Anatomia muscolare e VBT

L'anatomia muscolare e la comprensione di come sviluppare la forza vanno di pari passo. Questo articolo ti aiuterà a comprendere i meccanismi delle contrazioni muscolari da un punto di vista anatomico e in che modo i principi e gli obiettivi dell'allenamento basato sulla velocità siano direttamente collegati a essi.

VBT E CONTRACZIONI MUSCOLARI

Quanto segue ha lo scopo di fornirti una comprensione molto concreta dell’anatomia e della fisiologia muscolare, per capire in che modo queste si collegano specificamente all’allenamento della forza e all’allenamento basato sulla velocità. Nei post precedenti abbiamo parlato della profilatura forza-velocità. Il rapporto forza-velocità è semplicemente la relazione tra la velocità con cui cambia la lunghezza di un muscolo (regolata dal carico esterno o da altri muscoli) e la quantità di forza generata da quello stesso muscolo. Le proprietà del tessuto muscolare di un individuo determinano l'aspetto della curva del profilo forza-velocità, e tale curva può a sua volta variare sia reclutando più unità motorie in ogni contrazione, sia aumentando la frequenza di attivazione di ciascuna contrazione. Queste due variabili possono essere modificate attraverso l'allenamento, in particolare se specifico e mirato, come nel caso dell'allenamento basato sulla velocità.

Grazie al feedback immediato e oggettivo fornito da un dispositivo VBT come Perch, l’intenzione di un sollevamento viene quantificata oltre che monitorata nel tempo. Questi dati consentono agli allenatori di farsi un’idea o di acquisire una comprensione di base di ciò che sta realmente accadendo in profondità nei muscoli di un atleta. Assegnare un valore numerico allo sforzo può aiutare gli atleti a capire come si percepisce la contrazione muscolare a diversi livelli di sforzo e incoraggiarli a essere più in sintonia con il proprio corpo. Allenare i muscoli a generare più forza è semplice, ma non facile. Il tuo programma deve insegnare agli atleti a:

1. Recluta PIÙ unità motorie per ogni contrazione
2. Aumentare la frequenza di attivazione di un gruppo di unità motorie già attivo

Con la diffusione della tecnologia di allenamento basata sulla velocità in diversi ambiti della preparazione fisica e delle prestazioni sportive, i tempi di raggiungimento degli obiettivi si accorciano e gli atleti possono massimizzare il proprio potenziale. Quanto segue ti aiuterà a comprendere il perché e il come dei processi di contrazione muscolare.

TIPI DI CONTRACZIONI MUSCOLARI

Esistono quattro tipi di contrazioni muscolari:

1. Contrazione isometrica: il muscolo genera tensione senza modificare la propria lunghezza
2. Contrazione isotonica: il muscolo genera una tensione costante nonostante la variazione della sua lunghezza.
3. Contrazione concentrica: la tensione muscolare supera la forza esterna che le si oppone e il muscolo si accorcia mentre si contrae
4. Contrazioni eccentriche: la tensione muscolare non supera il carico esterno che le si oppone e il muscolo si allunga durante la contrazione.

ANATOMIA DEL MUSCOLO SCHELETRICO

Ogni contrazione dei muscoli scheletrici (ad eccezione dei riflessi) ha origine nel cervello. Un segnale elettrochimico viene trasmesso attraverso il sistema nervoso a un motoneurone che innerva diverse fibre muscolari. Di seguito è possibile osservare l'anatomia di un singolo muscolo:

Dal più piccolo al più grande, gli strati di tessuto muscolare sono:

Sarcomero: l'unità più piccola, elementare e funzionale di un muscolo, responsabile della contrazione. È costituito da fibre intrecciate (actina e miosina) ed è responsabile delle striature delle fibre muscolari. All'interno di una singola miofibrilla sono presenti numerose unità.

Miofibrilla: unità lunghe e parallele di una fibra muscolare composte da miofilamenti spessi e sottili (proteine contrattili chiamate actina e miosina, e proteine regolatrici chiamate troponina e tropomiosina). Sono circondate dal reticolo sarcoplasmatico (o SR).

