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IPERTROFIA : ALLENAMENTO E STIMOLI

Dott. Trotta Giorgio

I meccanismi che innescano l’ipertrofia muscolare sono diversi e complessi. Lo Studio analizza l’effetto dell’esercizio sul muscolo ed  evidenzia le diverse vie attraverso cui l’allenamento può produrre l’aumento di massa muscolare. La comprensione dei meccanismi dell’ipertrofia riscuote particolare interesse non solo per i professionisti sportivi per le applicazioni nel mondo della preparazione fisica, del fitness e del body building,  ma anche per i ricercatori  e  scienziati  che con la comprensione di detti meccanismi riescono a contrastare le varie patologie che portano all’atrofia muscolare (aids, tumori, malattia renale cronica ecc..). L’articolo  illustra i principali stimoli che determinano l’aumento della massa muscolare:  il lavoro muscolare, il carico meccanico, la produzione dell’ acido lattico, l’ipossia, l’allungamento dei muscoli durante gli esercizi.

UN PARTICOLARE ADATTAMENTO:  L’ IPERTROFIA

Con il termine adattamento si intendono le normali risposte fisiologiche e biochimiche alle differenti condizioni ambientali. Per avere un adattamento muscolare  è necessario applicare allo stesso  stimoli specifici e ripetuti.MUSCOLATURA striata

Per quanto ci riguarda con il termine  stimolo  intendiamo esercizi fisici, eseguiti al fine del raggiungimento di determinate performance, che provocano un adattamento delle fibre muscolari. Gli adattamenti fisiologici che ne conseguono sono specifici per i diversi tipi di  work-out effettuati.   Per il raggiungimento di determinate performance è necessario, quindi, adottare determinati  carichi di lavoro che devono necessariamente essere superiori a quelli abitualmente praticati dall’ individuo. I carichi di lavoro  sono scelti e determinati attraverso la manipolazione di combinazioni che riguardano  intensità, durata, frequenza e modalità di applicazione degli stimoli. L’adattamento è reversibile in quanto si può avere una riduzione significativa dell’adattamento stesso (1) attraverso la diminuzione e/o l’interruzione di un determinato stimolo.

 IPERTROFIA  MUSCOLARE  SCHELETRICA

L’ipertrofia muscolare è un processo di adattamento morfologico e consiste nell’ aumento della sezione trasversa del muscolo, causato dall’ aumento del volume cellulare che compone il tessuto. Più specificatamente l’adattamento riguarda le strutture fibrillari contrattili(2).   Oltre all’ aumento volumetrico delle cellule c’è da evidenziare anche l’adattamento dei sub-strati energetici: nello specifico  l’ aumento dei valori delle concentrazioni di ATP, CP e GLICOGENO.  Il meccanismo ipertrofico  può avvenire in tutte le fibre muscolari  (ST, FT2a ,FT2b) (3).  C’è però da ricordare che le  slow twitch  (fibre lente rosse  tipo 1 – βr – Slow Oxidative)  possono sviluppare ipertrofia  in  misura meno evidente (4); Il miglior metodo che permette l’incremento della superficie di sezione del muscolo è il  RESISTANCE TRANING. shutterstock82711087 Esso  esercita  sia delle AZIONI  tali da creare micro-lesioni con conseguente distruzione di alcune fibre  contrattili (fase catabolica) sia delle REAZIONI compensatorie e di adattamento a detti  stress attraverso la deposizione di nuovo materiale proteico (fase anabolica ) durante il  recupero (5).      Il RESISTANCE TRAINING  finalizzato alla forza rappresenta il modo  migliore  per innescare il processo di ipertrofia  delle  fibre muscolari(6). L’allenamento  con resistenza, attraverso la sollecitazione dei meccanismi di sintesi proteica, è lo  stimolo  specifico che produce ipertrofia.  L’ipertrofia suscita  molto interesse  non solo  per i cultori del mondo del training, fitness e del body building ma anche per i ricercatori  e gli scienziati  in quanto la comprensione di questi meccanismi  permettono di  contrastare  le varie patologie che provocano atrofia muscolare: tumore, distrofia  muscolare, AIDS,  bronco pneumopatia cronica ostruttiva, malattia renale cronica, insufficienza cardiaca e  cachessia.

