Questo è il secondo articolo dedicato al tema della contrazione muscolare.

Nella prima parte abbiamo analizzato i meccanismi fisiologici e meccanici a livello microscopico.
Struttura muscolare, disposizione delle fibre e loro caratteristiche, ormoni coinvolti nei processi metabolici muscolari.

Ora, invece ci dedichiamo alla comprensione del materiale scientifico che, oggi, può darci indicazioni sulla bontà delle CONTRAZIONI ECCENTRICHE paragonate a quelle CONCENTRICHE.

 

Indice:

• Introduzione
• Tipi di contrazione muscolare
• Contrazioni concentriche vs eccentriche
• Meccanismi di generazione della forza e massima produzione di forza
• Contrazioni muscolari e controllo neurale
• Approfondimenti – Ruolo del Sistema Nervoso
• Conclusioni

 

Introduzione

 

Esiste da sempre una diatriba riguardo a quale sia la contrazione “migliore” per indurre ipertrofia muscolare; in particolare lo scontro a cui si assiste è tra fanatici di contrazioni eccentriche vs contrazioni concentriche, anche se in realtà, come vedremo, gli strumenti a nostra disposizione sono numerosi.

Non si può accettare nel 2019 tale pensiero! Sarebbe stupido, perché un ragionamento a compartimenti stagni è limitato e non considererebbe una marea di nozioni in tema fisiologia muscolare. Dato che non si può parlare di ipertrofia se non si sanno almeno i fondamenti di fisiologia del muscolo, invito chiunque si stia ponendo tale domanda, e non solo, alla lettura dell’articolo inerente la fisiologia muscolare al seguente link: MUSCOLO SCHELETRICO E MECCANISMO DELLA CONTRAZIONE.

Il punto focale ed assoluto che vi invito a ficcare bene in testa, non lasciandovi influenzare dalla marea di ciarlatani che ad oggi popolano le palestre è:

Non esiste una contrazione migliore di un’altra.
L’ipertrofia NON ha una via preferenziale in termini di eccentrica VS concentrica.

Esiste invece una contrazione più efficace di un’altra per ogni circostanza specifica, saggiamente analizzata da un vero esperto del settore e non in base al sentito dire dall’amico o dal cugino.

Cosa significa? Significa che abbiamo un ampio patrimonio di stimoli contrattili, ognuno dei quali deve essere saggiamente e finemente utilizzato al fine di ottenere il risultato desiderato. In primis, dunque, dobbiamo considerare fondamentale l’acquisizione di abilità motorie e solo in seguito si potrà parlare di quale contrazione muscolare è preferibile in un determinato momento.

In questo articolo andremo ad analizzare :

• Tipologie di contrazione muscolare
• Studi scientifici riguardo allo scontro eccentrica vs concentrica sul lungo termine fatti su umani e non su murini
• Logiche di allenamento e consigli pratici per migliorare il vostro allenamento in maniera efficace e sicura

 

Tipi di contrazione muscolare

 

 

Esistono vari tipi di contrazione muscolare che si diversificano per parametri cinematici e dinamici:

• Concentrica o positiva: il muscolo di accorcia sviluppando tensione

• Eccentrica o negativa:  il muscolo si allunga sviluppando tensione

• Isometrica o contrazione stazionaria: il movimento è interrotto volontariamente ed il muscolo sviluppa tensione senza modificare la propria lunghezza

• Statica: sviluppo tensione contro un oggetto immovibile

• Pliometrica: contrazione eccentrica a cui fa seguito una contrazione concentrica esplosiva, in modo da avvalersi dell’effetto stiffness, ovvero il recupero dell’energia elastica accumulata durante la fase eccentrica

• Auxotonica: la tensione che il muscolo sviluppa aumenta progressivamente con l’accorciamento. Si ottiene attraverso l’utilizzo di elastici.

• Isocinetica: la velocità di accorciamento del muscolo è la stessa per tutto il ROM (Range Of Motion)

• Isotonica: la tensione sul muscolo rimane costante per tutto il movimento

• Isoinerziale: movimenti caratterizzati da una forte attivazione mioelettrica iniziale, che è corrispondente al momento in cui occorre vincere l’inerzia del carico (contrazione degressiva).Le contrazioni isoinerziali hanno un differente pattern di attivazione neuromuscolare e sono molto utili per ricostruire il rapporto forza-velocità. Vengono ottenute mediante apparecchiature molto particolari.

