Introduzione
Il parametro della potenza (forza x velocità) è quello che
meglio esprime la condizione di massimo sforzo dell’atleta nella propria azione
esplosiva elastica (anche balistica): che egli stia sprintando ovvero scagliando un attrezzo o
effettuando un salto… il suo scopo sarà sempre quello d’effettuare un movimento
coordinato ed armonico nel minor tempo possibile (rapidità) spostando il corpo
nello spazio con il minor dispendio d’energia (efficienza)... Benché la
sommatoria dei movimenti dei segmenti corporei si traduca in un lavoro efficace
(sommatoria di forze per spostamenti coerenti con il loro verso = scopo
dell’azione sviluppata) il contributo della singola leva muscolare produce un
lavoro positivo nel caso di un’attivazione concentrica (il muscolo sotto sforzo
complessivamente si accorcia ed opera nel verso dello spostamento) o un lavoro negativo eccentrico (il muscolo cede allo sforzo e s’allunga, operando nel
verso contrario allo spostamento).
Quest’ultima condizione, sempre presente nella bio-meccanica
degli sport dinamici, precede l’azione concentrica in quell’effetto “a molla”
che consente al muscolo d’immagazzinare energia elastica prima di produrre la
massima potenza efficace: essa
rappresenta la condizione di massimo rischio per le componenti contrattili e cito-scheletriche
delle fibre.
Tuttavia poiché i muscoli si adattano, sia strutturalmente che
funzionalmente, alle elevate contrazioni in allungamento eccentrico,
determinando queste dei veri e propri picchi elastico-meccanici, gli specifici
allenamenti precoci in funzione di tali attivazioni possano prevenire gli
infortuni muscolo-scheletrici, incrementare la prestazione sportiva e
compensare le fasi di indebolimento. Nei bambini tale processo di benefico
condizionamento neuro-muscolare ed osseo si somma alla massima plasmabilità dei
loro capi tendinei e legamentosi nella valorizzazione della massima duttilità articolare: si spiega
scientificamente ciò che, nell’empirismo disciplinare della ginnastica
artistica o delle pratiche circensi, è un fenomeno ben noto e sfruttato (es. il
motivo per cui nelle uscite con salti dall’alto verso il basso ed azione
bloccante di quadricipiti e tricipiti surali a dei picchi di sollecitazione
muscolare impressionante non corrisponde una regolare rottura di qualche
tendine…).
NOTA: Nel caso delle ossa in crescita dei bambini particolare attenzione dev'essere dedicata alle cartilagini d'accrescimento contigue alle epifisi, punti di reale fragilità dispetto alle inserzioni tendinee. Tuttavia tali strutture risultano ben adattate ai carichi assiali, quindi in grado di sopportare compressioni anche violente, e viceversa poco resistenti nel caso di sforzi torsionali e tensionali (...).
Generalità: perché le attivazioni eccentriche producono più
traumi
Il danno alla fibra muscolare può essere causato da una singola
contrazione muscolare ovvero come dall’effetto cumulativo di contrazioni in
serie. Il meccanismo più correlato al potenziale danneggiamento della fibra
muscolare risulterebbe l’attivazione di tipo eccentrico: rischio imputabile
soprattutto alla maggior produzione di forza rispetto a quella derivante da
“contrazioni” di tipo concentrico o isometrico. Ciò in quanto durante un movimento
ad attivazione eccentrica, effettuato alla velocità di ω = 90°/ s, la forza
sviluppata dal distretto muscolare risulta tre volte maggiore di quella
espressa alla medesima velocità dalla equivalente contrazione concentrica.