STIMOLI  IPERTROFICI   MUSCOLARI

Per quanto detto è  importante sottolineare che la base principale dei processi finalizzati all’incremento dell’ipertrofia è  l’ allenamento (stimolo). Segue l’alimentazione adeguata e il riposo  ( ALLENAMENTO > ALIMENTAZIONE > RIPOSO) (5).  Di conseguenza è di rilevante  importanza per i professionisti sportivi la scelta degli specifici stimoli da prescrivere all’atleta nella seduta di allenamento.

L’elemento principale  per incrementare  l’ ipertrofia dell’atleta  è  la ripetizione nel tempo, in forma sistematica , del LAVORO muscolare(7). In una sessione di allenamento anaerobico , il LAVORO muscolare compiuto per spostare carichi di notevole entità porta all’aumento sia della sezione trasversa delle singole fibre sia  all’adattamento del muscolo cardiaco(8) . In fisica  il lavoro si definisce come la forza che  agisce su un oggetto e ne causa lo spostamento (L = F x S)(9).

Nel RESISTANCE TRANING la forza(F) è la % di carico di 1RM (peso della resistenza)  e   lo spostamento (S)  è il numero delle ripetizioni eseguite.  Secondo diversi autori(7)(13) il carico ideale dovrebbe aggirarsi intorno al 70 % di 1 RM (circa 10 RM)  in quanto con percentuali maggiori  non si riuscirebbe ad eseguire un numero abbastanza elevato di ripetizioni tale da produrre acido-lattico: la presenza di lattato, infatti,  favorirebbe i processi ormonali e quindi il turn-over proteico.

Il  secondo fattore che  stimola la crescita ipertrofica è  il  carico meccanico sul muscolo target e sulle relative articolazioni. Ciò perché nei muscoli (nelle  miofibrille del sarcomero) ci sono dei sensori di carico che  agirebbero, direttamente o attraverso vie di segnale intracellulare, sulla linea Z e attraverso questa sulla titina   (una proteina strutturale di grandi dimensioni) la quale  regola la sintesi e il catabolismo delle proteine. Quindi gli stimoli applicati al muscolo, in particolar modo  la contrazione eccentrica,  sembrano favorire direttamente la sintesi proteica(9).

Un ulteriore fattore importantissimo per la crescita muscolare è lo “stretch”, ovvero l’ allungamento forzato dei  tendini e delle fibre dei muscolari striati (1)(10)(11)  che si verifica durante l’esercizio. Immagine E’ risaputo da oltre mezzo secolo che l’allungamento delle fibre provoca ipertrofia anche in assenza di ormoni anabolici  e di alimentazione adeguata (10)(11). Secondo alcuni scienziati(1)(12) il segnale agirebbe direttamente a livello nucleare. Il segnale si trasmetterebbe tramite le integrine (una famiglia di proteine inserite sulla membrana delle fibre muscolari) al cito-scheletro e quindi al nucleo e attiverebbero la crescita del muscolo tramite una via di ca2+ dipendete.

Un parametro da non sottovalutare per l’ ipertrofia è lo stress metabolico il quale si manifesta come il risultato di un esercizio che si basa sulla glicolisi anaerobica per la produzione di ATP, che provoca l’accumulo successivo di metaboliti quali Lattato, ione idrogeno, fosfato inorganico, creatina(14).).  Tali sollecitazioni indotte, includono alterazioni nell’ambiente ormonale, gonfiore cellulare, produzione di radicali liberi, e l’attività maggiore di fattori di trascrizione orientati alla crescita(15).  Inoltre è stato ipotizzato che un ambiente più acido promosso da un allenamento glicolitico possa portare al degrado delle fibre ed una maggiore stimolazione dell’attività del sistema nervoso simpatico e quindi mediare una maggiore risposta ipertrofica adattativa oltre all’ aumento di sintesi dell’ ormone somatotropo (gh).