 

 

Contrazioni concentriche vs eccentriche

 

Possiamo ora trattare il tema centrale dell’articolo, ovvero:

“Per il processo ipertrofico sono meglio le contrazioni eccentriche o concentriche?”

In realtà la questione dovrebbe essere posta in maniera differente per non indurre terrorismo psicologico: “nel lungo termine esistono contrazioni “migliori” per stimolare l’ipertrofia?”

Il muscolo scheletrico si contrae accorciandosi, contrazione concentrica C-CON, o allungandosi, contrazione eccentrica C-ECC,  o mantenendo costante la sua lunghezza nelle contrazioni statiche o isometriche.

Durante le contrazioni CON il muscolo si accorcia e genera una forza che viene trasmessa (grazie al tendine) all’articolazione, provocando un cambiamento dell’angolo articolare. Ovvero genera movimento.

Nelle contrazioni ECC il muscolo si allunga mentre rimane sotto tensione a causa della pressione imposta da una resistenza esterna (come un peso) e durante l’allungamento viene convertita energia cinetica in energia elastica nei tendini che verrà riceduta nel momento della contrazione CON (effetto stiffness). Salvo nel caso in cui il carico sia eccessivo, evento in cui la contrazione cessa.

Le contrazioni ECC e CON differiscono l’un l’altra sostanzialmente per 4 fattori:

• Meccanismi di generazione della forza

• Massima produzione di forza: le ECC producono il 30-40% in più di forza rispetto alle CON.

• Costo energetico: le CON sono energeticamente più dispendiose delle ECC anche se è importante precisare che l’aumento del danno muscolare causato dalla ripetizione eccentrica richiede un maggior consumo energetico nella fase di recupero post-allenamento.

• Produzione di lattato: le CON inducono una maggior produzione di lattato, circa 3 volte maggiore delle ECC. La maggior produzione di lattato a sua volta determina la maggior produzione di GH, mRNA per il recettore degli androgeni, cortisolo.

 

 

Meccanismi di generazione della forza e massima produzione di forza

 

La quantità di forza generata dal muscolo è il risultato del numero di ponti trasversi che si creano dall’interazione tra filamenti spessi (miosina) e sottili (actina). Maggiore sarà il numero di ponti trasversi creati, maggiore sarà il livello di forza espresso che potrà essere generato in accordo con la teoria dei ponti trasversali.

A sua volta, il numero di legami acto-miosinici che si instaurano dipende dalla velocità di allungamento o accorciamento della fibra muscolare; maggiore è la velocità del movimento, minore è il numero di ponti trasversi che si si creano e quindi minore sarà il livello di forza generato.

Inoltre, maggiore sarà la velocità e più risulterà facile che il complesso miosinico S2 (frammento flessibile della coda situato vicino alla testa) non sia esteso, con conseguente riduzione della forza di trazione applicata sul filamento sottile.

Sappiamo che le contrazioni ECC generano un maggior livello di forza delle CON. Non possiamo dare una risposta certa del perché ciò avvenga, ma le ricerche hanno ipotizzato che sia riconducibile a due motivazioni:

• Huxley, Lombardi e Piazzesi, Jones sono concordi sul fatto che la capacità di generare maggior forza nelle contrazioni ECC sia dovuta al fatto che nelle contrazioni ECC si ha una maggior lunghezza dei complessi S2; non solo, ma si ipotizza che nelle contrazioni ECC i legami che si rompono tra actina e miosina durante il ciclo di contrazione possono reinstaurarsi molto rapidamente .

Durante l’azione concentrica, i legami a ponte miosinici collegati ai filamenti di actina si attirano tra loro, accorciando il sarcomero;

Durante l’azione eccentrica, i legami a ponte miosinici collegati ai filamenti di actina si allontanano tra loro (come quando il peso è maggiore della forza del muscolo), allungando il sarcomero.

• Nashikawa ha confermato che nelle contrazioni ECC avviene un “supporto strutturale” contributivo per la generazione di forza da parte della proteina titina la quale agisce da “filamento avvolgente” che , attivato dall’aumento di concentrazione di ioni Ca²⁺ nel citoplasma della cellula, si avvolge al filamento di actina comportandosi come una molla in grado di immagazzinare e rilasciare energia elastica.

 

Contrazioni muscolari e controllo neurale

 

Nelle contrazioni eccentriche si manifesta una minor attivazione del Sistema Nervoso come conseguenza del fatto che il muscolo è in grado di generare una maggior forza; per questo motivo, il Sistema Nervoso scarica ad una frequenza minore (meno impulsi nervosi che raggiungono la placca motrice) e fa sì che vengano reclutate meno unità motorie (Douchateau 2016).

