza e della velocità sono molto più complessi, essendo anche principalmente modulati e
attivati dal sistema nervoso centrale e periferico. Per tale motivo risulta molto difficile valutare, in tutti i
suoi aspetti e quindi nelle sue varie espressioni di forza e velocità, il muscolo che lavora in situ. Infatti,
anche al più volenteroso studioso si pone il problema di come poter confrontare la forza espressa in (N) e
la velocità espressa in (m/s). Ciononostante, il problema è stato risolto (Bosco, 1986) confrontando la
capacità di salto (che può benissimo rappresentare l'espressione massima della velocità di contrazione
degli elementi contrattili dei muscoli estensori delle gambe in condizioni naturali) con l'attività dei
muscoli medesimi quando si deve sollevare un carico pari al peso del corpo del soggetto. La valutazione
delle due espressioni del muscolo : a) massima velocità, b) forza massima ma espressa in forma dinamica,
in questo caso possono essere confrontate in quanto i valori registrati presentano la stessa unità di misura
che può essere o l'altezza di sollevamento o la velocità verticale allo stacco da cui dipende l'altezza di
sollevamento. Questo sistema ha permesso di stabilire quali siano le relazioni tra le espressioni di forza e
di velocità del medesimo gruppo o del singolo muscolo. Si ha così la possibilità di confrontare, e quindi
valutare, se gli effetti di un qualsiasi sistema di allenamento hanno sviluppato e migliorato tutte le
espressioni del muscolo in modo omogeneo o è stata esaltata una proprietà rispetto a un' altra, per
esempio la forza rispetto alla capacità di velocità. Tale fenomeno provocherebbe uno squilibrio all'interno
del muscolo, il che sarebbe molto pericoloso, e quindi diventerebbe necessario riportarlo rapidamente in
condizioni normali.
L'equilibrio, ossia la relazione tra la forza e la velocità, è dato dalla relazione tra la capacità di salto dell'
atleta quando ha un carico sulle spalle e quando effettua un salto verticale senza carico. Se, per esempio,
il valore del SJbw risulta essere di 15,0 cm e quello dello SJ di 45,0 cm, la relazione F/V (forza/velocità)
è rappresentata da SJbw/SJ (cioè: 15/45 = 0,33). Il che significa che l'atleta con un carico pari al proprio
peso corporeo riesce a sviluppare una capacità di salto pari al 33 per cento di quella che ottiene in
condizioni ottimali, quale il salto verticale a piedi pari. Queste relazioni sono state calcolate in molti atleti
che praticano diverse discipline sportive, e quindi è stato possibile stabilire empiricamente quali sono gli
equilibri più soddisfacenti di questi atleti durante il corso di un anno. Tale nuova procedura di controllo
offre la possibilità di stabilire quando e come incrementare o decrementare i carichi di lavoro relativi allo
sviluppo della forza massimale.
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Infatti, se l'equilibrio di una delle due componenti non è rispettato, cioè se prevale una espressione del
muscolo sull'altra, tale relazione viene subito individuata con il test. Suggerendo dove sono stati rotti gli
equilibri interni del muscolo o dei gruppi muscolari, che devono sempre essere rispettati affinché si
possano ottenere miglioramenti e progressi sempre più significativi. In tal modo non esiste più il
problema di decidere quando iniziare e smettere di lavorare con carichi elevati, poiché questo è
automaticamente suggerito dal test. Pertanto, si inizia a lavorare in una certa direzione se quella proprietà
risulta deficitaria, e si finisce di lavorare in forma sistematica una volta raggiunto l'equilibrio. A questo
punto si continua effettuando solo dei richiami e controllando periodicamente le espressioni di forza e di
velocità.
In Fig. 4.23 sono presentati
alcuni valori misurati in maschi
(A) praticanti atletica leggera, si
nota che in assoluto sono più forti
i triplisti mentre nei maratoneti le
caratteristiche di forza in
confronto alla velocità sono
evidentemente modeste. Risultati
non dissimili si trovano nelle
donne (B), che addirittura
mostrano per le sprinter valori
identici agli uomini.
.
1.2.4
PRESTIRAMENTO E FORZA ESPLOSIVA
1.2.4.1
L’effetto del pre-stiramento sul comportamento del muscolo scheletrico
Durante i movimenti naturali, la lunghezza dei muscoli, l'estensione alla quale vengono attivati e la
tensione che essi esercitano, cambiano continuamente. Il rapporto tra la lunghezza del muscolo, la
velocità di stiramento e accorciamento e la frequenza dello stimolo che determina la tensione del muscolo
provocano interazioni che raramente risultano di facile comprensione. È generalmente più facile capire il
comportamento del muscolo quando l'intero corso del movimento è controllato come avviene nello studio
dei preparati del muscolo di animali. Nei movimenti normali, tuttavia, il muscolo raramente si accorcia a
velocità costante; inoltre, in stato di contrazione massimale volontaria, non tutte le unità motorie possono
essere attivate simultaneamente, come avviene durante la stimolazione del muscolo isolato.
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È alquanto complessa la comprensione del comportamento meccanico del muscolo scheletrico quando è
controllato dal sistema nervoso, sulla base di conclusioni scaturite dalla ricerca diretta dei preparati di
muscoli isolati. Ciò nonostante, la maggior parte delle conoscenze fondamentali, necessarie per
interpretare e spiegare la funzione del muscolo e delle sue proprietà meccaniche, è stata acquisita
studiando il muscolo «in vitro». Per confrontare le proprietà peculiari visco-elastiche del muscolo e per
spiegare la sua attività meccanica, si è pensato di considerare il muscolo come una «unità meccanica»
composta da un oscillatore ammortizzante dotato di elementi viscosi ed elastici (Levin et Wyman, 1927;
Hill, 1938). Hill (1949) propose un modello per il muscolo scheletrico che attribuiva le proprietà
meccaniche dei muscoli a 3 elementi: un elemento contrattile attivo che rappresentava i processi
attraverso i quali il muscolo risponde allo stimolo, e due elementi elastici, elementi elastici in serie ed
elementi elastici in parallelo (passivi). Si pensa che questi ultimi risiedano ali 'interno del sarcolemma e
delle fasce (endomisio, perimisio, epimisio) e che vengano posti sotto tensione quando il muscolo (non
elettricamente attivo) viene stirato. Gli elementi elastici in parallelo sono responsabili della forza misurata
in un muscolo rilassato, quando è stirato oltre la sua lunghezza di riposo. Si riteneva che gli elementi
elastici in serie risiedessero principalmente nei tendini e nei fasci tendinei all'interno del muscolo. Ma
A.Y. Hill (1950) suggerì che le proprietà degli elementi elastici in serie potevano risiedere all’ interno
della materia contrattile stessa. A questo proposito, Jewell e Wilkie (1958) scoprirono che circa metà
delle proprietà elastiche in serie del sartorio di rana si trovava nel tendine pelvico, e che l'altra metà era
distribuita lungo le fibre muscolari. Soltanto recentemente, dopo che A.P. Huxley (1957) elaborò la teoria
dello «scorrimento dei filamenti», Huxley e Simmons (1971) furono in grado di dimostrare che la
maggior parte delle proprietà elastiche del muscolo,, si trovava all'interno dei ponti tra la actina e la
miosina (cross-bridges). Anche Ruegg (1971), Rack e Westbury (1974) e Flitney e Hirst (1978)
dimostrarono che una parte delle proprietà elastiche si trovava nella componente contrattile del muscolo.
Negli ultimi tempi si è rivolta sempre maggiore attenzione alle proprietà elastiche dei muscoli, per
l'importante ruolo che esse svolgono nel determinare il comportamento meccanico di quest'ultimi.
Secondo Hill (1950), l'energia meccanica immagazzinata nella componente elastica in serie, poteva essere
utilizzata per produrre una velocità finale più elevata di quella sviluppata dalla materia contrattile stessa
durante l'accorciamento. Cavagna et al. (1965) notarono che lo stiramento di un muscolo attivato
conduceva allo sviluppo di una quantità maggiore di lavoro e ad una altrettanto maggiore estrinsecazione
di potenza durante la successiva fase di accorciamento muscolare. Inoltre, Cavagna e Citterio (1974),
analizzando un preparato di muscolo striato isolato di rana, arrivarono alla conclusione che lo stiramento
di un muscolo attivo modificava temporaneamente le proprie caratteristiche elastiche provocando, da
parte del muscolo, un lavoro più efficace durante la fase successiva di lavoro positivo. Quindi, sembrava
che l'energia elastica venisse immagazzinata durante la fase di lavoro negativo (eccentrico) e poi
parzialmente recuperata durante la fase seguente di lavoro positivo (concentrico). Questa energia
potenziale, tuttavia, poteva essere dispersa sotto forma di calore (Fenn e Marsh, 1935) se alla
concentrazione eccentrica non seguiva immediatamente quella concentrica (Hill, 1961; Cavagna et al.,
1968). Ciò era dovuto al carattere di transitorietà delle variazioni dell'elasticità muscolare, e faceva sì che
un movimento veloce fosse più vantaggioso di uno lento (Cavagna e Citterio, 1974). Il potenziamento
della prestazione muscolare osservato dopo il prestiramento attivo del muscolo, è stato attribuito
all'immagazzinamento ed alla utilizzazione di energia elastica. Questo è stato analizato non solo in studi
condotti su preparati muscolari isolati, ma anche sull'uomo, durante esercizi di salto (Marey e Demeny,
1885; Cavagna et al., 1971; Asmussen e Bon-de-Petersen, 1974a; Asmussen et al 1976; Komi e Bosco,
1978°). È stato anche osservato che sia l’ efficienza meccanica netta sia l' efficienza meccanica
apparente, cal colate su una larga varietà di esercizi effettuati seguendo il modello del ciclo di
stiramento-accorciamento, sono risultate maggiori di quanto previsto dall' efficienza massimale di
trasformazione dell’ energia chimica in lavoro meccanico, durante la fase positiva Perciò, è stato assunto
che parte del lavoro positivo misurato provenga dal riuso di energia elastica immagazzinata negli
elementi elastici in serie precedentemente stirati senza il contributo di energia biochimica.
E’ stato suggerito che ciò può avvenire durante la marcia normale (e. g. Cavagna e Kaneko, 1977), la
corsa (e.g. Cavagna et al., 1964, 1976; Cavagna e Kaneko, 1977; Ito et al.,1983) , durante l'esecuzione di
salti con rimbalzo (Margaria et al., 1963; Thys et al., 1972, 1975; Asmussen e Bonde- Ptersen,1974b) e
negli esercizi di corsa eseguiti con sovraccarichi (Pugh,1971;Lloyd e Zachs,1972, Asmussen e Bonde-
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Petersen, 1974b). Negli studi condotti sui preparati di muscolo isolato le connessioni nervose sono
interrotte, e perciò l'aumento, in termini di prestazione del muscolo scheletrico attraverso un
prestiramento, si può attribuire solamente all’immagazzinamento ed al riuso di energia elastica ed alla
loro influenza sulla componente contrattile del muscolo. D'altra parte, negli esperimenti condotti
sull'uomo, quando il sistema nervoso si presenta integro, parte di questo “potenziamento di prestazione”
ottenibile attraverso il prestiramento, potrebbe essere attribuita ad un potenziamento da riflessi da
stiramento. E’ stato dimostrato che il prestiramento veloce di un muscolo attivato, causa un forte
potenziamento da riflessi da stiramento attraverso la afferente dei fusi muscolari ( e.g. Prochazka et
al.,1977; Gottlieb and Agarwal,1979). E’ possibile che lo stiramento del muscolo attivato nell'uomo causi
anche il potenziamento di riflessi da stiramento attraverso l’arco corticale. Ci sono dei segni che indicano
come questo riflesso possa attuarsi entro circa 40-70 ms dall’ inizio dello stiramento (e.g. lIes 1977;
Gottlieb e Agarwal, 1979; Chan et al., 1978). Quindi, se si esegue un gesto con un movimento molto
ampio l'azione del riflesso cadrebbe nella fase eccentrica del ciclo di stiramento accorciamento. D’altra
parte, se l’ampiezza del movimento è minima ed il suo realizzarsi veloce, la reazione miotatica riflessa
potrebbe avvenire durante la fase di lavoro positivo. Secondo Nichols e Houk (1976) l'azione dei riflessi
miotatici verrebbe aumentata dal fatto che le unità motorie neo reclutate svilupperebbero più forza
trovandosi le fibre muscolari stirate ad una lunghezza maggiore di quella in cui si trovano in condizioni
normali. Tutto ciò fa pensare che i contributi relativi all'azione dei riflessi miotatici sulle proprietà
meccaniche del muscolo possono essere differenti. Quindi, le proprietà visco-elastiche dei muscoli non
sono soltanto capaci di affrontare le perturbazioni esterne (Grillner, 1972), ma sembra che possano agire
adeguatamente in collegamento con quella parte del sistema nervoso da cui dipende la modificazione
interna della produzione di forza muscolare. L’immagazzinamento di energia elastica ed il suo riuso sono
stati studiati precedentemente nel laboratorio di Jyväskyla (Koml e Bosco, 1978a, b) applicando la
metodica di Asmussen e Bonde-Petersen (1974a). Si tratta di effettuare salti verticali massimali su una
force-platform con o senza il previo stiramento dei muscoli estensori della gamba.
1.2.4.2
Considerazioni fisiologiche sul DJ e sui balzi con o senza ostacoli (Bhs) ed applicazioni
pratiche di allenamento
All'inizio degli anni settanta sono state introdotte esercitazioni specifiche indirizzate allo stimolo delle
qualità neuromuscolari denominate esercizi “pliometrici” (Verkhoshansky 1970). Le esercitazioni
classiche di pliometria
Figura 5 1. - Rappresentazione schematica delle funzioni
neuromuscolari interessate durante l'esercizio pliometrico.
L alfa motoneurone (α) che insieme alle miofibrille con cui è
connesso forma l’unità motoria, riceve informazioni
direttamente dal SNC; a livello periferico viene, influenzato
da stimoli eccitatori provenienti da fibre afferenti (la)
intrafusali, . che vengono sollecitate durante lo fase di
stiramento e sollecitazioni inibitorie da parte dei CTO
attraverso gli offerenti (Ib), che dai corpuscoli situati dentro
i tendini raggiungono a livello del midollo spinale il
motoneurone alfa. Non appena II muscolo sviluppa tensione
a causa di una attivazione che può essere concentrica o
eccentrica (dove si può sviluppare maggiore tensione), i
GTO iniziano a mandare impulsi inibitori in modo da
controllare lo stato di eccitazione a cui deve essere
sottoposto il sistema muscolo tendineo per evitare dannose e
pericolose sollecitazioni (da: Enoka R. 1988).
(DJ) e quelle come i balzi fra gli ostacoli, prevedono l'ampiezza limitata dalle variazioni angolari delle
articolazioni interessate. Queste condizioni biomeccaniche sollecitano fortemente l'attivazione meccanica
del tipo stiramento-accorciamento stimolando sia le strutture neurogene che miogene. Forse l'attivazione
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più complessa ed interessante è quella neurogena, in quanto vengono ad essere sollecitate due funzioni in
contrasto fra di loro: una inibitoria (CTG) e l'altra eccitatoria (riflessi da stiramento). L'equilibrio che
viene creato tra gli stimoli eccitatori e quelli inibitori crea le condizioni di realizzazione della prestazione,
che logicamente è sempre sotto il controllo diretto e centrale del sistema nervoso (Fig. 5.1). Le
esercitazioni di DJ, devono essere prima valutate cadendo da altezze differenti, iniziando da valori bassi
fino a raggiungere valori alti; occorre cioè innanzitutto valutare attraverso un metodo empirico qual è
l'altezza di caduta ottimale di ogni soggetto (ACO). Per altezza di caduta ottimale si intende l'altezza
cadendo dalla quale il soggetto riesce ad estrinsecare la migliore risposta neuromuscolare realizzando il
salto verticale più elevato, che generalmente corrisponde alla più elevata risposta di potenziamento del
riflesso miotatico che debbono superare gli stimoli inibitori esercitati dai CTG (Figg. 5.2, 5.3A, B).Studi
eseguiti su soggetti allenati e non, hanno evidenziato che soggetti allenati riescono ad assorbire meglio i
carichi da stiramento rispetto a soggetti non allenati (Fig. 5.4). Successive ricerche (Bosco e Komi, 1982)
evidenziarono che per ogni atleta esisteva un 'altezza di caduta ottimale che gli permetteva di utilizzare
completamente ed interamente le proprie qualità neu-romuscolari (Fig. 5.5). La funzione principale degli
esercizi pliometrici è quella di stimolare le proprietà neuromuscolari provocando sollecitazioni in cui si
sviluppano, in tempi brevissimi, elevatissimi livelli di forza, che vengono manifestati ad altissima
velocità. Tutto ciò può essere realizzato grazie all'attivazione di tipo stiramento- accorciamento che
rappresenta l'attività muscolare di base di quasi tutte le discipline sportive. Nella Fig. 5.6 sono presentati i
parametri di forza e di velocità richiesti in alcune discipline e quelli che si ottengono durante l'esecuzione
di tutte le prove che costituiscono il test di Bosco. Questi includono un larghissimo spettro di
estrinsecazione di forza manifestata con diverse velocità. Come si può notare, la velocità di esecuzione,
per esempio, di un mezzo di allenamento come il 1/2 squat è di gran lunga inferiore a quella con cui si
realizza la corsa. Pertanto gli esercizi di DJ sono fondamentali, affinché si possano creare adattamenti
fisiologici che riflettano con-dizioni biomeccaniche richieste in prestazione. Analoghi andamenti si
manifestano osservando l'accelerazione media (sinonimo di forza media, dato che F = massa x
accelerazione, e la massa non varia essendo rappresentata dal peso del soggetto) sviluppata durante alcune
espressioni fondamentali del movimento presentata in funzione del tempo necessario alla sua
realizzazione (Fig. 5.7). Insieme sono presentati i valori che si registrano nelle prove.