BIBILIOGRAFIA :

  1. Arienti G, Amelia F.: Biochimica dell’ attività motoria, 2007 Piccinin Nuova Libraria ,S.P.A, Padova
  2. C. Bosco Ph.D.: Valutazione della forza con il test di Bosco, 2002 Società Stampa Sportiva, Roma
  3. Mac Dougall JD, Sale DG, Moroz JR, Elder CB, Sutton JR: Mytochondrial volume density inhuman skeletal muscle following heavy resistance training. Med Sci Sports Exerc, 11: 164-166,1979
  4. Delecluse C. et al.: Strength increase after whole-body-vibration compared with resistance training.Med Sci Exer Sports. 35 : 1033-1041, 2003
  5. Stecchi  A, Colli R , Dottorato ricerca Università di Tor Vergata :Composizione corporea e forza nel fitness analisi dei risultati ottenuti in 3 anni di allenamento muscolare, regole alimentari e integrazione anno accademico 2008-09
  6. Baecle TR, Earle RW, Wathen D: Essential of strength training and conditioning. Human Kinetics Ed., Campaign, Illinois,2000
  7. C.Bosco Ph.D: La forza muscolare aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche,2006 Società Stampa Sportiva, Roma
  8. Russell B, Motlagh D, Ashley WW. (2000) Form follows function: how muscle shape is regulated by work. J. Appl. Physiol.; 88(3): 1127-32.
  9. Amaldi U., L’amaldi 2.0 , Zanichelli editore S.P.A Bologna 2010
  10. Gräter F, Shen J, Jiang H, Gautel M, Grubmüller H. : Mechanically induced titin kinase activation studied by force-probe molecular dynamics simulations. Biophys J. Feb;88(2):790-804, 2005
  11. Booth F.W., Tseng B.S. Olympic goal: Molecular and cellular approaches to understanding muscle adaptation. NIPS, 165-169,8, august, 1993.
  12. Vanderburgh H.H.: Mechanizal forces and their second messengers in stimulating cell growth in vitro. Am J Physiol 262: R350-R355, 1992
  13. Cometti G: Nuovi metodi di potenziamento muscolare nello sportivo. Ed. IBI Milano, 1999
  14. Suga,T,Okita,K,Morita,N,Yokota,T,Hirabayashi,K,Horiuchi,M,Takada,Takahashi,T,Omokawa,M,Kinugawa, S, and Tsutsui,H.Intramuscular metabolism during low-intensity resistance exercise
  15. Gordon, SE, Kraemer,WJ, Vos, NH, Lynch, JM, and Knuttgen, HG. Effect of acid–base balance on the growth hormone response to acute high-intensity cycle exercise. J Appl Physiol 76: 821–829,1994

 

DEPTH SQUAT : CORRELAZIONE TRA INCLINAZIONE DEL BUSTO E L’ANGOLO DI PIEGAMENTO A LIVELLO DELL’ARTICOLAZIONE TIBIO-TARSICA . POSSIBILI DANNI ALLE STRUTTURE ARTICOLARI

Dott. Giorgio Trotta

L’ articolo ha per oggetto le ipotesi di  danno che potenzialmente possono essere arrecate alle strutture  articolari quando l’atleta  non  esegue in maniera corretta il DEPTH SQUAT.

Il maggior rischio per la colonna vertebrale,  proviene  dall’ inclinazione  della schiena durante l’esecuzione.

Si e’ voluto indagare se detta inclinazione  sia legata a  fattori determinati  da limiti  articolari, in particolare  dell’articolazione tibio-tarsica.

L’analisi  del rischio per dette strutture  articolari è basato  sulla verifica di esistenza della correlazione tra inclinazione  del busto e l’angolo di piegamento  a  livello dell’articolazione tibio-tarsica presente nella fase bassa dell’esercizio  di squat  a  femore parallelo con utilizzo di sovraccarichi.

E’ stata  effettuata   una   ripresa  fotografica  a  ciascun atleta  nella posizione bassa  dello  squat  a  femore parallelo,  riprendendo  il piano sagittale sinistro,il  sovraccarico utilizzato e’ stato il 30 %  del  peso  dell’ atleta. le  foto sono state elaborate tramite computer  con il softwar geogebra  per  rilevare  i  parametri presi in esame che sono : angolo tibio-tarsica, angolo busto , braccio di leva  femore-tibiale e braccio di  leva coxo-femorale.