Dal punto di vista fisiologico la minor attivazione nervosa sulle cellule muscolari nelle ECC è stata motivata da due teorie:

1. Inibizione indotta da eccessiva stimolazione dell’Organo Tendineo del Golgi (recettore situato a livello delle giuntura tendinea muscolare che viene attivato dallo stimolo di stiramento a livello muscolo-tendineo) con conseguente riduzione della reattività del motoneurone agli input discendenti provenienti dal SNC (Aagaard, 2000)
2. Diminuzione degli output in uscita dalla corteccia motoria o inibizione presinaptica periferica (Duchateau e Enoka 2016)

Al netto di queste considerazioni e studi riportati sopra, qual è realmente il contributo delle Eccentriche e delle Concentriche nell’ipertrofia muscolare nel lungo periodo, con somministrazione cronica di stimolo allenante?

In letteratura ci sono vari studi contrastanti tra loro.

Alcuni suggeriscono che le ECC siano “migliori” nell’indurre adattamenti ipertrofici per la loro capacità di generare maggiore forza e quindi tensione meccanica rispetto alle CON ed isometriche.

Tuttavia, altri studi hanno mostrato che a parità di volume ed intensità non ci sono differenze di stimolo ipertrofico muscolare tra le due tipologie di contrazione. Per queste discrepanze che ritroviamo nel mondo della scienza proviamo a riportare i risultati di alcuni studi che si sono avvalsi di metodi di valutazione differenti per cercare di dare una risposta al dilemma ECC vs CON.

I parametri indagati dai suddetti studi sono stati :

 

• Circonferenza muscolare: Gli studi hanno indagato i muscoli estensori di ginocchio, i flessori del gomito e l’esecuzione della Panca Piana con contrazioni isocinetiche o isotoniche; la contrazione isotonica o a tensione costante si ha quando un muscolo si accorcia spostando un carico che rimane costante lungo tutto il ROM di movimento, la contrazione isocinetica o a tensione variabile si ha quando il muscolo genera il massimo sforzo per tutta l’ampiezza del movimento (Duncan, Coratella, Schena).Tali studi forniscono risultati interessanti riguardo all’ipertrofia, in quanto due studi su quattro hanno dimostrato che le contrazioni ECC sono risultate superiori negli studi osservanti la parte superiore del corpo mentre non sono state riscontrate differenze significative negli estensori di ginocchio. Questi dati suggeriscono l’ipotesi secondo la quale esiste una possibile differenza di necessità di allenamento tra i diversi gruppi muscolari.

 

• Sezione trasversa del muscolo: Narici, Smith, Rutherford, Franchi, Douglas hanno constatato che esiste una “ipertrofia regionale”, ovvero una differenza di aumento della sezione trasversa del muscolo situata in zone diverse a seconda della tipologia di contrazione effettuata. Le ECC inducono un aumento della sezione trasversa nella porzione più distale del muscolo. Le CON enfatizzatano la crescita a livello del core del ventre.

 

• Volume muscolare: i pochi studi esistenti sugli esseri umani dimostrano che non esistono sostanziali differenze tra ECC e CON in termini di volume muscolare post-allenamento a parità di variabili volume ed intensità.

 

• Spessore muscolare: i risultati degli studi suggeriscono che non è stato possibile trovare chiare differenze tra contrazioni ECC e CON.

 

• Attivazione e distribuzione delle fibre di tipo 2: la maggior parte concorda l’idea secondo la quale ECC sono in grado di stimolare una maggior attivazione e dunque distribuzione di fibre tipo 2 nel muscolo scheletrico.

 

• Rimodellamento strutturale della fibra muscolare: le ECC e le CON inducono differenti tipologie di rimodellamento strutturale della fibra muscolare. Le ECC inducono una ipertrofia seriale ovvero un aumento di lunghezza del fascicolo muscolare svolgendo un meccanismo “protettivo” successivo al danno muscolare indotto da ECC. Le CON determinano una ipertrofia in parallelo, cioè modificano gli angoli di pennatura delle fibre muscolari. Interessante è notare che le modificazione architettoniche del muscolo influenzano le proprietà funzionali del muscolo potendo modificare la relazione lunghezza-tensione ottimale con notevoli ripercussioni sulla prestazione (Brughelli, Cronin, Timmins)

 

• Risposte metaboliche e molecolari: Non esistono studi che abbiano indagato questo aspetto nel cronico, per cui attualmente non sono del tutto chiari i meccanismi che regolano il rimodellamento strutturale del muscolo nel cronico.