Figura 5.2 - I valori medi dell'attività elettrica integrata dei muscoli estensori dello gamba sono presentati sia per il lavoro eccentrico (zona
tracciata con strisce Trasversali (
) che per quello concentrico (fase di spinta ). La figura mostra i valori relativi al salto da fermo (SJ),
salto con il contromovimento (CMJ), ed in proseguimento di cadute do diverse altezze (DJ: 20-40-60-80 cm). Un potenziamento dell' attività
elettrica, rispetto al massimale rappresentato da/ SJ, si osserva nella fase eccentrica dei DJ da 20 e 40 cm. Senza dubbio cadendo da tali altezze
si creano i presupposti neuromuscolari che conducono ad un miglioramento. Questo incremento di attività si deve attribuire a un intervento dei
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riflessi da stiramento (riflesso miotatico) (da: Bosco e Viitasalo, 1982; Viitasalo e Bosco, 1982). L'innalzamento del centro di gravità è
presentato In percentuale dello SJ nel pannello inferiore.
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Figura 5.3 -Il sollevamento del centro di gravità (CG) è presentato in funzione dell' altezza di caduta durante esercitazioni pliomelriche (A).
Incrementando l'altezza di caduta da 20 fino a 60 cm, lo risposta è positiva e si ha un miglioramento della prestazione. Il carico oltre i 60 Cm è
troppo intenso, pertanto si ha un peggioramento del salto. Questo ci indica che l'altezza ottimale di caduta (BDJ) è Ottenuta a 60 cm. Nel
pannello inferiore (B), viene presentato sia l'andamento della forza che quello dell' attività elettrica dei muscoli estensori della gamba. Un
fenomeno interessante è fornito dall' andamento parallelo dei due parametri. Questo suggerisce che lo diminuzione di forza dipende dal
comportamento funzionale del sistema nervoso centrale e periferico. Infatti a corichi di 400 Nm (= 60 cm), l'attività mioelettrica degli estensori
mostra un miglioramento rispetto al massimale (∆EMG) , suggerendo quindi che i riflessi da stiramento sono intervenuti a potenziare lo stimolo.
Osservando l’attività mioelettrica con carichi sui 600-700 Nm che corrispondono ad altezze di caduta attorno agli 80-100 cm si nota un
abbassamento sia di questa attività che della forza. Questo suggerisce che il potenziamento nervoso provocato dai riflessi da stiramento viene
diminuito. Ciò potrebbe essere stato provocato dall’intervento dei processi inibitori che vengono Stimolati dall' intervento dei corpuscoli
tendinei del Golgi (GTO) quando vengono l'aggiunti livelli rilevanti di forza, che viene trasmessa esternamente attraverso la connessione
muscolo-tendine-osso. I GTO sono predisposti a moderare le forze esercitate sulle articolazioni e le ossa per cui quando si superano livelli di
guardia e di protezione i GTO entrano in funzione per inibire lo sviluppo di queste forze (Bosco e coll., 1979-1982a, b).
Figura 5.4 -li sollevamento del centro di gravità (CG) è presentato in funzione dell’altezza di caduta in soggetti maschi (in alto) e in femmine (in
basso). Si può facilmente riconoscere che l'ACO per i maschi è molto più elevato che per le femmine. Inoltre la prestazione più alta è stata
raggiunta da atleti ben alienati (pallavolisti) rispetto a studenti. Lo stesso si può osservare per le femmine: le ginnaste hanno ottenuto valori
migliori di un gruppo di non allenati (da: Komi e Bosco, 1979; Komi, 1984)
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Figura 5.5 _ L'altezza di caduta ottimale (BDJ) di alcuni gruppi di atleti impegnati in diverse discipline sportive è presentata in funzione dei
carichi di lavoro. Il carico di lavoro o l’energia che il soggetto deve ammortizzare al momento dell' impatto al suolo non è altro che l’energia
cinetica che ha ricevuto il corpo durante lo caduta. Questa energia cinetica è uguale all’energia potenziale posseduta dal soggetto nel
momento in cui si trova sopra la panca dalla quale si lascia cader. Per esempio per un atleta che pesa 70 Kg e che cade da un altezza di 60 cm il
carico di lavoro o l'energia che deve ammortizzare è data: 70 Kg x 0,60 x 9,81 = 412 Nm o Joules. Questo non è altro che il valore dell' energia
potenziale (m • g• h) (da: Bosco e Koml, 1982).
Figura 5.6 - Relazione forza-velocità rappresentata per due diverse condizioni di salto verticale: salto da posizione accosciata (Squatting Jump,
SJ) e salto con caduta (Dropping jump, DJ). In condizioni di SJ si può assumere che lo componente contrattile dei muscoli estensori della
gamba sia responsabile dello sviluppo di forza durante lo stacco. In condizioni di DJ, l'energia elastica viene immagazzinata nei muscoli
estensori della gamba durante la fase eccentrica, per attenuare l'energia cinetica durante l'impatto, e viene poi utilizzata sotto forma di lavoro
meccanico durante lo fase concentrica (positiva). Sembra che da questo fenomeno dipenda lo spostamento verso l'alto-destra della curva della
relazione F- V Si tratta. tuttavia. di risultati sperimentali (da: Bosco e Komi, 19790). Il grafico contiene anche tracciati di calcoli teorici fatti per
il salto in alto (High Jump, HJ); salto in lungo (Long Jump LJ) e per la corsa (Running R).
che costituiscono il test di Bosco. Come si vede, per esempio, l'attivazione muscolare nello sprint non si
discosta molto da quella che si realizza nel DJ sia qualitativamente che quantitativamente. Questa
similitudine di comportamento neuromuscolare può spiegare in parte la correlazione trovata tra il DJ e la
velocità (Figg. 5.8, 5.9). Viene presentata la Tavola 5.1 relativa ai valori indicativi sui tempi di contatto
registrati nel BDJ (altezza di caduta ottimale) negli esercizi pliometrici per uomini e durante i balzi
eseguiti con o senza ostacoli per uomini e donne.
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Figura 5.7 - L'accelerazione media sviluppata durante l'esecuzione delle prove che costituiscono il test di Bosco e di alcune prestazioni
fondamentali di movimento è presentata in funzione del tempo necessario impiegato alla sua realizzazione. Legenda dei simboli: SJ eseguito
senza e con sovraccarico sulle spalle (bilanciere di 50-/00 Kg). CMJ eseguito con e senza sovraccarico di 100 Kg. DJ da 20-60 cm. Valori
ottenuti durante l'esecuzione di un passo correndo alla velocità media sui 10.000 metri e durante uno sprint. Stacco del salto che si esegue prima
di una schiacciata nella pallavolo (VS). Balzi fra gli ostacoli (HB). Stacco nel lungo (LJ), nell' altro (HJ) (da: Bosco, 1992c).
Tavola 5.1 - Valori indicativi dei tempi di contatto registrati durante esercitazioni pliometriche (ACO O DBJ) O balzi eseguiti superando
ostacoli di 91 cm o senza.
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Figura 5.8- Relazione tra il BDJ ed il tempo a percorrere 60 m misurato in giovani giocatori di pallavolo (Bosco, 1981).
Figura 5.9 - Relazione tra lo massima velocità ed il sollevamento del CC in DJ da 50 cm (da Mero e coli., 1981)
.
Prima di tracciare le linee principali da seguire nel 'applicare esercitazioni pliometriche, occorre
analizzare le capacità possedute dall'uomo a produrre il lavoro specifico nell'esecuzione di balzi ed
esercizi pliometrici in generale. L'abilità di tollerare grossi carichi da stiramento nei bambini è molto
bassa, mentre carichi moderati possono essere sostenuti da ragazzi (10-15 anni) (Fig. 5.10 A); le
condizioni ottimali vengono raggiunte all'età di 20- 25 anni (Fig. 5.10 B) per poi diminuire con l'età. È
tuttavia rilevante notare che i bambini non sono stati in grado di sopportare nemmeno carichi di
stiramento moderati, sebbene fossero capaci di sviluppare una potenza meccanica relativamente alta nel
salto da posizione di accosciata che riflette un intervento prevalentemente di tipo concentrico.
Questi risultati avvalorano le conclusioni di Komi et al. (1973) secondo cui, nella fase di lavoro
eccentrico, i soggetti molto giovani non sono in grado di raggiungere valori simili rispetto alla propria
forza isometrica massimale, come, invece, riesce agli adulti.
In alcuni casi, infatti, la forza eccentrica massimale era minore della forza isometrica massimale.
Tuttavia, le attuali conclusioni potrebbero essere spiegate dal fatto che il Sistema Nervoso Centrale (SNC)
a quell’età non è ancora sviluppato, e la soglia per l’attivazione dei corpuscoli tendinei del Golgi è bassa.
Quindi, il meccanismo di «feedback» propriocettivo può operare efficacemente in modo da proteggere il
corpo da carichi di stiramento.
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Figura 5.10- Valutazione dell' elevazione del Centro di gravità del balzo in relazione all' altezza di caduta (esercitazioni pliometriche). Ciascuna
fascia di età rappresenta il valore medio di entrambi i sessi.
elevati specialmente in un'età in cui i muscoli ed in particolare le ossa non hanno ancora raggiunto lo
sviluppo completo, così come i processi di ossificazione che continuano durante la pubertà.
La diminuita capacità, da parte dei soggetti anziani, di tollerare carichi di stiramento elevati potrebbe
essere dovuta a variazioni tipiche che avvengono nel muscolo scheletrico con il passare degli anni, come
la perdita di massa muscolare (Tzankoff e Norris, 1977), e l'aumento di grasso e di tessuto connettivo
(Bakermann, 1969; Gutmann, 1977). Ciò significa che, parallelamente all' aumento dell' età, c'è una
considerevole diminuzione di forza, poiché la forza muscolare dipende dal tipo e/o dalla sezione
trasversale del muscolo stesso, e non dal sesso o dallo «status» dell' allenamento (lkai e Fukunaga, 1968).
È stato dimostrato che i corpuscoli tendinei del Golgi sono recettori sensibili alla tensione,
particolarmente in risposta ad un buon numero di unità motorie le cui fibre muscolari si inseriscono
direttamente nei tendini (Houk e Hennemann, 1967; Houk e Simon, 1967; Stuart et al., 1972). Ciò
significa che, forse, i corpuscoli tendinei del Golgi sono più sensibili alla contrazione attiva del muscolo
che al suo stiramento passivo. In questo caso, sarebbe ragionevole assumere che, con l'avanzare degli anni
e con la diminuzione della forza e dell'attività muscolare, i corpuscoli tendinei del Golgi dovrebbero
adattare la loro soglia di eccitazione e la loro sensibilità ad un livello di tensione più basso. La capacità di
sostenere alti carichi da stiramento, determinata dall'altezza di caduta è dipendente dall'età e, dopo la
pubertà, anche dal sesso (Fig. 5.11). Quindi la pianificazione sistematica delle esercitazioni di esercizi
pliometrici deve essere sempre realizzata in funzione delle condizioni biologiche in cui si trovano i
soggetti da allenare. Il lavoro sistematico di pliometria è sconsigliabile per bambini al di sotto dei 12
anni. Dopo questa età possono essere previste esercitazioni di balzi e salti sempre da altezze inferiori ad
ACO. Il numero totale dei salti per settimana, suddiviso in due sedute, non deve superare gli 80-100. Con
età superiori si può iniziare ad aumentare il volume, tenendo sempre sotto controllo l'intensità
rappresentata dall'ACO. Cioè bisogna avvicinarsi gradatamente ad esercitazioni di intensità massimale
fino a raggiungere l'altezza ottimale di caduta. Occorre ricordare che quando vengono eseguite
esercitazioni di pliometria molto violente, da parte di soggetti non allenati, le prime risposte che si
ottengono sono quelle inibitorie sul sistema neuromuscolare, mentre in atleti evoluti si manifestano
chiaramente risposte di potenziamento nervoso (Fig. 5.12).
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Figura5.11-Sollevamento del centro di gravità da altezze di caduta ottimali (ACO oBDJ) osservata in soggetti differenti per sesso ed età (da:
Bosco e Komi, 1980).
Figura 5.12 . Registrazione elettromiografica del
gastrocnemio durante un salto pliometrico
cadendo da 1,1 m, in un soggetto allenato (sotto)
e
non
allenato
(sopra).
L'attività
elettromiografica del soggetto allenato al
momento del contatto sale per tutto il tempo,
mentre il non allenato mostra una depressione
iniziale
dovuta
ad
inibizione
(da:
Schmidtbleicher e Collhofer, 1982).
In soggetti non allenati l'intensità dello stimolo (altezza di caduta) non è il fattore principale che
determina la risposta biologica (Bosco e coll., 1994). Infatti studi recenti hanno evidenziato che in due
gruppi di soggetti non allenati, sottoposti a stimoli completamente differenti come intensità (150 cadute
pliometriche da altezze rispettivamente di 30 e 60 cm), le risposte biologiche registrate erano molto
simili. Il dolore che generalmente viene manifestato circa 12-24 ore dopo l'esecuzione di esercizi
pliometrici, in soggetti non allenati, non si differenziò tra i due gruppi esaminati (Fig. 5.13).
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Figura 5.13 -.Intensità e volume dello stimolo (workload) e stima del dolore accusato in due gruppi di soggetti (GI e G2). Nonostante volume ed
intensità degli esercizi pliometrici fossero completamente differenti, le risposte soggettive al dolore furono simili (da. Bosco e coll.. 1994).
I valori plasmatici della creatinchinasi (CK) esaminati 24 ore dopo l'esecuzione dei 150 salti, mostrarono
un incremento statisticamente significativo rispetto ai valori iniziali (p < 0,05), ma fra i due gruppi non
furono osservate differenze (Bosco e coll., 1994). L'aumento della concentrazione ematica di CK, che si
osserva dopo alcune ore (12-48) l'esecuzione di esercizi violenti specialmente dopo lavoro eccentricoconcentrico, riflette la liberazione di questo enzima da quelle miofibrille che vengono lacerate durante lo
stiramento attivo del muscolo (p.e. Frieden e coll., 1983). Pertanto, la mancata differenza osservata nei
due gruppi in questione, sottoposti ad intensità di stimolo completamente differente, suggerisce che non è
l'intensità di stimolo la causa principale dei fenomeni biologici osservati dopo il lavoro, bensì è da
attribuire al tipo di attivazione muscolare svolto (ciclo stiramento-accorciamento). Queste osservazioni,
però, non debbono suggerire l'utilizzazione indiscriminata di intensi carichi di lavoro senza seguire una
progressione di adattamento biologico allo stimolo razionale. Occorre ricordare che quando le
esercitazioni pliometriche vengono praticate periodicamente ma non spesso (per esempio una volta la
settimana) come avviene nei calciatori, il tempo che occorre far passare tra gli esercizi pliometrici e la
gara deve essere relativamente lungo (almeno 4 giorni) (Bosco, 1992). Questo è dovuto al fatto che le
capacità di recupero in atleti non sottoposti ad elevati carichi di lavoro muscolare sono più lunghe di
quelle necessarie a coloro i quali sollecitano le qualità visco-elastiche e neuromuscolari con maggiore
intensità come i saltatori per esempio (Bosco, 1990). Lavori di ricerca realizzati su atleti della nazionale
di atletica leggera hanno messo in evidenza marcati miglioramenti delle capacità di salto pliometrico
dopo un periodo di allenamento specifico (Fig. 5.14). (Bosco e coll., 1984; Bosco, 1985b). Miglioramenti
delle capacità neuromuscolari valutate durante l'esecuzione di balzi sopra gli ostacoli sono stati osservati
in otto velocisti della nazionale italiana (vedi Tavola 5.2). Lavori scientifici sugli effetti indotti da
allenamenti pliometrici somministrati singolarmente o unitamente ad allenamenti di forza sono presentati
nella Tavola 5.3. Come si può notare dalla Tavola 5.3, studi condotti sugli effetti provocati da esercizi di
caduta dall'alto in tutte le forme ed espressioni non sono pochi. Fra questi, quello che secondo Bobbert
sembra essere il più efficace ed il più sicuro dal punto di vista clinico, è quello introdotto da Bosco e
Pittera nel 1982.