Fibra muscolare: cellula cilindrica allungata contenente numerose miofibrille. È circondata dal sarcolemma. Conosciuta anche come cellula muscolare.

Sarcolemma: la membrana cellulare o plasmatica che avvolge ogni fibra muscolare.

Endomizio: la più piccola unità di tessuto connettivo che avvolge una singola fibra muscolare.

Fascicolo muscolare: fasci di fibre muscolari circondati dal perimisio.

Perimio: la struttura di tessuto connettivo di medio spessore che avvolge più fibre muscolari all’interno della loro struttura fascicolare.

Epimisio: la più grande struttura di tessuto connettivo, costituita da una guaina elastica e fibrosa che avvolge l'intero muscolo, consentendogli al contempo di mantenere la propria integrità e di muoversi indipendentemente dagli altri tessuti e organi circostanti.

Fascia: lo strato di tessuto connettivo spesso che ricopre l'intero muscolo e si trova sopra lo strato di epimisio.

GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE

La giunzione neuromuscolare (nota anche come giunzione mioneurale e placca motoria) è essenzialmente una sinapsi chimica che si forma nel punto di contatto tra un motoneurone e una fibra muscolare. L'unità più elementare è chiamata unità motoria e consiste in un singolo motoneurone alfa e in tutte le fibre muscolari che esso è in grado di innervare, come illustrato di seguito:

Il motoneurone è costituito dal soma (corpo cellulare), dai dendriti, dal nucleo, dall'assone (rivestito da una guaina mielinica) e dal terminale assonale. L'assone termina in un bulbo sinaptico o bouton (sul lato presinaptico), dove si forma la giunzione o sinapsi con una fessura sinaptica tra l'estremità del bouton e l'inizio della cellula bersaglio, il lato postsinaptico. Nel muscolo scheletrico, la cellula bersaglio sul lato postsinaptico presenta una serie di pieghe giunzionali rivestite di recettori. Di seguito è riportato un riepilogo passo dopo passo di ciò che accade alla giunzione neuromuscolare:

1. Il potenziale d'azione si propaga lungo il motoneurone, provocando il rilascio da parte del bottone sinaptico di un neurotrasmettitore noto come acetilcolina nella fessura sinaptica.
2. L'acetilcolina si lega ai recettori dell'acetilcolina presenti nelle pieghe giunzionali sul lato postsinaptico.
3. Una volta legati, i canali ionici si aprono e consentono agli ioni sodio (Na+) di fluire nella cellula postsinaptica. Ciò depolarizza la cellula e genera un potenziale della placca terminale.
4. La depolarizzazione provoca l'apertura dei canali del sodio (Na) voltaggio-dipendenti, trasformando il potenziale della placca terminale in un potenziale d'azione.
5. Il potenziale d'azione si propaga lungo la fibra muscolare e provoca la sua contrazione attraverso l'accoppiamento eccitazione-contrazione.

ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRACZIONE

L'accoppiamento eccitazione-contrazione è la sequenza di eventi che si verifica sul lato postsinaptico, qui riassunta passo dopo passo:

1. Il potenziale d'azione generato dalla depolarizzazione del potenziale della placca terminale si propaga attraverso il resto del sarcolemma lungo la superficie della cellula
2. Il potenziale d'azione si propaga in una struttura nota come tubuli T, che si appoggiano al reticolo sarcoplasmatico (SR)
3. Il potenziale d'azione provoca il rilascio di calcio (Ca) dalle cisterne terminali del reticolo endoplasmatico (RE) nel citoplasma della cellula
4. Il Ca si lega quindi alla troponina, che sposta la tropomiosina ed espone i siti di legame della miosina sull'actina.
5. Le teste di miosina formano ponti trasversali con l'actina e danno inizio alla contrazione muscolare
6. L'ATP si lega alle teste di miosina, provocandone il rilascio e il ripristino
7. Una volta che il Ca viene reimmesso nella SR attraverso processi enzimatici, si verifica il rilassamento

TEORIA DEL FILAMENTO SCORRENTE

La teoria dei filamenti scorrevoli descrive il processo di contrazione muscolare al livello più elementare. Pur con alcune sovrapposizioni rispetto all'accoppiamento eccitazione-contrazione, ne forniremo qui una sintesi passo dopo passo:

Il potenziale d'azione stimola il rilascio di calcio nella cellula muscolare

Il Ca si lega alla troponina (precedentemente legata all'actina), che libera il filamento di tropomiosina dall'actina, liberando così i siti di legame per la miosina.