 

• Sintesi delle proteine muscolari (MPS): Dagli studi effettuati nelle 3 – 24 – 48 ore successive all’allenamento, non è stata registrata alcuna netta differenza tra ECC e CON nell’aumentare la sintesi di proteine muscolari.Inoltre, è bene specificare che la MPS non può essere considerata come indice di misurazione degli adattamenti strutturali indotti da ECC e/o CON in quanto Fujita et All hanno dimostrato che le genesi di nuovi sarcomeri sono un processo complesso multifattoriale non attribuibile ad un solo fattore.

 

• Danno muscolare indotto dall’esercizio fisico (EIMD): L’EIMD può svolgere un ruolo importante nella mediazione della crescita muscolare ipotizzando che la risposta infiammatoria e il tournover proteico associati all’EIMD potrebbero essere fondamentali per l’aumento di massa muscolare.E’ noto però che l’EIMD diminuisce dopo il primo allenamento (McHugh 2003) secondo la regola dell’effetto ripetuto: questo accade a causa di diversi fattori di varia natura come gli adattamenti neuronali e il rimodellamento della matrice extracellulare, EMC (Hyladhl et al. 2017). Quindi il reale contributo dell’EIMD in adattamenti ipertrofici a lungo termine indotti da ECC e CON rimane ancora da determinare.

 

• Attività delle cellule satelliti: Le cellule satelliti sono cellule staminali situate tra la lamina basale e il sarcolemma (membrana plasmatica della cellula muscolare), e una volta attivate possono proliferare e fondersi con le cellule muscolari esistenti determinando un aumento delle dimensioni delle fibre muscolari (Harridge).L’attività delle cellule satelliti è stimolata maggiormente da ECC rispetto a CON. La presenza di cellule satelliti è strettamente correlata alla deposizione di collagene e quindi di matrice extracellulare EMC; quando le cellule progenitrici miogeniche sono attivate da uno stimolo meccanico, proliferano e rilasciano exosomi contenenti micro RNA nella EMC. Questo determina una minor espressione di mRNA per il collagene, favorendo la crescita miofibrillare. Viceversa, l’assenza di cellule satelliti attivate provoca un’eccessiva deposizione di collagene (EMC) attenuando la crescita della miofibra (Fry et al.).

 

• Risposte geniche e vie di segnalazione intracellulare: E’ stata riscontrata una maggior fosforilazione di alcune proteine e fattori di trascrizione correlati all’ipertrofia come la proteina p38 ed ERK1/2 , MAPK , P90RSK , -397FAK  indotta da ECC rispetto alle CON.

 

 

RUOLO DEL SISTEMA NERVOSO

 

Tirando le somme di quanto sopra descritto, possiamo affermare che le Contrazione Eccentriche (ECC) potrebbero essere associate a maggiori aumenti di massa muscolare rispetto alle Concentriche (CON).

Tuttavia, tali dati non sono stati confermati e studiati sul lungo termine, ma solo sul breve periodo o su animali.

Inoltre, se intensità e volume vengono eguagliati, le risposte ipertrofiche sono molto simili.

Ciò che sembra essere diverso sono le modalità con cui viene raggiunta l’ipertrofia muscolare, cioè i diversi meccanismi molecolari e miogenici chiamati in causa dopo ECC e CON, suggerendo che queste diverse risposte potrebbero essere alla base dei diversi pattern di rimodellamento strutturale.

Servono futuri studi per poter realmente definire se effettivamente esiste una contrazione “migliore” per stimolare l’ipertrofia nel cronico, anche se dubito fortemente sia solo una questione di tipologia di contrazione.

Credo che ci voglia sempre buon senso nelle cose.

Partendo da questo concetto sono fortemente convinto che il primo presupposto fondamentale per la crescita muscolare sia acquisire un’abilità motoria ottimale dell’esercizio, dopodiché possiamo preoccuparci delle varie modalità esecutive.

Maggior abilità motorie sono sinonimo di maggior espressione di forza e ridotto rischio di infortuni, e meno infortuni a loro volta si traducono in una maggior ipertrofia sul lungo periodo (per lungo periodo si intende anni, non mesi).

Un altro aspetto molto trascurato ma per me inaccettabile, è il fatto di pensare agli ormoni e alle vie metaboliche senza considerare il ruolo del Sistema Nervoso nel processo di crescita muscolare: il SN è l’unico organo a permettere e modulare il movimento, la forza impressa e di conseguenza la crescita muscolare.