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1.2.4.3
Il metodo Bosco-Pittera
Le esercitazioni pliometriche classiche consistono nella caduta da determinate altezze (40-50 cm per le
pallavoliste) arrivo a terra a gambe quasi dritte
Figura 5.14 – Il sollevamento del C.G. (media ± deviazione standard) misurato durante il salto da ACO, i atleti sottoposti a speciali allenamenti
ed in atleti che erano di controllo è presentato in funzione dei test eseguiti prima(pre) dopo l'allenamento (post 1) e un mese dopo (post 2). In
parentesi sono mostrate le altezze di caduta in cm (da: Bosco e coll., 1984).
H (cm)
Tempo di contatto (ms)
Potenza watt/kg
Nov. 83
57.8
8,7
**
177.3
12,2
**
64,0
9,6
***
Gen. 84
63,5
7,9
165,3
11,9
75,4
13,4
Tavola 5.2 Il sollevamento del centro di gravità durante i balzi sopra gli ostacoli, il tempo di contatto e la potenza meccanica media registrati
su 8 velocisti italiani prima e dopo un periodo speciale di allenamento rivolto al miglioramento del sistema neuromuscolare (da Bosco,1990).
Spiegazione dei simboli: M = Uomini; N = Donne; PH = Allenamenti pliometrici; VH = Allenamenti con
bilanciere; YH = Allenamenti di preatletismo generale senza salti;TH = Allenamenti di pliometria
classica; PHLP = Esercizi pliometrici eseguiti con aggiunta di sovraccarichi leggeri (giubbotti zavorrati);
KHH = Allenamento generale che comprende anche esercizi pliometrici; LPH = Allenamenti con
bilanciere e pliometrici.
Tavola 5.3 - Lavori pubblicati su riviste internazionali sull’effetto indotto da esercizi pliometrici e di forza sulla forza esplosiva (da: Bobbert,
1990). Simboli: S = Sesso; TA = Tipo di allenamento; DA = Durata dell'allenamento (in settimane); F = Frequenza settimanale; NS = Numero
totale dei salti eseguiti in una sessione; AC = altezza di caduta; M = Miglioramento espresso in percentuale del valore iniziale.
si dritte (angolo al ginocchio sui 170°, con le gambe dritte l'angolo al ginocchio si avvicina
approssimativamente ai 180°), quindi per effetto della energia cinetica, che deve assorbire il sistema di
locomozione del soggetto, viene provocata una leggera flessione delle gambe (il muscolo quadricipite
femorale viene attivamente allungato favorendo l'immagazzinamento di energia elastica e lo sviluppo dei
riflessi miotatici) prima che una forte spinta massimale verso l'alto proietti il soggetto in aria. Oltre a tali
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esercitazioni Bosco e Pittera (1982) hanno introdotto nuove tecniche metodiche che sono state confortate
da risultati pratici ottenuti con i giocatori della nazionale italiana di pallavolo e con i giocatori
professionisti di calcio. Con il metodo introdotto da Bosco e Pittera l'atleta inizia l'esercizio di caduta da
una determinata altezza partendo da una posizione accovacciata (gambe piegate, angolo al ginocchio sui
90° gradi); deve toccare il terreno mantenendo la posizione accovacciata (l'angolo al ginocchio può
variare dai 90° ai 110°) (vedi Fig. 5.15); dopo una fase di ammortizzazione (lavoro eccentrico) verrà
spiccato il salto verso l'alto. Se ci si chiede qual è la ragione per cui è stato introdotto questo metodo si
deve dire che i motivi sono diversi e basati prin-cipalmente su osservazioni sia empiriche che scientifiche.
Generalmente nel campo della scienza dell' allenamento l'allenatore prevede, con osservazioni empiriche,
fenomeni di carattere scientifico che in seguito vengono verificati e riscontrati in laboratorio. In questo
caso è successo il contrario poiché le osservazioni che hanno portato alla formulazione di questa nuova
tecnica sono scaturite da esperimenti di carattere puramente scientifico che successivamente sono stati
applicati praticamente, notando dei benefici non solo di natura preventiva, ma anche di carattere
prestativo e di miglioramento di alcune qualità neuromuscolari.
Figura 5.15 – Esempio del nuovo tipo di salto a gambe piegate (Bosco e Pittera, 1982).
Il salto da posizione di accosciata (accovacciata) presenta un momento del braccio di leva sul punto di
rotazione del ginocchio inferiore del 30% rispetto a quello che si raggiunge quando il ginocchio si trova
in una posizione semi flessa (angolo al ginocchio sui 135°) (Smidt, 1973). Quindi per poter ammortizzare
la stessa energia cinetica che viene prodotta al momento di contatto con il terreno, nella posizione di
accosciata si richiede maggiore tensione muscolare che deve essere sviluppata dai muscoli estensori della
gamba rispetto alle condizioni che si verificano cadendo a gambe quasi dritte. Questo tipo di
ragionamento potrebbe condurci a delle conclusioni errate e nello stesso tempo potrebbero sorgere
interpretazioni pericolose dei fenomeni che avvengono durante il salto da posizione di accosciata.
Effettivamente tutto ciò che succede a livello muscolare non è poi così complicato. Nella Fig. 5.16 viene
mostrata la registrazione dinamometrica dei due tipi di salti. Si può notare benissimo che le tensioni
muscolari sviluppate con il nuovo metodo introdotto da Bosco e Pittera sono leggermente inferiori a
quelle che si ottengono con il metodo classico. Inoltre i due autori avevano suggerito (1982) che il nuovo
metodo permetteva alle varie miofibrille dei muscoli estensori della gamba di essere sollecitati anche
quando si trovavano ad una certa lun-ghezza di stiramento, cosa che difficilmente si può ottenere
utilizzando la pliometria classica. Queste osservazioni avevano spinto i due autori ad ipotizzare anche che
uno stimolo di tale tipo potesse incrementare la risposta di potenziamento provocata dal riflesso miotatico
che è presente durante le esercitazioni di pliometria classica. Il comportamento dei muscoli estensori della
gamba durante questo tipo di esercizio risulta essere molto vicino alle condizioni in cui spesso si vengono
a trovare le gambe dei giocatori. Cioè le variazioni angolari delle articolazioni delle anche, ginocchia e
caviglie durante la prestazione subiscono delle modifiche
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Figura 5.16 -Relazione forza-tempo durante salti eseguiti in continuazione da una caduta dall'alto di 60 cm, senza piegare le ginocchia
(pliometria classica) piegando le ginocchia (a destra) (da: Bosco. 1985).
con largo spettro di ampiezza, rendendo sempre più difficile le metodiche di allenamento specifiche che
possono effettivamente migliorare le proprietà neuromuscolari del calciatore in tutte le sue
manifestazioni. Il nuovo metodo era stato studiato ed analizzato solamente sotto il profilo meccanico
(tavola dinamometrica per la registrazione della forza) e ne era stata fornita ampia documentazione;
ciononostante Hoster (1982) senza aver mai analizzato questi esercizi aveva criticato duramente il nuovo
metodo. Hoster attribuiva alla posizione accosciata condizioni dinamiche sfavorevoli e quindi pericolose
per la sicurezza del sistema di locomozione dell’uomo. Come succede spesso a coloro che si interessano
di problemi specifici sui cui non hanno avuto una educazione accademica, la presunzione di Costui lo
aveva portato a manifestare delle supposizioni di natura teorica senza averne il supporto scientifico oltre
che empirico-pratico. Purtroppo le critiche di Hoster avevano disorientato molti allenatori che non erano
capaci di giudicare serenamente il nuovo metodo. Fortunatamente un contributo determinante e
scientificamente autorevole veniva successivamente fornito dagli studi di. Bobbert e coll. (1987). Questi
autori hanno pubblicato un lavoro nella prestigiosa rivista scientifica Medicine and Science in Sport che è
l'organo ufficiale della Federazione USA di Medicina dello sport. Gli autori hanno studiato e confrontato
con analisi elettromiografica, cinematografica e dinamometrica i metodi classici della pliometria con
quelli suggeriti da Bosco e Pittera (1982). Dai risultati presentati da Bobbert e coll. si evidenzia che con
il metodo di Bosco e Pittera le forze che agiscono a livello delle articolazioni delle ginocchia e delle
caviglie sono di gran lunga minori di quelle che vengono sviluppate con la pliometria classica; lo stesso si
è riscontrato per la potenza meccanica e le coppie di forza (vedi Tavole 5.4 e 5.5 e la Fig5.17 ripresa dal
lavoro di Bobbert e coll.). Inoltre, come precedentemente ipotizzato da Bosco e Pittera, l'attività
elettromiografica risulta essere favorita nella posizione di accosciata rispetto a quella normale della
pliometria c1asslc.a (ve~1 Tavola 5.6, ripresa dal lavoro di Bobbert e coll.). Queste osservazioni di
carattere puramente scientifico sorreggono l'idea che le proprietà neuromuscolari degli arti inferiori
vengono meglio sollecitate e stimolate con il nuovo metodo. Gli stimoli provocati dalle esercitazioni
pliometriche e gli adattamenti che ne derivano, non solo provocano miglioramenti nello sviluppo della
forza esplosiva e reattiva, ma nello stesso tempo rafforzano e quindi proteggono tutto il sistema muscolotendineo da sollecitazioni pericolose che vengono manifestate durante lo svolgimento dei gesti tecnici.
Dato che le variazioni angolari delle articolazioni degli atleti durante la prestazione vengono
continuamente modificate, affinché le esercitazioni pliometriche possano apportare dei benefici specifici,
occorre utilizzare una metodica particolare che prenda in considerazione le sollecitazioni a cui sono
sottoposti i sistemi di locomozione degli atleti (Fig. 5.18).
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Tavola 5.4 - Valori medi (± deviazione standard) di alcuni parametri biomeccanici misurati e relativi alle articolazioni dell' anca (Hips), delle
ginocchia (Knees) e delle caviglie (Ankles), durante l’ esecuzione di salti con contromovimento (CMJ), pliometria a classica (BDJ e con il
metodo a gambe piegate di Bosco e Pittera (CDJ).
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Tavola 5.5 . Valori medi e deviazione standard (±) di alcuni parametri registrati durante l’esecuzione di salti effettuati da 10 soggetti con il
contromovimento (CMJ), il metodo classico (BDJ) e quello di Bosco e Pittera (CDJ).
Figura 5.17 - Relazione forza-tempo registrata su 10 soggetti durante l' esecuzione di un salto con il contromovimento(CMJ, pliometria classica
(BDJ e con il metodo di Bosco-Pittera a gambe piegate (CDJ). Le frecce indicano l'inizio del la fase di spinta o lavoro positivo (da: Bobberl e
coll. 1987).
Pertanto si consiglia di usare questa metodologia:
a) Esercitazioni di pliometria classica: caduta da 40-50 cm arrivo a terra tenendo le gambe dritte
(angolo al ginocchio SUI 170°) quindi ammortizzare (lavoro eccentrico) e spinta verso l'alto.
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b) Metodo di Bosco e Pittera: caduta da 40-50 cm partendo ed arrivando a terra con le ginocchia
piegate (angolo al ginocchio attorno ai 90° -110° ) quindi ammortizzare (lavoro eccentrico) e
spinta verso l’alto.
Fig. 5.18 – Forze attive massimali registrate durante misurazioni sperimentali. I valori sono stati racconti da Nigg (198) e provengono da diversi
autori. Il segno Bw significa peso corporeo, cioè le forze sono espresse come multiplo del peso corporeo.
c) Caduta da altezze di circa 20-30 cm con pliometria classica, ma si arriva con una sola gamba,
quindi si avrà ammortizzazione (lavoro eccentrico) e spinta (lavoro concentrico) sia verso l'alto
sia lateralmente.
d) Caduta da altezze di 20-30 cm, arrivo su una sola gamba (flessa, angolo al ginocchio sui 90°110°) ammortizzazione e spinta verso l'alto o laterale.
e) Corsa balzata prevalentemente su gambe alternate (non più di 10-15 m) e con deviazioni laterali.
1.2.4.4
Mezzi di allenamento per la potenza muscolare
A questi mezzi di allenamento pliometrico si possono aggiungere innumerevoli variazioni e modifiche:
tutto dipende dalla fantasia dell'allenatore. Fra i mezzi di allenamento più efficaci e di applicazione
pratica che favoriscono un miglioramento sicuro dei processi metabolici del versante anaerobico
alattacido e lattacido e quindi delle funzioni neuromuscolari, occorre annoverare:
a) Esercizi di sprint su brevi tratti (accelerazioni) 10-30 metri, per esempio: 5 x 10m; 5 x 30 m
(recupero completo).
b) Esercizi di accelerazione su 10-20-30 metri; ad ogni scatto segue una decelerazione improvvisa
(arresti in spazi brevissimi) (recuperi completi) .
c) Lavori di sprint fino a 50 metri.
d) Corsa in salita su spazi brevi (inferiore ai 20-30 metri) (Fig, 5.19).
e) Corsa con il traino su spazi brevi (20-30 metri) (Fig. 5.20).
f) Capacità di resistenza allo scatto sui 50 metri «va e vieni». Il giocatore alla fine di ogni scatto si
arresta rapidamente e con dietro-front riparte per poi ripercorrere la medesima distanza per
tre/quattro volte di seguito. Si possono eseguire fino a tre serie a velocità elevata intorno al 9095%. Rispettare una pausa almeno di 8 min fra le serie. Le distanze possono essere sia accorciate
g) che allungate. Per esempio 50 metri vengono percorsi in una direzione ed al ritorno vengono
percorsi solo 30 metri quindi 20 metri in avanti e 60 al ritorno e così via.
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h) Prove di accelerazione con variazioni di velocità. Si percorrono 50 m veloci e 50 m piani per un
totale di 6-8 ripetizioni x 2-3 serie rispettando una pausa di 8 min di riposo attivo (lavoro
muscolare, preatletismo etc...).
i) Serie di scatti sui 30-40 m da percorrere al 90-95% del massimo. Il numero delle ripetizioni che
costituiscono una serie può variare da 4 a 5. Fra le ripetizioni rispettare poche decine di secondi,
mentre tra le serie una pausa di riposo attivo di 8 min è sufficiente.
Tutte le pause tra le ripetizioni o quelle più lunghe tra le serie debbono essere effettuate con un recupero
attivo. Pertanto il giocatore, finita la prova non dovrebbe aspettare la prova successiva stando fermo, ma
cercare di mantenere tutto il corpo in uno stato di riposo attivo, specialmente durante le pause lunghe (tra
le serie). Questo favorisce una più veloce attivazione ottimale dell'acido lattico e mantiene il sistema
nervoso su una soglia di attivazione ottimale per poter successivamente eseguire un'altra prova.
Gli effetti fisiologici e gli adattamenti biologici provocati dalle esercitazioni sopra descritte sono
molteplici e di natura complessa. Ciononostante si possono classificare su larghi schemi le proprietà e le
qualità fondamentali che vengono stimolate e quindi migliorate. Occorre ricordare che per rendere più
complesse e più ricche di stimolo le esercitazioni dei punti (b), (c), queste possono essere effettuate con
cambi di direzione. La forza esplosiva viene stimolata e sollecitata prevalentemente nelle esercitazioni dei
punti (a) (b), (c), (d), (e). La componente contrattile del muscolo ed il metabolismo anaerobico
alattacido sono sollecitati dai punti (a), (b), (d), (e).
Le proprietà neuromuscolari vengono principalmente stimolate dai r ti (a), (b), (d), (e). La componente
elastica viene sollecitata prevalentemente dai punti (b), (f). Il metabolismo anaerobico alattacido viene
stimo dalle esercitazioni (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h). Il metabolismo anaerobico alattacido viene
stimolato dai punti (f), (g) e (h). Uno schema analitico le qualità che vengono influenzate dai vari mezzi
di allenamento descritti precedentemente è mostrato nella Tavola 5.7.
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Tavola 5.7 . I mezzi di allenamento descritti ai punti a-h sono presentati in relazione agli stimoli allenanti che provocano sulle proprietà e
capacità biologiche dell' organismo umano. Effetto: Buono (+), Ottimo (+ +). Eccellente (+ + +). (Secondo Bosco).