Inoltre risulta maggiore anche la forza prodotta dagli elementi inattivi del
tessuto connettivo del muscolo sottoposto ad allungamento. In tal senso il
fenomeno puramente meccanico dell’elongazione può giocare un ruolo
significativo anche in una fase in cui il muscolo non è direttamente
interessato dal movimento dominante. Il fenomeno dell’overstretching che caratterizza l’attivazione eccentrica può determinare l’insorgenza di
lesioni a livello dell’inserzione tendinea, della giunzione muscolo-tendinea
oppure nella zona muscolare resa maggiormente fragile da un deficit di
vascolarizzazione: i muscoli pluri-articolari risultano quelli maggiormente
esposti ad insulti traumatici per il fatto di dover controllare eccentricamente
il range articolare di due o più articolazioni. Anche la diversa tipologia
delle fibre influenza l’evento traumatico: le fibre (FT) sono più esposte a
danni strutturali a causa della loro maggior capacità contrattile che determina
una maggiore produzione di potenza rispetto alle fibre di tipo ST. Inoltre i muscoli
ad alta percentuale di FT sono generalmente più superficiali e di norma
interessano due o più articolazioni. L’insulto traumatico prevalentemente
localizzato a livello della giunzione muscolo-tendinea dimostrerebbe altresì il
fatto che in questa zona e nelle porzioni finali delle fibra muscolare si
verifichi il maggior stress meccanico. Da un punto di vista metabolico durante
la contrazione di tipo eccentrico, dal momento che la vascolarizzazione
muscolare viene interrotta, il lavoro svolto è di tipo anaerobico: ciò determina sia
un aumento della temperatura che dell’acidosi legata ad una marcata anossia
cellulare. Eventi che si traducono in un’aumentata fragilità muscolare ed in
una possibile necrosi cellulare del muscolo e del connettivo di sostegno.
Quando assorbono forze meccaniche mentre sono attivati
eccentricamente i muscoli lavorano sia come strutture ammortizzanti (solo per
frenare) che come molle (per immagazzinare energia che viene ceduta nella
immediata contrazione successiva). Come detto le forze risultanti da queste
contrazioni muscolari eccentriche producono lavoro negativo. Durante una
normale locomozione i muscoli delle gambe sono complessivamente attivi nel
medesimo lavoro positivo (accorciamento) e negativo (allungamento).
Nell’effetto a molla le componenti allungate dell’unità
muscolo-tendinea immagazzinano energia potenziale elastica di ritorno (o
energia elastica di tensione), una parte della quale può essere successivamente
riutilizzata: condizione essenziale per amplificare la forza e la produzione di
potenza in un successivo ciclo in
accorciamento (SSC - stretch-shortening cycle - anche pliometria).
NOTA: Utile in tal senso qui menzionare lo schema meccanico muscolare (di Hill 1938 - Shorten 1987) dei tre
elementi:
CC - componente contrattile dei ponti acto-miosinici (...);
SEC - elemento elastico in serie alla CC - energia elastica
passiva del tendine (...);
CEP - componente elastica parallela - contributo dell'intero
sarcolemma e della titina nei miofilamenti (...).
NOTA: Utile altresì ricordare il complessivo comportamento visco-elastico dell'unità
muscolo-tendinea UMT, in cui la vicosità rappresenta una "dannosa" deformabilità tessutale (si disperde energia), proporzionale alla tensione e legata agli attriti muscolari interni (...). Le attivazioni eccentriche, parimenti a quanto avviene nello stretching muscolare, decrementano la rigidità muscolare e la visco-elasticità della UMT.
Alcuni studi affermano che la restituzione di energia di
tensione elastica non contribuisce tanto ad incrementare la produzione di
potenza quanto piuttosto all’attivazione dell’intero muscolo, che si traduce in
un maggior lavoro in accorciamento. Con tutta probabilità l’aumento di potenza
nell’accorciamento post eccentrico è una combinazione di entrambi gli aspetti
(accumulo d’energia elastica e massima attivazione di tutte le fibre).
In un certo senso, poiché il muscolo è composto sia da fibre
muscolari che di tessuto tendineo, tutte queste strutture possono essere
collegialmente messe a punto secondo le caratteristiche di una molla, per il
sistema muscolo tendineo al fine di immagazzinare ed utilizzare energia di
tensione elastica durante la locomozione.
Il muscolo è un tessuto altamente mutevole che nel tempo si
adatta agli stimoli: come tutti i tessuti biologici le modificazioni prodotte
da un determinato livello di stress fisico sul muscolo comportano risultati
prevedibili.