Dallo  studio si può concludere che esiste una correlazione fra l’inclinazione del busto e l’angolo di piegamento tibio-tarsico, è positiva (ad un aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico corrisponde un aumento dell’inclinazione del busto).la correlazione è  fortissima, come dimostrato  dal valore  di r quasi prossimo all’ unita’ (0,9871)  raggiunto dal coefficiente di pearson. 97,44 % (coefficiente di determinazione) rappresenta l’aumento dell’inclinazione del busto  che può essere spiegato dall’ aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico.

  INTRODUZIONE ALLO STUDIO:  GENERALITA’

Lo squat (o piegamento sulle ginocchia) con sovraccarico  è un esercizio ampiamente utilizzato in  molte discipline sportive sia per lo sviluppo muscolare sia   per  il potenziamento sia per l’ efficienza generale  dell’ atleta.

Un esercizio base nel bodybuilding, nel powerlifting, nel weightlifting, nell’  atletic conditioning e nelle attività di fitness con obiettivi, modalità esecutive ed impegno muscolare differenti. I benefici che si possono ottenere dalla pratica dello  squat  sono innumerevoli a condizione  che gli esercizi siano eseguiti nelle modalità corrette e con una  appropriata tecnica .

 

 DEFINIZIONE DELLO SQUAT

 Il piegamento sulle ginocchia e’ l’esercizio in cui l’ atleta, iniziando in posizione eretta con ginocchia  e anche  completamente  estese, si piega flettendo a livello delle articolazioni delle anche, delle ginocchia, delle caviglie e ritorna alla  posizione di partenza con una successiva risalita mediante estensione delle suddette articolazioni in relazione al valore assunto dall’ angolo del ginocchia sono definite le seguenti tipologie di  squat:

Immagine

 


 ANALISI BIOMECANINCA  DELLA CINETICA  DELLO SQUAT

Immagine 1

(baricentro reale: media tra bilanciere e corpo)

 Nel modello  il sistema è costituito da tre aste rigide (colonna cg, femore cd, tibia perone ed) e da quattro cerniere, i punti e, d, c  e g,   che rappresentano rispettivamente:  gli snodi delle caviglie (fissi) ,delle ginocchia,dell’ anca e posizione del baricentro bilanciere/corpo . il modello ha come vincoli: il punto fisso  (e) dello snodo delle caviglie (solidale ai piedi che non devono staccarsi a terra), la posizione del baricentro g (atleta/bilanciere) che durante l’esercizio si muove sulla verticale e il rispetto della condizione di rigido equilibro statico dell’insieme: la proiezione verticale del baricentro(g) bilanciere/corpo, durante l’intero esercizio, deve cadere all’ interno dell’aria  delineata  dai piedi  dell’atleta,appena davanti la caviglia). Nella posizione della configurazione della figura tra il  punto e (caviglie) e il punto g (baricentro  bilanciere/corpo),  sono  impegnate  tre articolazioni: anche, ginocchia, caviglie.Le articolazioni maggiormente coinvolte alla produzione delle forze occorrenti per controbilanciare  i momenti del peso del bilanciere/corpo rispetto  ai centri di rotazione   c e d sono l’anca e  il ginocchio (si esclude la caviglia – centro e – perché il contributo dei momenti  è minimo)  attraverso l’azione dei rispettivi muscoli: gluteo e quadricipite.

 

BRACCIA DI LEVA

 Nella posizione bassa del piegamento sulle ginocchia  a femore parallelo notiamo dalle fig 2,3 e 4 che al variare dell’ angolo delle caviglie (corrispondentemente angolo del busto) variano le braccia di leva di anca e ginocchio .  all’  aumentare dell’ angolo della caviglia  aumenta il braccio di leva delle anche  e diminuisce il braccio di leva delle ginocchia.  in particolare maggiori braccia di leva dell’anca generano maggiori sollecitazioni per la bassa schiena  e viceversa maggiori braccia di leva del ginocchio generano sollecitazioni maggiori per l’articolazione stessa. I rischi di danno per le rispettive strutture sono  proporzionali all’ entità dei carichi sollevati  (R).

immagine 2

 