Gli esercizi che si svolgono in palestra, per il nostro Sistema Nervoso, non sono altro che movimenti volontari ottenuti dall’attività sinergica di aree specifiche del SNC ed efferenze nervose periferiche che nel loro insieme creano lavoro.

I movimenti sono acquisiti e perfezionati con la pratica costante, ripetuta consapevole e cosciente, raggiungendo con il tempo un grado di maturità tale da permetterci di prevedere ed evitare ostacoli presenti nell’ambiente esterno o correggere eventuali perturbazioni del corpo arrecate da fattori esterni o interni.

Per rendere chiaro come avvengono i movimenti volontari e dunque gli esercizi che noi eseguiamo in palestra, bisogna ricordare il concetto di programma motorio o pianificazione del movimento.

Il movimento è determinato da parametri cinematici (spaziali) e dinamici (di forza) che vengono prestabiliti in base:

• allo scopo che il corpo si prefissato di raggiungere, ovvero ciò da cui scaturisce il movimento;
  
• alla simultanea integrazione di feedback e feedforward (integrazione sensoriale) che fungono da sistema di garanzia dell’avvenuto compito motorio.
  Nel caso in cui l’aspettativa non è mantenuta si possono avere ripercussioni sul programma motorio.

Possiamo accostare il ruolo del SN ad una centrale elettrica: emette corrente in base alle necessità ma soprattutto in base al su grado di allenamento del corpo.

Più la centrale è attiva (allenata), maggiore è la potenza e la durata dell’energia che il SN è in grado di emettere, viceversa meno è allenato e minore risulta la sua efficienza .

Nell’atto pratico, ciò si traduce nella possibilità di eseguire allenamenti più intensi, più lunghi e più frequenti, presupposti dal chiaro impatto sul processo ipertrofico.

Oltre ai limiti inerenti la sottovalutazione del ruolo del SN nel processo ipertrofico, ulteriori limiti delle “teorie dei guru” riguardano la modalità di esecuzione delle contrazioni eccentriche: bisogna precisare che trattenere in negativa un carico del 70-80% non è uguale a compiere un vero e proprio allenamento eccentrico, in quanto i presupposti dell’allenamento eccentrico – su cui ergono anche gli studi sopra citati – considerano carichi del 100-110-120% dell’1RM.

Per questo motivo, credo che vada differenziato l’allenamento puramente eccentrico dall’allenamento che pone enfasi della contrazione eccentrica, strumento peraltro utilizzato per aumentare il TUT (TIME UNDER TENSION, Tempo sotto tensione).

Parliamo di due cose differenti in termini di impatto meccanico e di metabolismo muscolare coinvolto.

Deduciamo, quindi, come nel lungo termine possa essere più importante creare e fortificare l’abilità di compiere contrazioni concentriche.

Questa cosa ci permette di allenare in maniera impattante il Sistema Nervoso e il sistema metabolico, sfruttando le ECC al solo fine dell’apprendimento motorio, oppure in fasi temporali ristrette per aumentare il Tempo sotto tensione.

 

 

CONCLUSIONI

 

Al netto di tutto quello che abbiamo detto, dovete portarvi a casa il concetto secondo cui l’ipertrofia è un processo:

• complesso
• multifattoriale
• sistemico

indotto da migliaia di fattori diversi ed opposti tra loro.

Solo l’integrazione logica e consequenziale degli stimoli garantisce un risultato nel lungo termine, privo di infortuni.

Per stimoli “integrazione logica e consequenziale” intendo la concatenazione di stimoli di natura tecnica, neurale e lattacida, al fine di acquisire:

• sempre più abilità motorie;
• l’abilità di generare forza (massimale e non);
• la capacità di sostenere volumi ed intensità di allenamento sempre maggiori, fino al raggiungimento di valori perfettamente congrui al soggetto e al suo stato di alimentazione.

Solo così possiamo parlare di obbiettivi concreti e sicuri per noi stessi.

Vi lascio invitandovi ad ulteriori spunti di riflessione, di cui non abbiamo parlato nello specifico in questo articolo: è molto interessante analizzare il fenomeno di insulino-resistenza associato alle ECC, con conseguente diminuzione della ri-sintesi di glicogeno ed il maggior rischio di infortuni legati alle contrazioni ECC.

Questo, insieme ad altro, potrebbe influenzare negativamente il processo ipertrofico nel lungo termine, tenendo sempre a mente che il fattore più incidente sull’ipertrofia è l’abilità motoria di tutto il Sistema.