1.2.5
RESISTENZA ALLA FORZA VELOCE
Negli sport di squadra, si deve fare una grossa differenza rispetto a quelle che sono le caratteristiche e
quindi le proprietà fisiologiche da migliorare rispetto agli sport individuali. Negli sport individuali si
hanno due tipologie differenti, una in cui è preminente la forza esplosiva, (la forza veloce), quindi la
velocità connessa alla forza; nell' altra i processi metabolici sono importantissimi (sci di fondo, maratona,
ciclismo su strada e così via). Negli sport individuali, oltre alla componente tecnica si distinguono due
componenti fondamentali: una metabolica l'altra neuromuscolare. Per quanto riguarda gli sport di
squadra, quale versante delle due componenti bisogna prediligere? Quali sono le caratteristiche
fondamentali per un atleta che deve giocare una partita? Durante la competizione negli sport di squadra
(pallamano, pallanuoto, basket, pallavolo e calcio), il problema è sempre uno: spostarsi rapidamente,
affrontare rapidamente l'avversario, arrivare prima dell'avversario e recuperare velocemente. Quindi,
innanzi tutto, la caratteristica biologica fondamentale di questi sport, è quella del lavoro ad intermittenza,
cioè viene realizzata rapidamente un' azione e poi, quasi sempre, si ha il tempo per recuperare. Il tempo di
pausa, logicamente, non è classificato, codificato o prevedibile, ma dipende dalla situazione tattica e
tecnica del gioco. Utilizzando sistemi tecnologici sofisticati per misurare i ritmi di gioco (D'Ottavio e
Colli, 1996), è stato possibile codificare quali siano gli intervalli di tempo fra azioni rapide, forza
esplosiva, accelerazioni e fase di recupero. Il problema si può esaminare da un altro punto di vista, cioè
analizzando i processi biologici che sono alla base della forza esplosiva, della rapidità e della resistenza
alla forza veloce, che sono qualità fondamentali per le caratteristiche sia del gioco di squadra che per
alcune discipline sportive individuali (p. e. atletica, sci alpino, nuoto, ciclismo su pista, pattinaggio, ecc.Il
movimento volontario nella locomozione umana, e quindi anche nelle attività sportive, scaturisce dall'
intervento volontario della nostra area motoria. L'impulso iniziale, partendo dal cervello ed attraverso il
midollo ed i nervi motori raggiunge i muscoli dove forma le unità motorie. L'azione motoria che proviene
dal sistema nervoso centrale è connessa con le altre strutture nervose, attraverso interazioni con strutture
neurogene, che mediante il rilascio di neuromodulatori possono modificare, perturbare, migliorare e
peggiorare lo stimolo nervoso. In fin dei conti, lo scopo principale dell'attività di movimento si risolve nel
vincere le forze di gravitazione, che agiscono perennemente sul nostro pianeta e sul sistema muscolare.
L'azione motoria prevalente dei mammiferi è quella di superare la gravità, mentre i pesci usano dei
sistemi di locomozione completamente differenti. Infatti, la locomozione dei pesci, non è
antigravitazionale, ma è ondulatoria, in quanto, in acqua le leggi di Archimede determinano la
locomozione marina. Nella terra e quindi a carico della struttura morfologica funzionale e muscolare del
mammifero, tutto si deve realizzare per vincere la gravità, quindi per migliorare la locomozione occorre
migliorare quelle caratteristiche fisiologiche che favo-riscono il superamento delle forze di gravità.
Queste sono da identificarsi nella tensione muscolare che si estrinseca nella realtà in forza muscolare.
Migliorare le caratteristiche della forza, significa incrementare la velocità di esecuzione di un determinato
movimento, che poi alla fine è lo scopo fon-damentale dell'allenamento. Quindi se prima
dell'allenamento, con un certo carico il soggetto era capace di produrre una certa velocità, per esempio 1,0
m/s, dopo l'allenamento, il soggetto dovrebbe essere capace di realizzare lo stesso movimento ad una
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velocità maggiore, per esempio 1,2 m/s. Ci sono dei meccanismi molto complessi, di natura neurogena,
alla base di questo miglioramento. Poi ci sono anche quelli di natura metabolica, che non si riferiscono ad
un solo movimento, poiché se si deve realizzare solo una contrazione muscolare, la quantità di ATP che si
trova nel muscolo è sufficiente. Il problema nasce nel momento in cui si devono realizzare in forma
sistematica e non, nel tempo, azioni di forza esplosiva o di forza veloce. Allora il fattore limitante non è
solo di natura neurogena, ma anche di natura metabolica: cioè il fattore limitante potrebbe essere
determinato dalla impossibilità di generare elevati gradienti di energia biochimica in tempi brevissimi.
Come precedentemente descritto (vedi Capitolo I), la contrazione muscolare avviene nel sarcomero,
all'interno del quale, a riposo, c'è una certa concentrazione di ATP e di creatinfosfato, i quali
costituiscono i pool fosforici, che rappresentano riserve di energia di pronto impiego. L'attivazione
muscolare avviene attraverso l 'idrolisi dell' ATP in ADP che fornisce energia per la contrazione. L'entità
di ATP nel muscolo è limitata, per cui dopo alcune contrazioni, (3-5 al massimo) al rifornimento di
energia provvede il creatinfosfato, che si trova in quantità quadrupla rispetto a quella dell' ATP.
La scissione del creatinfosfato determina direttamente la produzione di ATP. Questo è un sistema molto
importante! Perché? Innanzi tutto perché fornisce energia di pronto impiego, secondariamente perché è
intimamente connesso con la resistenza alla forza veloce (capacità di reiterare nel tempo la forza
esplosiva). Infatti, quando si lavora velocemente, dopo alcuni secondi, esaurite le scorte di creatinfosfato,
attraverso la fosforilazione del glucosio o la scissione del glicogeno si produce energia (anaerobica
lattacida) che conduce alla formazione di acido lattico. I movimenti eseguiti ad alta velocità, vengono
prevalentemente realizzati con il reclutamento di fibre veloci, che hanno come caratteristica metabolica
quella di produrre acido lattico, anche in presenza di ossigeno. Una elevata concentrazione di acido lattico
non è un fattore limitante la prestazione, ma lo è l 'idrogenione liberato (H'). Questo significa che
producendo acido lattico, automaticamente si liberano degli idrogenioni che abbassano il pH cellulare.
L'abbassamento del pH cellulare determina una inibizione nella cellula muscolare che immediatamente si
trova nella impossibilità di contrarsi. Quindi, allorquando vengono eseguiti movimenti ripetuti
velocemente, l'energia prima viene assicurata dai pool fosforici, e dopo pochi secondi, saranno i processi
di scissione del gli-cogeno e la conseguente formazione di acido lattico che continueranno a fornire
energia di pronto impiego. La produzione di acido lattico determina automaticamente l'abbassamento del
pH, tanto che dopo alcune decime di secondi la struttura muscolare interessata non sarà più abile a
continuare il la-voro. A questo punto l'importanza della creatina nel sistema creatinfosfato-ATP-ADP è
importantissima. Nel muscolo a riposo, c'è una concentrazione di creatinfosfato abbastanza elevata; nel
momento in cui si produce lavoro muscolare, il creatinfosfato si scinde in creatina e fosforo che cede
all’ADP. Essendo la creatina una sostanza più alcalina del creatinfosfato, nel sistema omeostatico del
muscolo si instaura una funzione tampone cioè la creatina funziona da buffer. Per cui maggiore è la
concentrazione di creatinfosfato, maggiore sarà la capacità di produrre lavoro muscolare attraverso il
sistema lattacido, dato che la creatina farà da tampone all'idrogenione. Questo è un processo molto
sofisticato denominato "potenza anaerobica alat-tacida" che favorisce ed influenza la resistenza lattacida.
Questi processi me-tabolici non possono essere enucleati oppure osservati al di fuori delle ca-ratteristiche
morfologiche delle varie fibre. Le fibre muscolari dell'uomo o anche dell'animale non sono omogenee,
raramente si trovano nell'uomo muscoli che presentano solo percentuali di fibre lente o fibre veloci.
Generalmente i muscoli dell'uomo sono costituiti da fibre miste, cioè una certa percentuale di fibre lente
ed un 'altra di fibre veloci. Le fibre muscolari miste sono costituite prevalentemente e generalmente da
fibre veloci e da fibre lente; c'è poi un altro tipo di fibra, la FTR (Fast Twich Resistant): si tratta di fibre
veloci che possiedono un metabolismo sia glicolitico che ossidativo. Le fibre veloci sono caratterizzate da
un innalzamento rapido della forza e da un decadimento anch'esso veloce: cioè entro 80 ms una fibra
stimolata, rag-giunge il picco di tensione e si rilascia, mentre nella fibra lenta il tempo di lavoro è più
lungo, l'entità della forza è più bassa e la fatica che può sopportare maggiore. Quindi le fibre veloci si
affaticano rapidamente, mentre le fibre lente possono essere impiegate nel tempo senza affaticarsi. Inoltre
esiste un altro tipo di fibre, quelle intermedie. Queste possiedono un metabolismo glicolitico e ossidativo,
sono più resistenti di quelle veloci e meno di quelle lente. Dal punto di vista metabolico sono quelle che
maggiormente possono essere perturbate dall'allenamento, ciò significa che facilmente possono essere
stimolate e migliorate nell'una o nell'altra direzione. Attraverso l'allenamento si possono migliorare i
processi metabolici di rigenerazione dell'energia tramite il sistema aerobico o quello anaerobico.
In questo caso si parla di metabolismo e non di cinetica di contrazione. La cinetica di contrazione
raramente può essere cambiata, cioè non si può trasformare una fibra veloce in lenta o viceversa, a meno
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che non si facciano delle manipolazioni di natura fisiologica, anatomica, morfologica, strutturale. Quali
sono queste manipolazioni? Ci sono degli studi condotti dal premio Nobel, John Eccles (1958), il quale ha
eseguito una "cross innervation" cioè scambiato i nervi motori del soleo con quelli del gastrocnemio. Il
soleo è prevalentemente un muscolo lento, mentre il gastrocnemio possiede un'alta percentuale di fibre
veloci. Incrociando i nervi, non si è fatto altro che modificare gli stimoli al soleo; pertanto con una
frequenza alta di stimoli il soleo è diventato più veloce, mentre il gastrocnemio ricevendo stimoli a bassa
frequenza è diventato più lento. Ebbene solo in queste condizioni drastiche di manipolazione, di
perturbazione della struttura, possono avvenire delle modificazioni. Fino ad ora non è mai stata osservata
una modificazione della cinetica di contrazione in soggetti sottoposti ad allenamento puro.
Un altro tipo di perturbazione violenta, costante e continua può essere indotta dalla stimolazione elettrica
protratta per lungo tempo. Studi di Pette e coll. (1980) hanno dimostrato che, stimolando ad alta
frequenza e per un periodo di tempo molto lungo le fibre lente, possono essere trasformate in fibre veloci.
Questi studi sono stati realizzati per osservare le caratteristiche fondamentali di base che governano il
rapporto stimolo - adattamento. Infatti, a livello di coordinazione, e di pattern di reclutamento, la
stimolazione elettrica modifica completamente quelli che sono gli interventi spaziali e temporali dei vari
muscoli. Cioè significa modificare la soglia di eccitazione e gli interventi temporali dei muscoli, per cui
avvengono delle perturbazioni biologiche non naturali che mortificano la capacità funzionale del nostro
sistema nervoso che è eccezionale. Una delle più grandi abilità motorie è quella del violinista, che riesce a
modulare la velocità di movimento proprio uti-lizzando una volta fibre veloci, un'altra volta fibre lente,
con caratteristiche di attivazione completamente differenti e contrarie a quelle che si realizzano facendo la
stimolazione elettrica. Quindi con la stimo!azione elettrica si reclutano tutte le varie unità motorie nello
stesso tempo, al contrario di quello che succede suonando o facendo un movimento qualsiasi di tipo
balistico sia nella .pallavolo, sia nell'handball, sia nel basket e così via. Queste modulazioni avvengono
secondo il principio di Henneman (1965), pertanto per sviluppare una tensione minima, per esempio il
20% della massima forza sviluppata da quel muscolo, prevalentemente vengono reclutate fibre lente e la
frequenza di stimolo è bassa (vedi Capitolo J, Fig. 1.7). Man mano che il carico viene incrementato,
saranno reclutate successivamente fibre veloci con distribuzione bimodale (fibre intermedie), con
metabolismo sia ossidativo che glicolitico. Aumentando ulteriormente il carico fino ad arrivare al
massimale, verranno reclutate le fibre veloci. Quindi questo pattern di reclutamento segue una dimensione
spaziale e temporale, per cui le varie fibre non vengono reclutate nello stesso momento, ma in funzione
dell'entità di tensione da sviluppare. Questa attivazione si riferisce solamente ad un movimento non
balistico. Che differenza passa tra un movimento balistico e uno normale? Il movimento normale è
graduale come quando si solleva pro-gressIvamente un carico. Nel momento in cui si realizza un
movimento non graduale, ma un movimento balistico, questo è caratterizzato dalla velocità finale che è
massimale: (lanciare, saltare sono movimenti balistici). In questo tipo di movimento il pattern di
reclutamento non è lo stesso di prima, ma e inverso. Infatti, Bosco e Komi (1979) hanno dimostrato che
nel movimento balistico, come quello che si realizza nel salto da fermo, le fibre veloci sono quelle che
caratterizzano l'entità della prestazione. Questi autori hanno dimostrato che soggetti ricchi in fibre veloci
saltavano di più.
1.2.5.1
Analisi sulla resistenza alla forza veloce
Il lavoro principale che si realizza nei giochi sportivi consiste nel reiterare azioni dinamiche, rapide, di
forza esplosiva, in cui ci sono dei tempi di intervallo non programmati, determinati dalle azioni tattiche e
tecniche. Le pause di riposo possono essere attive o passive, cioè i giocatori si possono fermare o possono
ritornare lentamente alle loro posizioni. Quindi le qualità più iImportanti sono da identificarsi nella forza
esplosiva, nella forza rapida e nella rapidità di movimento degli arti inferiori e superiori. Occorre
evidenziare pero che questa forza, non è come la forza esplosiva del saltatore in alto, Iil quale fa solo una
prestazione e poi ha dieci minuti di recupero. NeI caso del giochi di squadra, il problema principale è
quello di riuscire a realizzare una certa espressione di forza esplosiva e di conservare nel tem-po la stessa
capacità. Per esempio nella pallamano, si cerca di superare una certa distanza sia in lungo che in alto, per
superare l'altezza degli avversari;
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Figura 6.1 . Rappresentazione schematica del metodo classico utilizzato per migliorare lo resistenza alla forza veloce (da: Bosco, 1996, d).
ebbene la stessa capacità di salto sarebbe preferibile possederla fino alla fine dell'incontro. Però, per
effetto della fatica, questo non è possibile e quindi lo scopo fondamentale dell'allenamento è quello di
migliorare la capacità di resistere alla fatica. Come si fa a migliorare la forza veloce? Ci sono degli
schemi di base che prevedono miglioramenti a tappe o a blocchi; secondo questi schemi, i blocchi di
lavoro (metodologia con la quale sono completamente in disaccordo) prevedono: allenamento per il
miglioramento del metabolismo aerobico (prestazione aerobica) con inizio alla fine di settembre primi di
ottobre per migliorare la capacità aerobica e la resistenza (Fig. 6.1). Poi si passa al miglioramento della
forza massimale, infine si cerca di migliorare la forza esplosiva e alla fine la resistenza alla forza veloce.
Il concetto che sta alla base del miglioramento della potenza aerobica è molto semplice per non dire
semplicistico. Infatti, non sono in pochi a pensare che migliorando la potenza aerobica si favorisce
innanzi tutto la capacita del lavoro di muscolazione e in un secondo tempo si dovrebbe favorire la
capacità del muscolo a continuare il lavoro nel tempo. Tutto ciò è semplicemente errato!
Per poter analizzare in forma scientifica tutto ciò occorre innanzi tutto chiedersi cos' è la resistenza alla
forza veloce. Fino ad ora sono stati pochissimi nel mondo a studiare questi fenomeni. Ho iniziato ad
utilizzare l'allenamento di resistenza alla forza veloce con quattro discipline, due di squadra (pallavolo e
pallacanestro) e due di sport individuali (atletica leggera e sci alpino). La mia idea relativa al
miglioramento della resistenza alla forza veloce parte da un allenamento specifico di queste qualità, cioè
la resistenza alla forza veloce. Secondo questa teoria, il miglioramento della forza massimale, della forza
esplosiva e della resistenza alla forza veloce deve avvenire non a tappe, ma in contemporanea (Fig. 6.2).
In un esperimento condotto con gli atleti della Nazionale Italiana di Sci Alpino si è cercato di studiare le
modificazioni indotte dall'allenamento delle caratteristiche di forza massimale, forza esplosiva, resistenza
alla forza veloce e potenza aerobica. Gli atleti furono sottoposti a prove di valutazione funzionale prima e
dopo l'allenamento. Le prove utilizzate furono le seguenti: Squat Jump (Sj) (rilevamento della forza
esplosiva);salto con il contromovimento (Cm) (rilevamento per il riuso di energia elastica); salti continui
per 5s (5h, 5P) (rilevamenti per la potenza anaerobica alattacida); salti continui per 30s (30h, 30P,
30BioP) (rilevamenti per la potenza anaerobica alattacida e lattacida con sovraccarico del 50% bm); salti
continui per 45s (45h, 45P) (rilevamenti per la potenza e resistenza lattacida). Successivamente si è
chiesto di percorrere due volte i 300m (TB) (potenza e resistenza lattacida): è stata considerata la migliore
prestazione.
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Figura 6.2 - Rappresentazione schematica del metodo introdotto da Bosco (1989) per migliorare la resistenza alla forza veloce (da: Bosco
1996.d).
Alla fine delle prove di 30s, 45s e 300 m sono stati effettuati dei prelievi ematici che hanno consentito di
conoscere la concentrazione di acido lattico (30L, 45L, TL). Infine, sono stati misurati la potenza aerobica
(Aer), attraverso una modificazione del metodo introdotto da Moritani, i 30 m di sprint (Dash) e la
potenza e la capacità di salto con carico pari al proprio peso (SJbw P, SJbw).