Una volta che le teste globulari della miosina si sono legate ai siti disponibili dell'actina utilizzando l'ATP convertito in ADP + P, si verifica una «fase di contrazione» che spinge il filamento di actina verso il centro o la linea M

Un nuovo ATP si lega quindi alla miosina, provocando il distacco del ponte trasversale formatosi dal sito di actina.

Il muscolo può continuare a contrarsi se è presente altro ATP e può formare un altro ponte trasversale, oppure può rilassarsi e il Ca verrà reimmesso nel reticolo sarcoplasmatico.

DIFFERENZE NELLE CONTRAZIONI DEI MUSCOLI SCHELETRICI

Le contrazioni muscolari sono controllate dai potenziali d'azione (come hai letto sopra) e possono essere generalmente classificate come:

1. Twitch: un singolo ciclo di contrazione e rilassamento che si verifica all'interno della fibra muscolare stessa
2. (Onda) Sommatoria: si verifica quando più contrazioni muscolari successive si sommano per produrre una contrazione muscolare più ampia e più forte
3. Tetano: contrazioni multiple che si susseguono producendo una contrazione continua e forte; questa può essere fusa o non fusa.

È importante ricordare che, a livello fondamentale, esistono solo due modi per modificare la quantità di forza generata dal muscolo scheletrico:

1. Recluta PIÙ unità motorie per ogni contrazione
2. Aumentare la frequenza di attivazione di un gruppo di unità motorie già attivo

Una volta che tutte le unità motorie possibili sono state reclutate e stanno lavorando alla loro frequenza massima, si raggiunge il massimo di ripetizioni (1RM). Se sottoposto a sforzo, il corpo tenderà sempre a reclutare più unità motorie piuttosto che a esaurire quelle attualmente in uso. La durata e l'ampiezza di una contrazione possono essere regolate anche dal reclutamento delle unità motorie attraverso:

1. Aumentare il numero di motoneuroni attivi
2. Attivare prima le unità motorie più piccole/deboli, seguite da quelle più grandi

CONCLUSIONE

Noi di Perch crediamo fermamente nell'importanza di comprendere il "perché" che sta dietro a ogni cosa. Pertanto, pur ritenendo che l'allenamento basato sulla velocità debba essere parte integrante di ogni programma di allenamento con i pesi per allenare i muscoli con precisione e migliorare le prestazioni atletiche complessive, pensiamo che comprendere l'anatomia muscolare sia fondamentale per coglierne appieno il significato. Speriamo che questo articolo sia stato utile anche per te!

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FONTI

1. Baechle, T., Earle, R. e National Strength & Conditioning Association (Stati Uniti). (2008). Fondamenti di allenamento della forza e preparazione fisica (3ª ed.). Champaign, IL: Human Kinetics.
2. Gardiner, P. (2011). Fisiologia avanzata dell'esercizio neuromuscolare (Collana "Fisiologia avanzata dell'esercizio"). Champaign, IL: Human Kinetics.
3. Gonzalez-Friere, M., Rafael, de C., Stephanie, S. e Luigi, F. (agosto 2014). L'architettura di una giunzione neuromuscolare. Estratto il 23 ottobre 2019 da https://www.researchgate.net/figure/The-architecture-of-a-neuromuscular-junction-NMJ-A-B-The-NMJ-is-composed-of-three_fig1_265056822.
4. Gray, H., Williams, P. e Bannister, L. (1995). Anatomia di Gray: Fondamenti anatomici di medicina e chirurgia (38ª ed.). New York: Churchill Livingstone.
5. Scanlon, V., & Sanders, T. (1999). Elementi di anatomia e fisiologia (3ª ed.). Filadelfia: F.A. Davis.
6. Scientist, C. (s.d.). Laboratorio sui muscoli e i riflessi. Consultato il 23 ottobre 2019, all'indirizzo https://www.scientistcindy.com/muscles-and-reflexes-lab.html.