Le risposte muscolari ad un alto dosaggio di stress fisico
contemplano sia la possibilità d’infortunio che d’adattamento benefico: tra
queste, l’intesa attività muscolare eccentrica è la più significativa. Quando
un individuo non allenato compie un escursione montana camminando in discesa
(contrazioni eccentriche in allungamento) questa pratica può rivelarsi dannosa
a partire da un’iniziale indolenzimento muscolare (DOMS) nella prima parte
dell’escursione fino ad eventuali peggiori conseguenze: il collegamento tra
DOMS e le lesioni ed infiammazioni muscolari evidenzia i puntuali
danneggiamenti progressivi della cellule muscolari. Allo stesso modo i danni
strutturali degli elementi contrattili e cito-scheletrici delle fibre, come
pure l’indebolimento del processo di relazione eccitazione-contrazione, sono
legati alla riduzione della capacità di produrre forza.
Se però un soggetto s’allena costantemente alla camminata in
discesa dopo un periodo relativamente breve non soffrirà più d’alcun un danno
muscolare: ne consegue che l’uso ripetuto di contrazioni eccentriche sopra
evocato risulta essere un evidente adattamento
di protezione per il muscolo
provocato dall’effetto di brevi periodi di attività intensa ripetuti.
Ecco che un’attività eccentrica che potrebbe provocare seri e
perfino debilitanti danni senza un allenamento mirato, meglio se precoce, ha
effetti positivi se preventivamente conosciuta e sfruttata: perfino i
protocolli di allenamento eccentrici più leggeri che non producono nemmeno il
più piccolo danno muscolare sono sufficienti a garantire questo tipo di
protezione.
Ricapitolando: sebbene la dinamica fisiologica dell’adattamento rimane dubbia
(…), l’esposizione costante all’attività muscolare eccentrica determina un adattamento attivo della struttura della molla (cioè stiffness del muscolo) che si sviluppa indipendentemente dall’incremento della dimensione o
della forza del muscolo. Si tratta d’un dato
fondamentale per tutti quei
giovanissimi che si preparano ad attività agonistiche rapido-esplosive (in
particolare i saltatori) con l’esigenza di rimanere negli anni magri e quindi
leggeri.
Grazie alle forze molto maggiori (di 2 o 3 volte) che possono
essere prodotte eccentricamente rispetto a quelle isometriche e concentriche,
il training di tipo eccentrico può sovraccaricare il muscolo con
un estensione maggiore e un aumento di potenza (velocità e forza, con un moderato incremento della massa) rispetto ad un training di tipo concentrico.
NOTA: Per quanto attiene alla forza F la sua crescita è anche ma non solo correlata alla massa muscolare: nell'ipotesi che quest'ultima rimanesse costante, la componente F potrebbe essere comunque sensibilmente aumentata rispetto ai parametri d'efficientamento neuromuscolare (vd. coordinazione intramuscolare ed intermuscolare). Ciò avviene in effetti con l'allenamento eccentrico.
Inoltre, a fronte di una produzione di tensioni muscolari molto
superiori, le contrazioni eccentriche hanno un’altra specifica caratteristica:
il dispendio metabolico è fortemente ridotto. Il basso costo energetico le
rende ideali per le esercitazioni dei più piccoli ed il recupero di pazienti
indeboliti.
Gli atleti reduci da infortuni ai flessori e agli adduttori
denotano un importante indebolimento della loro forza eccentrica rispetto a
quella concentrica: ciò suggerisce come un incremento preventivo possa
minimizzare il rischio d’infortunio. E’ stato ipotizzato (e sperimentalmente
dimostrato) che gli esercizi
di resistenza eccentrica possono prevenire infortuni all’unità muscolo-tendinea incrementando la capacità del muscolo
di assorbire una crescente energia prima della ricaduta: una forza maggiore ed
una migliore capacità di assorbimento bio-meccanico sono i risultati di un training
di allenamento della forza eccentrica.