Figura 6.3 - Correlazione Ira diversi parametri fisiologici
misurati su 13 atleti della Nazionale Italiana di sci alpino.
Simboli: SJ = squat jump. CMJ = salto con il
contromovimento. Esecuzione di salti continui realizzati
per 5 secondi; 5h = altezza media del sollevamento del
centro di gravità, 5P = potenza media. Esecuzione di salti
continui realizzali per 30s, con un sovraccarico pari al
50% del peso corporeo: 30h = altezza media del
sollevamento del centro di gravità, 30P = potenza media
sviluppata, registrata con Ergojump; 30 BIO P = Potenza
media registrata con dinamometro isotonico, 30LA =
concentrazione si erica di acido lattico dopo i salti.
Esecuzioni di salti conrinui per 45 secondi: 4511 = altezza
media del sollevamento del centro di gravità, 45P =
potenza media, 45LA = concentrazione sierica di acido
lattico dopo i salti. TH BST = miglior tempo su due prove
di trecento metri eseguiti con una pausa di due minult.
AER LA= concentrazione ematica di acido lattico
riscontrata dopo una corsa al tappeto scorrevole di 6
minti ad una velocità di 13 km/h (test di efficienza dei
processi aerobici). DASH = tempo impiegato a
percorrere 30 m di sprint. Squat jump eseguito con un
sovraccarico pari al proprio peso: SJbwP = potenza
meccanica, SJbw= sollevamento del centro di gravità. Lo
spessore della freccia indica l'entità della significatività
statistica. La freccia tratteggiata rappresenta correlazione
negativa.
Sono state scelte queste prove poiché oltre a rappresentare delle valutazioni funzionali specifiche,
rappresentano pure dei mezzi di allenamento. Pertanto si è cercato di utilizzare valutazioni funzionali
molto riproducibili ed affidabili. L'idea che ha ispirato tale studio è stata cercare di dare una risposta alla
domanda: che relazione c'è tra la forza massimale e la potenza aerobica, tra la forza massimale e la
resistenza alla forza veloce, tra la forza massimale e la resistenza muscolare con un carico, e così via?
(Fig. 6.3).
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Le frecce indicano le connessioni esistenti tra i vari parametri studiati: si evidenzia che la Resistenza alla
Forza Veloce (RFV) rappresentata dai salti continui eseguiti per 45 s, per 30s con sovraccarico pari a 1/2
BW, ed alla migliore prestazione sui 300 m (TH BEST), non ha mostrato correlazione alcuna con la
efficienza del metabolismo aerobico (AER LA).
Questo suggerisce che i processi di generazione di energia biochimica, coinvolti in prestazioni massimali
che non durano più di un minuto, sono scarsamente influenzati dalle capacità aerobiche dell’atleta. Cioè
questi processi non rappresentano un fattore limitante per l'esecuzione del lavoro - I substrati metabolici
che sostengono sforzi limitati di questo tipo, sono da identificare nei pool fosforici (ATP CP), nei
processi glicolitici che conducono alla formazione di AL ed ai processi aerobici che vengono sostenuti
dalle riserve di ossigeno legate alla mioglobina. I risultati presentati nella Fig. 6.3 contraddicono le
vecchie teorie dell'allenamento, che suggeriscono a sostegno della RFV, una potenza aerobica elevata.
Come si può ben notare la RFV, espressa dai salti continui, è correlata fortemente con la FDM e con le
varie espressioni di forza esplosiva.
Nello stesso tempo alcuni processi biologici coinvolti nelle varie espressioni di forza esplosiva (SJ, CMJ)
sono comuni a quelli della RFV Molto interessante, anche se apparentemente potrebbe sembrare ovvia è
la relazione esistente tra SJbw ed i 30s con 1/2 BW. Infatti si evidenzia tra la FDM ed i 30s una forte
correlazione che presuppone una struttura biologica comune. In questo caso il sovraccarico è comune alle
due espressioni di sforzo. Pertanto i processi neuromuscolari coinvolti per la realizzazione della FDM
devono possedere caratteristiche biofisiche e metaboliche vicine a quelle coinvolte nei 30s. D'altra parte è
interessante notare la mancanza di correlazione tra 45s e la FDM. Questo non significa che per possedere
una elevata RFV non occorra possedere una elevata capacità di forza. Anzi, la base fondamentale della
RFV si deve identificare nella FDM. La mancanza di correlazione è dovuta innanzi tutto al numero esiguo
di soggetti esaminati e poi anche all' omogeneità del gruppo.
Pertanto l'ottenimento di significatività statistiche tra alcuni parametri dimostra la forte base biologica che
unisce queste variabili. La capacità di sprint rappresenta un 'attivazione muscolare e metabolica molto
comune sia ai parametri di RFV che a quelli di forza esplosiva (CMJ).
Forse l'aspetto più interessante di questo lavoro ci viene fornito sinteticamente dai valori presentati nella
Tavola 6. 1. Le modificazioni, indotte da due mesi di allenamento, per ogni singola variabile sono state
correlate con le modificazioni provocate nelle altre variabili. Cioè si è cerdi verificare se al miglioramento
di una proprietà fisiologica, per esempio la forza esplosiva(SJ), corrisponda un miglioramento delle altre
proprietà fisiologiche studiate, in questo caso sono state osservate correlazioni positive con i
miglioramenti raggiunti nel CMJ, sprint, 45s (potenza meccanica) e 5s (altezza e potenza)
Un' altra interessante osservazione viene fornita dal test di 45s. Infatti si osserva un incremento
statisticamente significativo dell'altezza media che non è correlato con nessun altro incremento. Nello
stesso tempo, le variazioni della potenza durante 45s, benché non abbiano prodotto significatività
statistica, hanno mostrato forte correlazione con altri parametri quali: SJ, CMJ, sprint, 5s (h e potenza),
30s (h e potenza). In conclusione, premesso che questo studio rappresenta l’inizio di una serie di
ricerche, la nostra intenzione è quella di verificare se le modificazioni indotte dall'allenamento di alcune
proprietà possano influenzare altre componenti biologiche. Occorre ricordare che l'allenamento
tradizionale, utilizzato dal gruppo di controllo, determinò solo un leggero miglioramento della forza
esplosiva(CMJ), Tutte le altre proprietà fisiologiche studiate, inclusi i test di RFV, non subirono
miglioramento alcuno Anche se il gruppo di controllo e quello sperimentale furono studiati all'inizio della
preparazione fisica, primo test a luglio e secondo a settembre, e quindi le loro condizioni di partenza non
erano ottimali.
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Tavola 6.1 - Matrice delle correlazioni sulle modificazioni fisiologiche causate da un periodo di allenamento sistematico eseguito da tredici
atleti di livello internazionale, appartenenti alla Nazionale italiana di sci alpino. Il livello di significatività statistica trovata con il test di
Pearson: = P < 0,05 ; = P < 0,01: ns = non significante. La freccia indica l’ incremento ( ) o il decremento ( )avvenuto tra prima e dopo
l’allenamento. I valori sono stati analizzai usando il test T di Student. Il livello di significatività è indicato dai numeri che seguono la freccia. 1
= P < 0,05, 2 = P < 0,01;3 = P < 0.001.
Occorre inoltre ricordare che trattandosi di atleti delle nazionali, questi sono stati sottoposti ad
allenamenti programmati per moltissimi anni e quindi non è da escludere che avessero raggiunto i loro
limiti fisiologici. L'uso sistematico e prolungato dei medesimi mezzi di allenamento conduce facil-mente
ad un appiattimento dello stimolo e quindi è molto difficile produrre miglioramenti ulteriori (Pollock,
1973). In contrasto con il gruppo sperimentale vennero utilizzati nuovi mezzi di allenamento, Questi
furono pro-grammati in funzione delle caratteristiche individuali e, nello stesso tempo, furono specifici e
mirati.
Anche l'eliminazione di effetti negativi, determinati da stimoli prodotti a bassa frequenza (corsa lenta),
potrebbe aver influenzato positivamente un marcato miglioramento delle capacità di FDM, RFV e forza
esplosiva osservate nel gruppo sperimentale.
La modulazione dei carichi di lavoro da noi impostata, è quella classica. All’inizio della preparazione, il
volume è stato preponderante sull'intensità. Nel prosieguo dell'allenamento l'intensità venne aumentata
ed il volume diminuito.
Purtroppo, non ci sono pubblicazioni chiare a riguardo. Alcune facilmente inducono il lettore a
conclusioni errate e molto pericolose.
1.2.5.2
Determinazione dei carichi per l’allenamento del RFV
Il miglioramento della RFV rappresenta uno dei problemi metodologici più difficile da affrontare. La
metodologia tradizionale prevede interventi di mezzi di allenamento da realizzare a tappe che si
presuppone dovrebbero indurre ad adattamenti biologici separati, secondo le proprietà biologiche
sollecitate. Cioè allenamento di resistenza prima, di forza massimale poi ed infine di forza esplosiva.
Tutto ciò sembra artificioso con connessioni fisiologiche consequenziali slegate e non dipendenti da una
evoluzione dinamica che abbia la stessa base e struttura funzionale (Bosco, Società Stampa Sportiva,
1992). E stata introdotta una nuova metodica per il miglioramento della forza esplosiva e della RFV
(Bosco, SSS, 1985), basata sui risultati di valutazione funzionale durante l'esecuzione di salti continui del
tipo CMJ per un breve periodo di tempo (10-60 s) e la stima indiretta della % di FT. Il concetto alla base
del nuovo metodo, è quello di stimolare nello stesso tempo più proprietà biologiche, per migliorarne le
capacità funzionali. Queste proprietà devono essere sollecitate al massimo delle loro possibilità attraverso
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stimoli mirati diretti e controllati. Infatti per esempio, il numero delle ripetizioni da eseguire non deve
essere stabilito a priori ma viene automaticamente determinato, analizzando l'andamento del lavoro e
della potenza durante un periodo di tempo (p.e. 30-60s) (Bosco, SdS-C.O.N.l., 1991). Un esempio ci
viene fornito da una analisi della Tavola 6.2. Per il soggetto A, si deduce che un lavoro muscolare
faticoso di RFV, costituito da salti continui del tipo CMJ, può essere proseguito senza problema per
almeno 30s. In contrasto, il soggetto D, nonostante abbia iniziato la prova controllando molto lo sforzo,
già dopo 30s di salti faceva registrare decrementi molto marcati del lavoro e della potenza. Questi principi
hanno guidato la programmazione dell'allenamento degli atleti appartenenti alla nazionale di sci alpino.
Determinare, per ogni atleta il numero delle ripetizioni da eseguire, significa sviluppare e somministrare
allenamenti specifici e mirati. In questo modo si possono evitare sollecitazioni di proprietà fisiche non
desiderate ed i relativi adattamenti biologici (Bosco SSS, 1990).
Le Figure 6.4 e 6.5 mostrano i risultati ottenuti con gli atleti maschi e femmine della Nazionale Italiana si
Sci Alpino durante l'esecuzione di 60s
Soggetti
A
B
C
D
E
F
SJ, cm
47.5
55
41.5
41.1
51.5
47.2
CMJ,cm
51. 2
56. 3
44.5
50.3
54.8
52.2
SJbw, cm
16.0
22.\
16.6
15.5
15.6
16.8
prove
Bosco Incl.
0.31 0.39
0.37
0.31
0.28
0.32
60s salti
0-15, cm
h
48
48
41
41
47
42
0-15, w
P
31.3
30.5
29.7
29.4
30
31.8
15s/cmj%
0.94 0.85
0.92
0.82
0.86
0.80
15-30, cm
h
43
39
33
33
38
38
15-30, w
P
28.7
24.9
23.4
23.7
24.8
28.6
15-30%
0.90 0.81
30-45, cm
h
30-45, w
P
30-45%
37
24.8
0.77
45-60, cm
h
45-60, w
P
45-60%
29
28
18.6
0.58
15
0.80
28
20.5
0.68
23
19.3 9.3
0.60
17.6
0.31
0.56
0.80
24
17.4
0.59
0.81
0.90
27
28
18.2
21.1
0.57
0.67
16
18
21
11.6
12.7
15.2
0.39
0-60, cm
h
39
33
31
28
0-60, w
P
26.1
20.8
22.8
20.5
0.38
32
21.4
0.50
32
24.2
Tavola 6.2 _ Capacità di resistere a sviluppare potenza meccanica (P) e lavoro, espressa dai valori medi della altezza (h) ottenuta durante una
prova di 60s e calcolata per tutta la prova (O 60) e per ogni 15s. 1 valori di SJ, CMJ, SJbw ed indice di Bosco sono pure presentati per atleti
maschi della nazionale di sci alpino.
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Figura 6.4 - Valori medi e SD del sollevamento del centro di gravità durante il test di 60s di salti continui eseguito sulle atlete della Nazionale
Femminile Italiana di Sci Alpino. La freccia indica il numero ottimale di salti, in cui il lavoro realizzato raggiungeva livelli non inferiori al 10%
dei valori iniziali (da: Bosco-Cotelli, 1995).
Figura 6.5 - Valori medi e SD del sollevamento del centro di gravità durante il test di 60s di salti continui eseguiti sugli atleti della Nazionale
Maschile Italiana di Sci Alpino. La freccia indica il numero ottimale di salti, in cui il lavoro realizzato raggiungeva livelli non inferiori 10%
dei valori iniziali (da: Bosco-Cotelli, 1995).
di salti continui. Dopo circa 11 salti le atlete mostrarono un decremento superiore al 10% del valore
iniziale (Fig. 6.4), nei maschi invece questo si verificò dopo 16 salti (Fig. 6.5). Questi esempi ci indicano
come è relativamente facile individuare in ogni soggetto o gruppo il numero di salti ottimali che
permettono di esprimere le più elevate capacità di lavoro e quindi di forza esplosiva. Utilizzando questo
metodo sono stati calcolati il numero di ripetizioni ottimali da eseguire per migliorare la RFY. Nel caso
dei maschi, nella media questi dovevano eseguire 16 ripetizioni, mentre nelle donne il numero era ridotto
a solo 10-12. Le ripetizioni di salti venivano realizzate sia senza carichi che con carichi che variavano dal
20 al 40% del peso corporeo. Il numero totale di salti, in una seduta, può raggiungere i 100-150. Le pause
di riposo fra le serie devono essere lunghe (3-4 min).
Confortati dai risultati ottenuti con gli atleti dello Sci alpino, abbiamo utilizzato questo sistema nel 19941995, con le atlete della Nazionale Italiana di Basket. Infatti, il programma di lavoro prevedeva la
somministrazione di carichi specifici per il miglioramento della RFV senza usare allenamenti diretti a
migliorare la potenza aerobica. Prima di somministrare i carichi di lavoro, le atlete furono sottoposte ad
una serie di prove funzionali per determinare il livello di efficienza fisica e le caratteristiche fisiologiche
più rilevanti. Le prove a cui furono sottoposte erano le seguenti: Potenza muscolare rilevata con
Biorobot/Ergopower durante un salto e 5s di salti continui eseguiti con carico pari al 50% del peso
corporeo; misurazione della capacità di salto durante l'esecuzione di salti continui eseguiti a ginocchia
bloccate (test di Bosco- Vittori); salto con il contromovimento, accelerazione di 18m; corsa a navetta (18
m andata e 18 m ritorno); salti continui per 30s; potenza aerobica; calcolo della capacità di decelerazione
attraverso il calcolo della differenza di prestazione tra un sprint e una corsa di andata e ritorno della stessa
distanza dello sprint. Le capacità di salto furono controllate con Ergojump-Bosco System (MAGICA,
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Roma), il controllo del consumo di ossigeno venne eseguito nel Laboratorio di Fisiologia e Biomeccanica
dell'Istituto di Scienza dello Sport (CONI - Roma). I risultati ottenuti furono molto positivi, tanto che le
atlete si qualificarono per le Olimpiadi. Le connessioni fra i parametri studiati, hanno dimostrato la
mancanza assoluta di correlazione tra la potenza aerobica e gli altri parametri: quindi possedere un
massimo consumo di ossigeno elevato non era indispensabile per possedere una RFV elevata (Fig. 6.6).
In contrasto, i 30 m sono risultati altamente correlati con la forza esplosiva, suggerendo quale tipo di
lavoro si deve realizzare affinché si possa modificare e migliorare la resistenza alla forza veloce. Ancora
una volta le indagini svolte con le giocatrici di basket suggeriscono che la RFV non è assolutamente
connessa alla potenza aerobica, mentre esistono forti correlazioni tra i vari parametri che rappresentano il
sistema neuromuscolare. I risultati osservati sia con gli atleti/e della nazionale di Sci Alpino che quelli
con le atlete della Nazionale di Basket fortificano le ipotesi di Bosco e le correlazioni mostrate
precedentemente (vedi Fig. 6.7).