 OGGETTO  DELL’  ARTICOLO

Il lavoro  ha   per oggetto   le   ipotesi   di  danno   che   potenzialmente possono   essere   arrecate   alle   strutture     articolari     quando l’atleta   non   esegue in   maniera   corretta   l’esercizio. il maggior   rischio   per   la  colonna   vertebrale,  proviene  dall’ inclinazione   della    schiena   durante   l’esecuzione   dell’ esercizio . Numerosi  lavori scientifici lo evidenziano..1,2,3,4,5,6 e 7 Si e’ voluto indagare   se  detta   inclinazione    sia  legata    a  fattori    determinati   da   limiti    articolari   delle   altre    articolazioni    implicate nell’esercizio, in particolare  dell’articolazione tibio-tarsica.

L’analisi  del rischio per dette strutture  articolari   è basato  sullo studio  della  verifica di esistenza  della   correlazione tra   inclinazione   del   busto e l’angolo di   piegamento   a    livello   dell’articolazione tibio-tarsica   presente   nella fase bassa dell’esercizio  di  depth squat.

 

 ACQUISIZIONE DEI DATI 

Tutte le acquisizioni sono state effettuate  presso 3 palestre di roma e provincia. sono stati coinvolti 23 soggetti  di  eta’  compresa  dai 20 ai 60 anni , e’ stata  effettuata   una   ripresa  fotografica  a  ciascun atleta  nella posizione bassa  dello  squat  a  femore Immagine 3parallelo,  riprendendo  il piano sagittale sinistro il  sovraccarico utilizzato e’ stato il 30 %  del  peso  dell’ atleta. le  foto sono state elaborate tramite computer  con il softwar geogebra per  rilevare  i  parametri presi in esame  che sono :

  •        angolo tibio-tarsica
  •        angolo busto
  •        braccio di leva  femore-tibiale: segmento ld
  •        braccio di  leva cox-femorale : segmento cl

 

 

 

 

 

 PRESENTAZIONE DEI DATI

Nella tabella sono stati  riportati  per ciascun soggetto il peso, la resistenza  utilizzata , l’ angolo della caviglia,l’ angolo dell’anca e l’angolo dell’ inclinazione del busto. L’ordine e’  in relazione  al valore crescente dell’angolo della caviglia.

Dai valori riscontrati si percepisce in maniera intuitiva il legame fra l’inclinazione del busto  e  l’  angolo della caviglia.

Infatti  i soggetti che via via presentano limiti piu’ pronunciati  alla  mobilita’  tibio -tarsica  (maggiore angolo della caviglia )  nel contempo devono flettere sempre più il busto (maggiore angolo del busto ) per mantenere l’ equilibrio statico dell’ insieme.

Tuttavia   la   percezione intuitiva  del legame dei  parametri  non è uno strumento adatto per verificare la correlazione dei due parametri. occorre una   oggettiva    strategia   di   analisi dei   dati,   svincolata   dal  giudizio   personale dell’osservatore   e   possibilmente   che  fornisca   una   misura   numerica quantitativa.

Immagine 4

 

VERIFICA CORRELAZIONE CON L’ INDICE DI PEARSON

La retta di regressione caratterizzata  dal coefficiente di pearson  indicato  con  “r“ viene calcolato con l’aiuto di un software. I valori  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico  e  i  valori dell’angolo di inclinazione del busto sono stati elaborati  con la funzione correl di excel.

r   = 0,9871  esiste forte correlazione  positiva

r quadro = 0,9744 coefficiente  di  determinazione   indica  la bontà adattamento (in inglese fitting)  della regressione lineare stimata  (la curva)  ai dati osservati le due colonne di dati.

Immagine 5

 

 RISULTATI

dallo   studio si può concludere che:esiste una correlazione fra l’inclinazione del busto e l’angolo di piegamento tibio-tarsico, è positiva (ad un aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico  corrisponde un aumento dell’inclinazione del busto).

la correlazione è  fortissima, come dimostrato  dal valore  di r quasi prossimo all’ unita’   (0,9871)  raggiunto dal coefficiente di pearson, 97,44 % (coefficiente di determinazione ) rappresenta l’aumento dell’inclinazione del busto  che può essere spiegato dall’ aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico.