Un adattamento della UMT a protocolli di tipo eccentrico determina un consolidamento della giunzione
miotendinea, anche correlato all'ipertrofia muscolare indotta, con attività fibroblastica
(n.d.r. i fibroblasti sono le cellule che producono il collagene) e produzione di collagene e di sostanze di base.
Per quanto attiene all’incremento della massa ossea (osteopenia), analogamente a quella
della massa muscolare e della forza, esso sembra essere collegato alle forze
muscolari e alle altre sollecitazioni bio-meccaniche: la resistenza e la
densità minerale delle ossa è probabilmente influenzata dalle pressioni locali
che possono verificarsi durante esercizi ad elevata intensità. Il training di
tipo eccentrico è quindi in grado produrre sollecitazioni muscolari sull’osso
inducendo fondamentali adattamenti alla sua struttura, soprattutto se nelle
fasi di crescita. E questo dato ci rende consapevoli di come es. l’allenamento
eccentrico ai muscoli della gamba garantisce uno stimolo osteogenico maggiore di un allenamento concentrico.
Senza entrare nel merito degli aspetti medici dei protocolli
riabilitativi post-traumatici segnaliamo infine, da parte di molti fisiatri, la prassi consolidata d’utilizzare
proprio esercizi eccentrici per
il recupero muscolo-tendineo di distretti traumatizzati e/o indeboliti a
seguito d’una intensa attività: a rimarcare che queste attivazioni sono una
ricchezza neuro-muscolare che deve essere correttamente interpretata e
coltivata da tutti gli sportivi in generale e dagli agonisti in particolare.
PARTE SECONDA: SUI PROTOCOLLI ECCENTRICI PER BAMBINI (7-13 anni)
Come al solito la disamina degli aspetti pratici qui proposta
analizzerà un solo caso particolare, rimanendo io a disposizione (gratuita) per
eventuali approfondimenti generali o mirati.
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A) BALZI in serie in DISCESA a PIEDI PARI E SCALZI dalle GRADONATE
(circa cm. 40) con leggero rimbalzo (pliometria) e prevalente attivazione eccentrica
Teoricamente quest balzi in discesa possono essere eseguiti in
tre modilità (di cui adotteremo la seconda):
- senza alcun rimbalzo, con il blocco repentino delle cosce una
volta parallele al piano di caduta (solo attivazione eccentrica, in particolare
del quadricipite femorale): determina un elevato picco nelle tensioni muscolari
interne e quindi un sovraccarico virtuale piuttosto impegnativo;
- con un leggero rimbalzo, che implica una leggera
post-attivazione concentrica verso l’alto, allo scopo di legare una caduta a
quella successiva, armonizzando i movimenti e consentendo ai piedi di scaricare
una significativa quota parte dell’energia meccanica;
- con una marcata azione pliometrica, e quindi con una decisa
azione verticale di rimbalzo che provoca la distensione completa del corpo in
elevazione ed una successiva ricaduta da un’altezza decisamente superiore a
quella dei gradoni.
Il protocollo prevede altresì:
- che i piedi siano scalzi, al fine di costringerli a proteggere
in forma attiva il tallone ed indirettamente tutto l’apparato
scheletrico-muscolare (primi ammortizzatori della macchina umana);
- che la complessiva postura del corpo, a partire dalle braccia
aperte in avanti che collaborano all’equilibrio generale dei movimenti, sia
elegante e quindi decontratta, fluida, simmetrica e baricentrica;
- che l’esercizio risulti afono (grazie soprattutto al corretto
utilizzo dei piedi).
Si parte dalle 6 serie x 6-10 gradoni incrementandole, nel caso
dei due allenamenti settimanali, in ragione di 1 o 2 serie ogni mese, fino ad
un massimo di 15-20 serie nei sei mesi di sperimentazione.
Dopo tali esercitazioni non si possono più compiere attività
intense, soprattutto legate alla corsa veloce ed ai salti: conseguentemente
consiglio di riservarle all’ultima parte dell’allenamento (es. non vanno
assolutamente bene come riscaldamento nella pallavolo).