Figura 6.6 -. Correlazione. Tra le prove di :Potenza muscolare rilevata con Ergopower durante un salto e 5s di salti continui eseguiti con carico
pari al 50% del peso corporeo; misurazione della capacità di salto durame l'esecuzione di salti continui eseguiti a ginocchia bloccate (test di
Bosco-Vittori);salto con il contromovimento, accelerazione di 18m; corsa a navetta(18 m andata e 18 ritorno); salti continui per 30 s; potenza
aerobica; calcolo della capacità di decelerazione attraverso il calcolo della differenza di prestazione tra uno sprint e una corsa di andata e
ritorno della stessa distanza dello sprint, rilevate su 11 atlete della Nazionale Italiana di Pallacanestro (da: Bosco,Amodio. Faina, 1995).
Figura 6.7 - Relazione tra i vari parametri che costituiscono il test di Bosco Bosco e la potenza aerobica (VO2 . max). La linea continua denota
correlazione positiva e quella tratteggiata negativa. Gli schemi mostrano il livello di significatività statistica: *P < 0,05; **P < 001; ***P <
0.01;ns = non significativa.
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1.2.6
CONSIDERAZIONI FISIOLOGICHE SULLA RESISTENZA ALLA FORZA VELOCE
Cercare di conoscere i fenomeni che sono alla base della RFV è arduo e difficile, nonostante ciò non ci si
può esimere dal fare dei tentativi al fine di cercare di determinare gli aspetti fondamentali che governano i
processi biologici che si trovano alla base della RFV. Se esaminiamo per esempio uno sforzo massimale e
prolungato, come quello che si realizza durante l'esecuzione di 60s di salti continui, si può notare che all
'inizio dello sforzo tutte le fibre vengono reclutate, sia le veloci che le lente. Con il proseguimento del
lavoro le fibre che si affaticheranno più velocemente saranno le fibre veloci, mentre quelle lente possono
continuare a produrre energia meccanica. Con il passare del tempo, quindi si affaticheranno prima le fibre
veloci, poi quelle intermedie e alla fine anche quelle lente (Fig. 7.1). Questo avviene se all'inizio dello
sforzo il soggetto ha esercitato il massimo impegno volontario al fine di sviluppare la potenza massima
che può realizzare. Se, invece, si lavora con carichi submassimali e lo sforzo iniziale non è massimale, ma
volontariamente si cerca di sviluppare potenze inferiori a quelle che si possono realizzare, il pattern di
reclutamento avviene proprio al contrario. Infatti le fibre lente sono quelle ad essere utilizzate per prime,
continuando a lavorare, nel tempo, quelle lente si affaticheranno e quindi verranno reclutate quelle veloci.
(Fig. 7.2). Questi due esempi sono dei casi estremi, dato che sforzi così prolungati nel tempo non è
possibile utilizzarli come mezzo di allenamento e quindi non possono essere eseguiti per più di una serie.
Se invece il tempo di lavoro fosse minore, allora si potrebbe pensare di eseguire più serie di lavoro,
rispettando logicamente delle pause di recupero. Il problema nasce a questo punto dal fatto connesso al
tempo di recupero da rispettare, pertanto, prima di iniziare una seconda serie per quanto tempo si deve
recuperare? Un minuto, tre minuti, non si sa! Se la pausa è breve, essendo le fibre lente quelle che
recuperano per prime, ne risulta che le ripetizioni che eseguirò verranno realizzate prevalentemente con
l'intervento di quest'ultime. Quindi se si eseguono alcune serie una dietro l'altra con pause brevi si
stimoleranno prevalentemente le fibre lente, perche quelle veloci non hanno il tempo di recuperare; se,
invece, si rispetta un periodo di pausa più lungo, si darà il tempo alle fibre veloci di recuperare e nella
serie successiva potranno essere reclutate e stimolate (Fig. 7.3).
Figura 7.1 - Rappresentazione schematica del pattern di reclutamento muscolare durante 60s di salti continui. Nei primi 15s di lavoro le fibre
veloci (FT) sono quelle che si affaticano prima. Con il continuare del lavoro sia le fibre intermedie (FTa) che quelle lente (ST) subiranno
fenomeni di affaticamento (da: Bosco e coll., 1983. 1985).
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Figura 7.2 - Rappresentazione schematica del
pattern di reclutamento muscolare durante sforzi
submassimali. All'inizio il lavoro viene realizzato
con il reclutamenta di fibre lente (ST).
Continuando, per effetto della fatica, verranno
reclutate successivamenre le fibre intermedie
(FTa) e quelle veloci (FT) (modificato da: Costill,
1980; Zatsiorsky, 1992; Bosco, 1992).
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Un altro interessante aspetto che caratterizza la resistenza alla forza veloce viene fornito dallo studio delle
variazioni dei processi metabolici che si verificano durante 60s di salti continui. Analizzando l'evoluzione
della potenza muscolare durante la prestazione di 60s di salti, si nota che dopo i primi secondi si verifica
un decremento curvilineo della potenza. All'inizio l'energia fornita per produrre lavoro proviene dalla
scissione di ATP e creatinfosfato; a metà periodo si instaura un marcato rifornimento di energia attraverso
il metabolismo anaerobico lattacido, mentre la componente aerobica è di modesta entità (vedi Capitolo I,
Fig. 1.15). Occorre ricordare che la capacità di poter sviluppare potenze elevate per 60s di sforzo continuo
(salti), non è collegata solo a processi metabolici, ma ad altri fattori di natura meccanica (riuso di energia
elastica) e a fattori di origine ormonale (elevata concentrazione di testosterone) (Bosco e coll., 1983,
1986, 1996b) che sono direttamente collegati alla prestazione. Quindi c'è una interazione molto
complessa che va dalle perturbazioni metaboliche, alle perturbazioni ormonali a quelle neurogene, ecc. A
questo proposito vorrei ricordare che la resistenza alla forza veloce è intimamente collegata alla forza
esplosiva ed alla forza veloce. In relazione a queste ultime, recentemente abbiamo scoperto dei fenomeni
molto interessanti. La forza esplosiva, base fondamentale per i giochi di squadra, non è differente tra
maschi e femmine fino all'età di 10-11 anni; a 12 anni inizia ad esserci una leggera differenza, mentre a
14 anni già si nota una marcata superiorità dei giovani sulle ragazze (Fig. 7.4). Le variazioni di forza
esplosiva che si riscontrano nei due sessi con l'età seguono
Figura 7.3 - Rappresentazione schematica del pattern di reclutamento muscolare dopo sforzi sub-massimali. Dopo lo sforzo (1 min) le fibre lente
(ST) sono quelle che recuperano prima. Successivamente recupereranno quelle del tipo FTa ed infine le FTb (Bosco, 1992).
Figura 7.4 - Sollevamento del centro di gravità nel CMJ registrato a giovani in età pre e puberale (da: Bosco, 1992).
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Figura 7.5 - La concentrazione plasmatica di testosterone misurata in giovani della stessa età (da: Reiter e Root, 1975).
parallele le modificazioni della concentrazione plasmatica di testosterone (Fig. 7.5). Infatti, nella fase
prepuberale (8-10 anni) la concentrazione di testosterone nei due sessi non è così marcata, mentre diventa
drammaticamente più alta nei maschi nel periodo puberale. Proprio a queste variazioni ormonali
corrispondono modificazioni della forza esplosiva nei due sessi. In tal senso, si è riusciti per la prima
volta al mondo, a dimostrare come la forza esplosiva in soggetti adulti fosse correlata con la
concentrazione plasmatica di testosterone (Fig. 7.6).
Figura 7.6 - Correlazione tra lo concentrazione sierica di testosterone e la forza esplosiva misurata con il contromovimento registrata in
velociste, velocisti e calciatori professionisti. *** P < 0,001.
Queste osservazioni, hanno suggerito che il testosterone fosse connesso direttamente alla forza esplosiva
e non, come si pensava fino a quel momento, alla forza massima. Occorre ricordare che, fino ad ora, sia
nella letteratura nazionale che internazionale il testosterone veniva connesso alla forza massimale
(ipertropofia, sezione trasversale) e non alla forza esplosiva. Queste analisi, invece, ci hanno portato a
conclusioni differenti. Studi condotti insieme ai Proff. Bonomi, Colli, Tranquilli e coll. su atleti maschi e
femmine di livello nazionale praticanti atletica leggera ci hanno condotto a scoperte molto interessanti.
Infatti, abbiamo osservato che la potenza espressa con un carico submassimale (50% del peso del corpo),
durante esercitazione di 1/2 squat, che permetteva di sviluppare alte velocità, era di gran lunga più alta nei
maschi rispetto alle femmine. Nel momento in cui il carico veniva aumentato fino a raggiungere valori
massimali (250% del peso del corpo), la differenza nei due sessi scompariva (Fig. 7.7), nello stesso
tempo., i maschi mostravano valori molto più alti che le femmine nella prestazione di sprint di 60m.
Questi risultati suggerivano che il testosterone doveva essere collegato con la velocità e non con la forza
massimale. Se queste osservazioni fossero state esatte, allora si sarebbe dovuta trovare correlazione tra il
testosterone e la velocità. Ebbene, ulteriori ricerche hanno confermato quanto ipotizzato. Infatti, come
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mostra- to nella Fig. 7.8, esiste una forte correlazione tra il testosterone plasmatico e la velocità di corsa
nei 60 m.
Figura 7.7 - Valori medi della concentrazione sierica di testosterone osservata in atleti ed atlete sprinter della nazionale italiana di atletica
leggera. Inoltre i valori medi della potenza meccanica calcolata durante 112 squat eseguito con un carico pari al 50% del peso del corpo e con
un carico pari 250% del peso corporeo, sono presentati unicamente alla velocità media registrata sui 60 metri. Gli asterischi denotano i/livello
di differenze statistiche (test t-di Student per valori non accoppiati) riscontrate fra i due gruppi (da: Bosco e coll.. 1996d).
Figura 7.8 - Correlazione tra lo concentrazione sierica di testosterone e la velocità di 60 m registrate in velociste, velocisti e calciatori
professionisti *** P < 0,001.
Questi risultati occorre osservarli con cautela, altrimenti ci possono condurre a considerazioni
completamente errate. Se è vero che esiste una connessione tra il testosterone e la velocità pura, nello
stesso tempo è anche vero che, per effetto dell'allenamento, molte qualità fisiche e proprietà fisiologiche
possono essere migliorate. Un esempio molto chiaro ci viene fornito dai risultati presentati nella Fig 7.9.
Infatti confrontando la capacità di sprint tra femmine (velociste) e maschi (calciatori), nonostante questi
ultimi possedessero una concentrazione sierica di testosterone 6 volte più alta delle femmine, la velocità
sui 60m risultò essere simile. Questo ci suggerisce che, attraverso l'allenamento, si possono migliorare
delle qualità senza che l'influenza ormonale possa essere determinante. Innanzi tutto analizzando la
concentrazione di testosterone nei calciatori e nei velocisti, questi ultimi mostravano di possedere
concentrazione maggiore che i calciatori. Con molta probabilità, ad influenzare la concentrazione di
testosterone potrebbe essere il tipo di allenamento praticato. Mentre gli sprinter prevalentemente lavorano
sia sulla forza che sulla velocità, i calciatori dedicano molto tempo a migliorare anche il metabolismo
ossidativo quindi la resistenza. A questo proposito recentemente è stata osservata una correlazione inversa
tra la potenza aerobica e la concentrazione di testosterone (Bosco e coll., 1996a). Cioè negli atleti che
possedevano una migliore potenza
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Figura 7.9 - Valori medi della concentrazione sierica di testosterone e della velocità media sui 60m piani osservata in atleti ed atlete sprinter e
calciatori professionisti. Gli asterischi denotano il livello di differenze statistiche (test t-di Student per valori non accoppiati) riscontrate fra i due
gruppi (da: Bosco e coll., 1996d).
aerobica, il livello di testosterone era più basso. Una spiegazione di questo fenomeno potrebbe essere data
dal fatto che gli allenamenti di endurance (potenza aerobica) per risultare efficaci, devono senza dubbio
provocare adattamenti di natura biochimica ed ormonale. Fra gli adattamenti di natura biochimica, si
possono elencare quelli connessi ai processi ossidati vi che avvengono nei mitocondri (aumento degli
enzimi quali: succinnato e riduttasi, citocromo e ossidasi, malato deidrogenasi, ecc), il miglioramento del
metabolismo dei grassi, ecc. Fra quelli di natura ormonale, l'aumento delle dopamine ed in modo
particolare delle l3-endorfine, sono quelli che maggiormente potrebbero influenzare le capacità di forza
esplosiva e la velocità. E’ un fenomeno già ben conosciuto quello relativo all'incremento delle l3endorfine, che avviene praticando la corsa lenta e protratta nel tempo. Infatti, una concentrazione elevata
di questi ormoni permette di sopportare con maggiore facilità la fatica ed il lavoro strenuo, tanto da
provocare un senso di benessere generale chiamato "euforia del corridore". Nello stesso tempo una
concentrazione elevata di l3-endorfine inibirebbe l'ormone luteinizzante (LH) che a sua volta cesserebbe
di stimolare le gonadi a produrre testosterone. Pertanto, esercitazioni prolungate di corsa lenta e protratte
nel tempo determinano a livello muscolare, una trasmissione di impulsi a bassa frequenza, che inibiscono
la capacità di sviluppare movimenti che richiedono alte frequenze di stimolazione (stiffness) ed una
marcata azione inibente della produzione di testosterone, che è connesso alla velocità. A questo punto
riesce difficile pensare un tipo di allenamento che possa determinare un incremento della potenza
aerobica senza determinare effetti negativi sulla forza esplosiva e la velocità. Una risposta a questi
problemi viene suggerita dalle esercitazione introdotte da Bosco nel 1990: la corsa con variazione di
velocità (CCVV). Infatti con la CCVV si migliora la potenza aerobica senza provocare influenze negative
sulla forza esplosiva e la velocità. Anzi, studi realizzati con calciatori professionisti insieme al Prof.
Bianchetti, hanno evidenziato che ad un aumento della capacità aerobica corrispondeva parallelamente un
incremento di forza esplosiva, quando la CCVV veniva utilizzata insieme ad esercitazioni di salti e balzi.
1.2.6.1
Relazione tra Testosterone e RFV
Il testosterone è un ormone indispensabile per la forza esplosiva, non solo ma è anche fondamentale nella
resistenza alla forza veloce. Infatti, gli studi condotti da Bosco e coll. (1995, 1996a, b), hanno dimostrato,
per la prima volta al mondo, che la capacità di reiterare la forza esplosiva è collegata con l'entità di
testosterone circolante (Fig. 7.lOA, B). Secondo l'ipotesi suggerita da Bosco e coll. (1996c), la presenza
elevata di testosterone favorirebbe a livello cellulare una migliore funzione biochimica e meccanica del
muscolo.
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Figura 7.10 - Correlazione tra le variazioni dei livelli di testosterone con la potenza media (A) e l’altezza media (B) durante 60s di salti continui
(Da Bosco e coll. 1996b).
Con molta probabilità la presenza di testosterone a livello cellulare potenzierebbe l'attività del CA e
questo, a sua volta, favorirebbe lo sviluppo di elevati gradienti di potenza muscolare. Se tutto ciò è vero
uno degli scopi. fondamentali dell'allenamento dovrebbe essere quello di utilizzare carichi di lavoro
idonei a stimolare l'increzione e quindi l'incremento del testosterone endogeno. Studi condotti su atleti di
livello internazionale praticanti sollevamento pesi, body building e velocità, hanno dimostrato che con
allenamenti veloci eseguiti con il bilanciere (strappi e alzate) che sono esercitazioni tipiche di sollevatori
e velocisti, si determina uno stimolo ed un incremento di testosterone dopo il lavoro. Proprio questo
incremento di testosterone è quello che poi potrebbe essere utilizzato nella forza esplosiva e nello sprint.
Occorre ricordare che, prima di queste scoperte, l'unico collegamento tra l'allenamento di forza massimale
e la forza esplosiva era quello connesso alla frequenza degli stimoli nervosi, che è altissima nelle due
espressioni di forza. Invece, queste nuove scoperte ci hanno permesso di osservare nuovi legami tra la
sfera ormonale e quella biochimica e strutturale. Quando si lavora per sviluppare la forza veloce, si inizia
prima a lavorare con i carichi massimali. Ma perché lavoriamo con la forza massimale? Secondo le nostre
idee si lavora con la forza massimale per fare in modo che ci siano alti livelli di testosterone circolante, in
quanto con alti livelli di testosterone circolante si favorirebbe la fenotipizzazione delle fibre veloci
(Kraemer 1992) e il soggetto migliorerebbe la velocità. Migliorare la velocità significa ottenere risultati
che desideriamo, perché la resistenza alla velocità è connessa alla velocità massimale. Maggiore è la
capacità di forza esplosiva, migliore e la capacita del soggetto di resistere alla forza veloce e di reiterare
forza veloce nel tempo.