Oltre  alla  caviglia  altri  fattori  influenzano l’inclinazione  del busto:

  • entità della resistenza :con una r tra il 40% e 80% il busto aumenta l’inclinazione di 16 °(10,11) ed un accentuarsi  ( e si accentua l’) della iperestensione della spina (8)
  • accumulo della fatica :con l’aumento delle serie diminuisce l’attività propriocettiva  del ginocchio. con l’avvicinarsi dell’esaurimento delle energie, il carico viene spostato sulla spina che aumenta la sua inclinazione (lattanzio et al.9). tutto  cio’  rende  piu’ intesa  la forza  di  taglio sulla colonna vertebrale (vertebre  l3-l4) aumentando  la possibilità di causare :
  • spondilolisi :  rottura del istimo vertebrale (istmo)
  • spodilolistesi : scivolamento di un vertebra   sull’ altra
  • ernia  del  disco:  protusione  (protrusione)del nucleo polposo.

 

CONCLUSIONI

L’accosciata (squat) è un ottimo esercizio ampiamente utilizzato dai tecnici nel condizionamento generale,  nel potenziamento e nella muscolazione degli arti inferiori, e nel fitness generale.

E’ un esecizio non indenne da rischi per la schiena conseguenti ad una cinematica  condizionabile da limiti articolari (in particolare la tibio-tarsica) dell’esecutore, dall’entità della resistenza, dalla fatica  accumulata  in numerose serie portate a sfinimento.

L’inclusione nei programmi di allenamento deve essere preceduta da un’analisi delle possibilità  articolari della caviglia ( e non solo..).

L’eventuale test sull’esecuzione nel caso di programmi che prevedano r superiori al 30% di 1 RM,  va eseguito con sovraccarichi con una r tra il 40% e 80% 1RM,  per l’influenza dello stesso sulla cinematica , ed un controllo da parte del tecnico delle ripetizioni finali di serie portate a sfinimento.

Nel caso di soggetti over 40, il tecnico deve valutare seriamente, la possibilità di varianti meno stressanti per il rachide, e l’obiettivo realistico da perseguire.

 

BIBILIOGRAFIA :

1. cappozzo, a, felici, f, figura, f, and gazzani, f. lumbar spineloading during half-squat exercises. med sci sports exerc 17: 613–620,1985.

2. dahlkvist, nj, mayo, p, and seedhom, bb. forces during squattingand rising from a deep squat. eng med 11: 69–76, 1982.

3. gullett, jc, tillman, md, gutierrez, gm, and chow, jw. abiomechanical comparison of back and front squats in healthy  trained individuals. j strength cond res 23: 284–292, 2009.

4. hwang, s, kim, y, and kim, y.lower extremity joint kinetics andlumbar curvature during squat and stoop lifting. bmc musculo skeldisord 2: 10–15, 2009.

5. potvin, jr, mcgill, sm, and norman, rw. trunk muscle and umbar ligament contributions to dynamic lifts with varying degrees  of trunk flexion. spine 16: 1099–107, 1991.

6. russell, pj and phillips, sj. a preliminary comparison of front and  back squat exercise. res q exerc sport 60: 201–208, 1989.

7. walsh, jc, quinlan, jf, stapleton, r, fitzpatrick, dp, and  mccormack, d. three-dimensional motion analysis of the lumbar  spine during ‘‘free squat’’ weight lift training. am j sports med 35:

927–932, 2007.

8. van eijden, tm,weijs,wa, kouwenhoven, e, and verburg, j. forcesacting on the patella during maximal voluntary contraction of the       quadriceps femoris muscle at different knee flexion/extensionangles. acta anat 129: 310–314, 1987

9. lattanzio, pj, petrella, rj, sproule, jr, and fowler, pj. effects of fatigue on knee proprioception. clin j sports med 7: 22–27, 1997.

10. hay, jg, andrews, jg, vaughan, cl, and ueya, k. load, speed and equipment effects in strength-training exercises. in: biomechanics viii-b.      matsui, h and kobayashi, k, eds. champaign, il: human kinetics publishers, 1983. pp. 939–950.

11. ellis, e, arambatzi, f, and papadopoulos, c. effects of load on ground reaction force and lower limb kinematics during concentric squats. j sports sci 23: 1045–1055, 2005.