1.2.6.2
Effetti dell’allenamento sulla RFV
Studi sulle modificazioni indotte dall'allenamento sulla potenza aerobica o sulla soglia anaerobica sono
facilmente reperibili nella letterature internazionale. Invece, molto poco si conosce ed è stato pubblicato
sugli effetti indotti dall'allenamento sulla RFV. Sembra abbastanza interessante lo studio longitudinale da
noi condotto (Bosco e coll., 1989-1994) con gli atleti maschi e femmine della Nazionale Italiana di Sci
Alpino. Le atlete e gli atleti, da noi studiati, furono sottoposti a prove di valutazione funzionale
periodicamente con il test di Bosco (1983) per controllare gli effetti dei carichi di lavoro sulla RFV. Le
donne furono sottoposte a 45s di salti continui (SC) mentre gli uomini a 60s di Sci. Dopo cinque anni le
femmine non dimostrarono alcun miglioramento (Fig. 7.11), invece i maschi fecero registrare degli
incrementi, statisticamente significativi, solo nei primi 30s di lavoro (Fig. 7.12). Sebbene tutti gli atleti da
noi seguiti fossero di livello internazionale e quindi sottoposti ad allenamenti sistematici quotidiani, solo
in due atleti: una donna (DC) ed un uomo (AT) di valore mondiale assoluto (entrambi vincitori olimpici),
si osservò un marcato miglioramento della RFV (Figg. 7.11 e 7.12). Questi risultati dimostrano
chiaramente che in atleti di livello internazionale, migliorare le qualità fisiche che possano effettivamente
sostenere le caratteristiche tecniche non è facile. Inoltre, qualora l'allenamento sistematico riuscisse a
modificare e migliorare le proprietà fisiologiche specifiche (cioè richieste nell'ergonomia della
prestazione), allora questi miglioramenti sarebbero di aiuto nell'influenzare con efficacia la realizzazione
concreta delle qualità tecniche, che poi sono le uniche caratteristiche che distinguono un fuoriclasse da un
atleta di livello internazionale. In ogni caso lo studio di questi atleti dimostra che la RFV è una qualità
fisiologica che può essere migliorata con l'allenamento. Anzi dopo la Fmax, la RFV è la proprietà
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fisiologica che più facilmente può essere migliorata, dato che le caratteristiche biologiche su cui si può
agire sono molte e diverse fra di loro.
1.2.6.3
Adattamenti specifici nei due sessi sulla RFV
Confrontando i risultati delle Figure 7.11 e 7.12 si nota facilmente che gli uomini possiedono valori
iniziali (primi 15s) enormemente più elevati di quelli osservati nelle donne (20%). Ma ancor più rilevante
sembra il fatto che dopo 45s di lavoro, le donne evidenziano un decremento più marcato di quello
osservato negli uomini (30% Vs. 20% rispettivamente). Questi risultati sono suffragati da altre
osservazioni, sempre realizzate con gli atleti della nazionale Italiana di Sci Alpino. Infatti, come mostrato
in Fig. 7 .13A, i livelli di prestazione nei 45s di SC negli uomini risultano essere del 30% più
Figura 7.11 - Modificazioni
longitudinali della capacilà di
salto sviluppata durante 60s di
salti continui con il test di Bosco.
I risultati rappresentano i valori
medi registrali su sette atlete
della nazionale italiana di sci
alpino, mentre i valori presentati
a sinistra della figura sono stati
registrati su un'atleta di livello
internazionale
(da:
Bosco
1996,d;
Bosco,
Cotelli,
D'Urbano).
Figura 7.12 - Modificazioni
longitudinali della capacità di
salto sviluppata durante 60s di
salti continui con il test di Bosco.
I risultati rappresentano i valori
medi registrati su sette atleti
della nazionale italiana di sci
alpino, mentre i valori presentati
a sinistra della figura sono stati
registrati su un atleta di livello
internazionale (da: Bosco 1996,
d; Bosco, Cotelli, D'Urbano).
elevati di quelli delle donne. Innanzi tutto occorre chiedersi perché gli uomini presentano valori del 30%
circa più elevati delle donne. Inoltre, perché l'effetto della fatica, durante prestazioni di forza veloce, nelle
donne si evidenzia con maggiore incisività? Quali sono i meccanismi biologici che distinguono questo
differente comportamento e che vedono gli uomini più favoriti nel reiterare la forza esplosiva nel tempo?
Nel capitolo precedente sono stati ampiamente trattati gli effetti provocati dalle variazioni di pH sulla
capacità di lavoro del muscolo e quindi sulla RFV. Essendo l'abbassamento del pH connesso
biologicamente ad un incremento di acido lattico (AL), tutto ciò potrebbe suggerire che, se la RFV
dipendesse prevalentemente da fattori di inibizione determinati da perturbazione del pH, le donne
dovrebbero presentare concentrazioni di AL, a parità di lavoro e di potenza degli uomini, molto più
elevate. Effettivamente, benché i livelli di AL nelle donne durante 45s di SC siano inferiori a quelli degli
uomini (Fig. 7.13B), nel momento in cui si prende in considerazione sia il lavoro che la potenza
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sviluppata (Fig. 7 .I3A), nelle donne la produzione di AL risulta essere più elevata. Per quale motivo le
donne presentano questo comportamento? Che abbiano una percentuale di fibre veloci maggiore è
completamente da escludere, anche se non si può dimostrarlo istologicamente non essendo stati effettuati
prelievi bioptici. Infatti, se le donne possedessero una percentuale più ricca di FT, automaticamente
presenterebbero valori iniziali di forza esplosiva e di potenza durante i 45s di SC molto più elevati.
Quindi, altri fattori dovrebbero essere alla base di questo così marcato tipo di comportamento che vede le
donne affaticarsi molto più velocemente che gli uomini durante prestazioni di forza veloce. Forse a
favorire gli uomini, in prestazioni di RFV, potrebbe essere una maggiore concentrazione di testosterone
circolante. Come precedentemente suggerito (Bosco 1995, 1196a, b, c), durante prestazioni di reiterazione
di forza veloce, sembra che siano favoriti i soggetti che possiedono maggiore quantità di testosterone e/o
coloro i quali riescono, durante la prestazione stessa (l'esecuzione di 60s di SC), a stimolare le gonadi in
modo da favorire una increzione di testosterone durante il lavoro stesso. Una elevata concentrazione di
testosterone, con molta probabilità, favorirebbe il potenziamento della pompa CA (Rolling e coll., 1996) e
che quindi risulterebbe essere meno perturbata da un abbassamento di pH indotto da un aumento di
produzione di AL. Tutto ciò favorirebbe la RFV che è connessa alla capacità di reclutare un elevato
numero di FT.
Figura 7.13 – Valori medi (SD) del tempo di
percorrenza 300m, capacità di salto durante
45s di salti continui, potenza media durante
30s di salti continui eseguiti con un carico
pari al 50% del peso del corpo e consumo di
ossigeno misurato con il test di Maritani (A).
Concentrazione ematica di acido lattico
osservato dopo la prestazione delle singole
prove (B). Gli asterischi denotano la
significativa statistica test –t di Student,
valori non accoppiati) * P < 0,05 *** P <
0,001 (A) e *** P < 0,001 (B).
Per le considerazioni riguardo la valutazione della resistenza alla forza veloce con il Test di Bosco si rimanda al capitolo 2.2.6.
1.2.7
L’INFLUENZA DEL TESTOSTERONE SULLA FORZA
1.2.7.1
La forza esplosiva
In tutte le specialità di atletica leggera ed in moltissime discipline spor¬tive (scherma, sci alpino, tennis,
ecc.), il miglioramento della prestazione è collegato direttamente al miglioramento della potenza
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muscolare. La potenza muscolare a sua volta dipende da due fattori fondamentali: uno energetico e l'altro
neuromuscolare. Le capacità dei sistemi energetici di produrre elevate quantità di energia biochimica
caratterizzano le specialità di corsa (dai 100 m alla maratona). Nelle discipline di corsa veloce (100-400
m.), oltre ai sistemi bioenergetici (potenza anaerobica alattacida e lattacida e resistenza alla forza veloce),
un ruolo molto importante spetta alle proprietà neuromuscolari. Queste caratteristiche fisiologiche sono
quelle che determinano la capacità di sviluppare in brevissimo tempo elevati gradienti di foza (Fig. 16.1).
Figura 16.1 - Forzo di reazione del terreno nella direzione verticale durante differenti velocità. Passando da velocità bassa (2-4 m/s) ad
altissima velocità (10-12 m/s) il tempo di contatto si fa sempre più piccolo e la forza sempre più elevata (da: Bosco 1992. Track Technique, 124).
La capacità di sviluppare gradienti di forza massimale in forma balistica caratterizza tutte le specialità dei
salti, dei lanci oltre che lo sprint (Fig. 16.2).
Figura 16.2 - Forza di reazione del terreno nella direzione verticale (A) ed orizzontale (B) durante lo stacco del salto in lungo (da: Bosco C,
Luhronen P. K ami PV, 1976. Biomechanics V-B. pp. 174-180).
Quindi la forza esplosiva (FE) rappresenta la qualità muscolare fondamentale per moltissime discipline
sportive. Una definizione completa e scientificamente esatta della FE non è facile trovarla. Nonostante
ciò, si è avuta la possibilità di identificare i fattori e gli elementi che contribuiscono alla sua
manifestazione.
I fattori che sono stati individuati come strettamente collegati alla FE sono i seguenti:
1) frequenza degli impulsi nervosi che dal cervello arrivano ai muscoli;
2) numero delle fibre muscolari a cui vengono inviati i messaggi;
3) influenza dei biofeedback, delle cellule di Renshaw, dei propriocettori (o fusi muscolari), dei
corpuscoli tendinei del Golgi (Golgi Tendon Organs GTO), dei recettori articolari ecc., a livello
spinale e/o sopraspinale;
4) tipo di fibre muscolari (Fibre veloci (FT), e/o lente (ST), ed intermedie (FTR);
5) dimensione e tensione prodotta da ciascuna fibra muscolare, che dipendono rispettivamente dalle
masse e dal peso molecolare della struttura proteica che costituisce la fibra;
6) condizioni fisiologiche in cui si trova la fibra muscolare prima che venga sviluppata la forza
esplosiva (stato di riposo, attivo), cioè se il lavoro concentrico o positivo viene eseguito dopo uno
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stiramento attivo (lavoro eccentrico) del muscolo o se viene prodotto partendo da condizioni di
riposo;
7) stato di allenamento in cui si trova la fibra muscolare: questo interessa sia il comportamento
neuromuscolare che quello metabolico della fibra stessa;
8) livello della concentrazione di testosterone in circolo.
La forza muscolare e la velocità sviluppate dal lavoro muscolare sono difficili da distinguere l'una
dall'altra. Ambedue vengono prodotte dallo stesso meccanismo di controllo e guida che è il sistema
neuromuscolare. La velocità di contrazione di un muscolo dipende dall'entità del carico esterno; con
carichi alti si ottengono velocità basse e viceversa (Hill 1938). Il prodotto della forza estrinsecata e della
velocità sviluppata determina la potenza meccanica che il muscolo può realizzare con quel determinato
carico. La potenza massima (Pmax) che un muscolo sviluppa si ottiene generalmente quando la forza
raggiunge il 35-45% della forza massimale (Fmax) ed il 35-45% della massima velocità di accorciamento
(Vo); questo si verifica sia nel muscolo isolato (Hill, 1938) che in vivo (Bosco e coll., 1982). La FE si
può identificare con la Pmax, dato che rappresenta l'espressione più elevata di produzione lavoro, in
brevissimo tempo, che coinvolge sia i meccanismi neuromuscolari che quelli morfologici e strutturali.
1.2.7.2
La forza massimale e la forza dinamica massima
La Fmax che si misura generalmente con una RM o con full squat e la FDM che descrive la capacità di
sollevare un carico, pari al peso del corpo, durante l'esecuzione del mezzo squat jump (Bosco, 1985),
contrariamente a quanto si pensa non sono prerequisisti essenziali per poter eccellere in molte discipline
sportive. Ciononostante, possedere un livello elevato di Fmax e di FDM è fondamentale per poter
sviluppare gradienti elevati di forza esplosiva (forza veloce, forza rapida). Tutto ciò è conosciuto
empiricamente ed è applicato praticamente da allenatori e metodologi dell'allenamento nei loro piani di
lavoro. Infatti i programmi di lavoro muscolare prevedono un inizio di stimolo allenante rivolto al
miglioramento dei processi biologici che sono alla base dello sviluppo della Fmax e della FDM e,
successivamente, una focalizzazione di lavoro specifico sulla forza esplosiva e su quella speciale. In altri
termini, si cerca di incrementare il livello di Fmax e FDM, di stabilizzarne il rendimento, per poterle
successivamente trasformare in forza esplisiva (forza veloce, ecc.). Questi processi, fra l’altro complessi
e complicati, possono essere praticamente realizzati poiché le basi dei fenomeni biologici che
caratterizzano lo sviluppo di Fmax e di FDM non sono dissimili da quelli connessi allo sviluppo della
forza esplosiva. Logicamente esistono parametri e fenomeni biologici completamente differenti, per
esempio la relazione tra la forza e la velocità, ma il compito della scienza dell'allenamento è proprio
cercare di trovare le soluzioni migliori che permettano di trasformare e trasferire gli adattamenti biologici
prodotti dall'allenamento della forza massimale in quelli che sono utili allo sviluppo di elevati livelli di
forza esplosiva. La vecchia metodologia dell 'allenamento prevedeva all'inizio di preparazione un periodo
di allenamento rivolto esclusivamente al miglioramento della Fmax (2-3 mesi) e successivamente un
periodo di trasformazione a cui ne seguiva un altro di allenamento di forza speciale. Le nuove concezioni,
supportate da esperienze di natura empirica e sperimentale, prevedono lavori di forza massimale e di
forza esplosiva nello stesso periodo; all'inizio della preparazione viene enfatizzata di più la Fmax,
successivamente quella esplosiva e la forza speciale (specialmente prima della stagione agonistica).
Una disamina dei processi biologici che sono alla base dello sviluppo della Fmax e FDM ci può aiutare a
capire come l'allenamento pianificato in forma razionale possa indurre stimoli e modificazioni complesse
del sistema neuromuscolare sollecitato, in modo tale che da un miglioramento dei livelli di FDM si
possano raggiungere progressivi miglioramenti della forza esplosiva.
È un fenomeno, ormai, ben documentato quello relativo al primo adattamento biologico degli stimoli
indotti dall'allenamento della forza massimale che sono di origine neurale (p.e. Moritani e de Vries,
1980); a questi seguono complesse trasformazioni ed adattamenti morfologici che conducono
all'ipertrofia muscolare (Fig. 16.3).
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Figura 16.3 - L'incremento di forza massimale ottenuta durante l'allenamento è presentato in funzione della percentuale di contributo apportata
da fartori neurogeni (O) e da modificazlOnJ morfologiche «ipertrofia» (•) in braccia allenate e in quelle controlaterali non allenate per giovani
(a) e vecchi (b) (da Moritani e de Vries. 1980).
È possibile che i fattori neurali agiscano a diversi livelli del sistema nervoso centrale e periferico
determinando come risultato finale un'attivazione massimale delle varie unità motorie coinvolte.
L'importanza della influenza del slstema nervoso è anche dimostrata indirettamente da studi condotti sugli
effetti prodotti dalla stimolazione elettrica (p.e. vedi Mac Donagh e Davies, 1984; Davies e coll., 1984). I
loro risultati hanno dimostrato che la somministrazione di 80 contrazioni tetaniche della durata di 10s
ciascuna prodotta da stimolazione elettrica, non indusse nessun miglioramento della forza, indicando che
l'attivazione volontaria del SNC deve essere presente per poter provocare miglioramentl sostanziali dello
sviluppo della massima forza volontana.Occorre ricordare che tra i fattori di natura neurogena quello che
subisce i primi adattamentI all'allenamento di forza massimale è quello relativo al reclutamento di nuove
unità motorie. Successivamente migliora la capacita di reclutamento temporale, cioè vengono reclutate
nel medesimo tempo un numero sempre più larrgo di unità motorie, ed infine migliora la capacità di
emettere impulsi di stimolo ad alta frequenza. Quest'ultimo adattamento, in contrasto con Il fatto che
occorre un periodo di tempo molto lungo prima che si producano adattamentI stabili, si perde
velocemente in mancanza di allenamento (Sale, 1988). Pertanto dopo un primo periodo in cui si verifica
un miglioramento della forza massimale, dovuto a fattori neurogeni, che include un miglioramento della
coordinazione inter e intra muscolare avvengono dei processi di trasformazione ed adattamento
morfologico. Infatti l'ulteriore miglioramento che segue viene sostenuto da un aumento della sezione
trasversa del muscolo (Ipertrofia) (vedi Fig. ] 6.4; da: Sale, 1988).
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Figura 16.4 - Rappresentazione schematica dei
relativi ruoli di adattamento neurale e morfologico
all'allenamento di forza massimale. Nella prima
fase di allenamento si nota una fase predominante
di adattamento neurale. Questa fase è stata
riscontrata nella maggior parte delle ricerche
pubblicate nella letteratura internazionale. Lavori
sperimentali che sono stati protratti per lungo
tempo mostrano un successivo adattamento miogeno
e la relativa ipertrofia (modificato da: Sale. 1988).
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Raggiunto il culmine dello sviluppo naturale della forza, solo procedimenti molto pericolosi alla salute
(p.e. cancro al fegato, alla vescica ecc.) possono migliorare ulteriormente i livelli raggiunti, attraverso
l'uso di ormoni stereoidei. L'incremento della sezione trasversa del muscolo che si verifica generalmente
nell'uomo che si allena con i normali mezzi tradizionali (bilanciere, pesi, ecc.) è determinato solamente da
un incremento della componente contrattile del muscolo e da un aumento del tessuto connettivo
interstiziale (p.e. Mac Dougall, 1986), (Fig. 16.5). Pertanto, fino a quando non saranno presentate
evidenze scientifiche più rilevanti, è da escludere, come suggerito da qualche autore, un significativo
aumento delle fibre muscolari (iperplasia), tranne che nei casi in cui vengono sostituite fibre necrotiche.
1.2.7.3
Relazione tra la forza massimale, la forza esplosiva ed il testosterone sierico
Come precedentemente descritto, il miglioramento della Fmax avviene prima con adattamenti e
modificazioni di origine nervosa e successivamente, seguono complesse trasformazioni e mutamenti
morfologici che conducono all'ipertrofia muscolare. È possibile che i fattori neurali agiscano a diversi
livelli del sistema nervoso centrale e periferico. Questo determina come risultato finale un'attivazione
massimale di tutte le fibre muscolari (Milner-Brown e coll., 1975). Ciò significa avere la possibilità di
stimolare istantaneamente un altissimo numero di fibre muscolari che, in definitiva, sono quei processi
che determinano la forza esplosiva. Adattamento neurogeno significa, inoltre, migliorare la coordinazione
intra ed inter muscolare che conduce ad un risparmio di energia metabolica, oltre che all'incremento della
velocità di esecuzione di un movimento. Studi condotti su atleti, avevano indotto a pensare che
l'allenamento della Fmax determinasse un miglioramento del sistema di reclutamento delle varie fibre
muscolari. Pertanto, essendo questo collegato alla forza esplosiva (FE) ne favorirebbe il miglioramento.
Le interazioni tra la forza esplosiva e quella massima sono state per lungo tempo considerate gli unici
legami biologici tra le due espressioni di forza. Infatti queste mostrano fra di loro basi comuni di natura
metabolica, strutturale e neurogena (Tavola 16.1). Fra queste, le ultime sembrano possedere maggiori
legami funzionali (Tavola 16.2). Per tale ragione, in molti sport individuali, in cui la velocità di
esecuzione diventa fattore indispensabile per la riuscita della prestazione (p.e. atletica leggera, sci alpino,
pugilato, ecc.), si cerca di migliorare la forza esplosiva sia con metodologie dirette, sia attraverso il
miglioramento della Fmax. Pensare che il miglioramento della forza esplosiva fosse collegato solo al
miglioramento della componente neurogena aveva scoraggiato l'idea che altre connessioni, specialmente
di natura endocrina, potessero influenzare le due espressioni di forza.
Espressione di Forza
Esplosiv (SJ) e (CMJ)
a
Forza Dinamica Massima
(SJbw)
Forza Massimale (Fmax)
ATP ATP
asi
*
***
RN
PR
EC
FT
ST
CM%
***
*
***
***
*
**
**
***
*
50-60
*
**
***
***
***
10-100
20-70
Tavola 16.1• Processi metabolici, enzimatici e neuromuscolari coinvolti in alcune espressioni di forza (da: Bosco 1992, modificato). Simboli: SJ
= Squat Jump; CMJ = Counter Movement Jump; SJbx = Squat Jump eseguito con carico pari al proprio peso corporeo, RN = Reclutamento
nervoso; PR = Potenziamento da riflesso miotatico; EC = Elasticità e coordinazione, FT = fibre veloci. ST = Fibre lente; CM = Carico
Massimo. Gli asterischi denotano il livello di intervento (Bosco 1992).
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Fattori neuromuscolari
max
A) Sincronizzazione
B) Frequenza
C)Coordinazione
D) Influenza
E)
F)
H)
I) Influenza della struttura morfologica (% di FT)
Forza esplosiva
Forza-
(SJ e CMJ)
(SJbw)
***
Tavola 16.2 - Fattori principali che costituiscono le caratteristiche basilari delle funzioni neuromuscolari preposte allo sviluppo
della forza esplosiva e della forza massima. Gli asterischi (*) denotano il livello di importanza (Bosco).
Solo recentemente (Bosco 1993a, Bosco e coll. 1995), studiando il comportamento muscolare di uomini e
donne, è stato evidenziato un fattore di fondamentale importanza per lo sviluppo della forza esplosiva.
Questo fattore è da collegarsi all'effetto prodotto dall'ormone sessuale maschile, il Testosterone, sul
comportamento del muscolo scheletrico umano. Fino a ieri si pensava che il Testosterone, oltre a
possedere una funzione determinante nel meccanismo della pubertà, svolgesse anche un 'azione
anabolizzante. Cioè il testosterone è stato considerato (erroneamente) quale ormone tipicamente
anabolizzante. Infatti, anche se il testosterone favorisce l'incremento della sintesi proteica, gli effetti
biologicamente più importanti per accelerare i processi anabolici sono prodotti dalle somatomedine e
dall'ormone della crescita (p.e. Kraemer, 1992). Inoltre l'effetto del testosterone arbitrariamente viene
connesso allo sviluppo della forza muscolare. Tutto ciò non solo non corrisponde a verità, ma induce
molti allenatori a conclusioni completamente errate. Che l'effetto del testosterone non abbia nessuna
relazione con la forza massimale, viene dimostrato dal fatto che allorquando questa viene espressa in
funzione del proprio peso, non si riscontra nessuna differenza fra uomini e donne. Mentre la
concentrazione sierica dell'ormone sessuale maschile è circa 10 volte maggiore nell 'uomo rispetto alle
donne. Se fosse connesso allo sviluppo della forza, si dovrebbero osservare differenze marcate fra maschi
e femmine, come si osservano per lo sviluppo della velocità e della forza esplosiva. Infatti, sembra che
l'effetto biologico del testosterone agisca prevalentemente sulla velocità dei movimenti. Precedenti
osservazioni (Bosco 1993a, 1995) avevano evidenziato la correlazione tra la percentuale di fibre veloci
stimata con il test di Bosco (Pedana a conduttanza collegata ad un microprocessore portatile Psion XP,
Ergojump-Bosco System, MA.GI.CA. Roma) e la concentrazione si erica di testosterone. Infatti era stata
notata su 33 calciatori una correlazione significativa tra la capacità di forza esplosiva (test di Bosco) e la
concentrazione si erica di testosterone. Queste osservazioni ci avevano indotto a pensare che il
testosterone non doveva giocare nessun ruolo fondamentale nello sviluppo della forza massimale, bensì
che avrebbe dovuto svolgere un ruolo indispensabile per lo sviluppo della forza esplosiva e della velocità
di movimento. Recentissimi studi da noi condotti (sprinters maschi e femmine della Nazionale Italiana di
Atletica) hanno ampiamente confermato quanto precedentemente ipotizza-to. A tale scopo si vuole
ricordare che non è stata trovata correlazione alcuna, in venti sprinter dei due sessi, tra la forza massimale
espressa in funzione del proprio peso corporeo e la concentrazione sierica di testosterone. Nello stesso
tempo si è notata una fortissima correlazione tra la concentrazione di testosterone e la capacità di
sviluppare forza esplosiva e la massima velocità di corsa (Fig. 16.5 A, B). Queste scoperte, che a prima
vista potrebbero sembrare irrilevanti, hanno fornito delle indicazioni di fondamentale importanza per
capire innanzi tutto il ruolo fondamentale che ha il testosterone nel comportamento muscolare.
Finalmente, dopo tanti anni di studi ed investigazioni sembra che si sia riusciti a stabilire il collegamento
biologico ed ormonale che esiste tra il miglioramento della Fmax e quello della FE. Questo è suggerito
dal fatto che allenamenti di circa tre mesi di Fmax provocano un incremento del testosterone (p.e.
Hi:ikkinen e coll., 1988). Un elevato livello di testosterone favorirebbe la fenotipizzazione delle fibre
veloci e quindi creerebbe i presupposti per poter realizzare espressioni elevate di forza esplosiva, essendo
questa fortemente correlata con le fibre veloci (Bosco e Komi, ] 979). Inoltre, l'effetto del testosterone è
da collegarsi al sistema nervoso centrale. A questo ormone è stato attribuito un effetto neuromodulatore,
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che favorirebbe la trasmissione nervosa degli impulsi che dal cervello partono per raggiungere le fibre
muscolari (Kraemer 1992).
Figura 16.6 A - Correlazione tra lo concentrazione sierica di testosterone e lo forza esplosiva misurata con Il contromovimento registrata in
velociste, velocisti e calciatori professionisti. ***p < 0,001.
Figura 16.6 B - Correlazione tra la concentrazione sierica di testosterone e la velocità su 60 m registrata in velociste, velocisti e calciatori
professionisti. *** P < 0,00/1.
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Figura 16.6 - Rappresentazione schematica degli effetti provocati da allenamento di Fmax. Utilizzando pause brevi tra le serie si favorirebbe
l'incremento dell' ormone della crescita e quindi l'incremento del turn-over proteico (Kraemer e coll., 1990). Pertanto la sezione trasversa delle
miofibrille aumenterebbe in proporzione diretta all' incremento delle dimensioni e numero (a). Con l'immobilizzazione lo sezione delle fibre
decresce in proporzione alla sezione delle miofibrille (b). È stata suggerita una moltiplicazione di fibre indotta dall'allenamento in alcune specie
animali, però nell'uomo ciò è molto difficile che possa succedere (c) da: MacDougall (1986). Con pause più prolungate si favorirebbe un
aumento del testosterone, che favorirebbe a sua volta il miglioramento della forza esplosiva e della velocità (Bosco 1993,1995). Questo è
suggerito dall' influenza esercitata dal testosterone sulle FT e sul SNC (Kramer 1992).
In conclusione, dato che i livelli di tutti gli altri ormoni sono simili sia nelle donne che negli uomini,
variando solo la concentrazione di testosterone, è facile immaginare come questo sia alla base delle
differenze che si riscontrano per i livelli di forza esplosiva e di velocità tra maschi e femmine e non per la
forza massimale. Queste nuove scoperte, oltre a spiegare le connessioni esistenti tra il miglioramento
della forza massimale e la forza esplosiva, ci suggeriscono altri aspetti fondamentali del ruolo che ha
avuto nella storia dell'uomo l'ormone sessuale maschile. Sin dai primi anni della comparsa dell'uomo sulla
terra, solo chi possedeva una elevata concentrazione di testosterone poteva affrontare rapidamente
eventuali pericoli che si presentavano improvvisamente. L'uomo doveva essere sempre pronto ad
affrontare qualsiasi evenienza che gli si presentasse, da perturbazioni ambientali a perturbazioni
geografiche. Le variazioni ormonali indotte dalle ostili condizioni che dovevano essere affrontate
continuamente dall'uomo, sembra che vengano trasmesse filogeneticamente. Infatti, occorre ricordare che
esiste una forte correlazione tra aggressività e concentrazione di testosterone. Quindi sembrerebbe che ci
sia una connessione diretta tra aggressività-velocità e testosterone e che questa connessione non indossi
abiti femminili. Le scoperte scientifiche aiutano spesso a chiarire i gelosi segreti che la natura nasconde,
ma praticamente non sempre si possono applicare per mi¬gliorare le nostre condizioni di vita. Nel caso
presente, le scoperte relative al1'influenza che possiede il testosterone sulla FE ha permesso non solo di
chiarire molti dubbi, ma anche di suggerire metodi di allenamento più mira¬ti. Gli stimoli indotti dall
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'allenamento della Fmax, secondo i metodi tradizionali (volume, intensità, ripetizioni, serie e pause)
possono influenzare sia l'asse ipotalamo-ipofisi che l'asse ipofisi-gonadi (Fig. 16.6). Stimolando l'asse
ipotalamo-ipofisi si favorisce una increzione dell'ormone della crescita (GH). Questo determina un
incremento del metabolismo dei lipidi, una riduzione del metabolismo dei glicidi e, attraverso l'effetto
combinato con le somatomedine (ormoni increti dal fegato), aumenta massicciamente il turn-over
proteico. In contrasto, allenamenti di Fmax realizzati con metodologie diverse potrebbero favorire un
incremento del testosterone. Un'alta concentrazione di testosterone favorirebbe, secondo l'ipotesi di Bosco
(l 993a, 1995), un miglioramento della forza esplosiva e della velocità. Queste due caratteristiche
fisiologiche sono collegate agli effetti determinati daltestosterone, che favorirebbe la fenotipizzazione
delle fibre veloci e il potenziamento dell'attività del SN (Kraemer 1992). Bisogna far notare che a indurre
incrementi o di testosterone o di GH non è solo il volume e l'intensità del lavoro ma anche le pause che si
rispettano tra le serie. Durante sforzi massimali, secondo il principio di Henneman (1965) tutte le fibre
presenti nel muscolo attivato verrebbero reclutate (Fig. 16.7).
Figura 16.7 - Secondo il principio di Hennemann (1965) la con-trazione massimale è caratterizzata dal reclutamento di tulle le fibre presenti nel
muscolo.
Figura 16.8 - Variazione della potenza meccanica dei muscoli estensori del ginocchio durante l'esecuzione di una serie di cinque ripetizioni di
112 squat con bilanciere sulle spalle pari ad un carico del 90 e 100%, alla massima intensità (da: Bosco, dati di laboratorio non pubblicata,
1978-79).
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Questo significa che dopo l'esecuzione di alcune ripetizioni massimali tutte le fibre diventano esauste.
Pertanto, la potenza meccanica dei muscoli attivati, diminuisce con l'aumentare delle ripetizioni
massimali eseguite (Fig. 16.8). Una volta completata una serie, si hanno diverse possibilità di recupero.
Nel caso in cui si rispetti una pausa breve (1min.) tra le serie, l'attività muscolare all'inizio della nuova
serie potrebbe essere fortemente limitata. La potenza muscolare difficilmente potrebbe raggiungere i
livelli ottimali manifestati all'inizio dell’allenamento (Fig. 16.9).
Figura 16.9 - Rappresentazione schematica delle condizioni muscolari che si determinano dopo un minuto di recupero dalla fine di una serie di
10 RM. Le fibre lente (ST) sono quelle che recuperano prima, mentre quelle veloci (FT) hanno bisogno di una pausa più lunga. Rispettando
pause brevi si favorisce lo stimolo dell'ormone della crescita (Kramer e coli. 1990), mentre con recuperi più lunghi si favorirebbe il ripristino
delle FT ed un aumento della produzione di testosterone (Bosco 1995).
Questo potrebbe essere determinato, probabilmente, dall'impossibilità di reclutare tutte le fibre veloci che,
esauste per effetto del lavoro precedente, hanno bisogno di periodi più prolungati per recuperare. Nel caso
in cui il recupero tra le serie venga prolungato (p.e. 3 min), si darà più possibilità alle FT di recuperare e
quindi di contribuire alla realizzazione dello sforzo, sviluppando la massima potenza ali 'inizio della
nuova serie.
Figura 16.10 - Come Fig. 16.9, solo che in questo caso oltre che dal carico massimo, l'affaticamento può essere determinato da ripetizioni
eseguite con carichi sub massimali.
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Nel caso in cui venga rispettata una pausa di, recupero breve, si accentua l'incremento del GH (Kraemer e
coll., 1990). È stato ipotizzato che, osservando un recupero più lungo ed eseguendo poche ripetizioni, al
massimo della potenza, si favorirebbe un aumento del testosterone (Bosco, 1995). I primi risultati ottenuti
con sollevatori di pesi e culturisti hanno confermato questa ipotesi (Bosco e Colli, 1995).
Occorre ricordare che questi fenomeni si possono verificare sia usando carichi massimali che impiegando
carichi submassimali, ma protraendo il lavoro fino alla fatica (Fig. 16.10). Quanto esposto non è altro che
una mera esemplificazione dei complessi fenomeni che accadono in risposta all'allenamento della Fmax.
In conclusione, la nostra personale opinione è che l'allenamento della Fmax, oltre a migliorare le
caratteristiche neurogene, determini un incremento della increzione di testosterone. Pertanto, il
collegamento delle due espressioni di forza non si realizza solamente attraverso le caratteristiche
neurogene comuni quali la frequenza di stimolo, il reclutamento e la sincronizzazione delle unità motorie,
ma anche mediante l'influenza a livello nervoso e miogeno del testosterone. Purtroppo gli effetti
temporali e spaziali del testosterone e del potenziamento neurogeno non sono chiari. Infatti, anche se è
stato dimostrato che l'incremento della forza avviene prima attraverso un miglioramento neurogeno e
successivamente per adattamenti morfologici (Sale, 1988), non si conosce ancora se il potenziamento
neurogeno sia favorito da livelli alti di testosterone circolante. Questi fenomeni saranno senza dubbio
motivi di ricerca in futuro.
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