Leve e azioni muscolari

Finita l’estate le palestre e i centri sportivi si riempiono nuovamente di clienti e proprio in questo periodo dell’anno molti ragazzi mi chiedono la differenza tra i vari lavori muscolari che si possono fare con i sovraccarichi.

Questo breve articolo è pensato proprio per loro, cercherò di spiegare brevemente le leve articolari e i tre principali tipi di lavoro muscolare.

Generalmente si parla di diverse azioni muscolari, tipiche di un allenamento con i sovraccarichi: l’azione concentrica, l’eccentrica e l’isometrica.

Prima di descriverle è bene ricordare che i muscoli scheletrici agiscono sulle ossa, esercitando su queste una trazione che ne permette il movimento attraverso punti specifici definiti articolazioni. Nello studio biomeccanico (ricordiamo qui che la biomeccanica è quell’area della biologia che usa la meccanica classica per analizzare fenomeni di biologia e medicina legati al movimento) il sistema muscolo-scheletrico è descritto come un sistema di leve.

Una leva è un corpo rigido (o semirigido) che se soggetto a una forza, la cui linea di azione non passa attraverso il fulcro, ne esercita a sua volta una nuova su un altro oggetto, ciò impedisce la tendenza alla rotazione della leva stessa [1].

Vi è dunque un vantaggio meccanico nel momento in cui il rapporto tra il braccio della forza applicata e il braccio della forza resistente è maggiore di uno.

 

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Il braccio della forza è definito come la distanza della linea d’azione della forza rispetto al fulcro. Comprendere questo aspetto è fondamentale non solo per la programmazione di esercizi muscolari ma anche perché se non si tiene conto del rapporto tra i bracci di forza scaricando un bilanciere esso potrebbe cadervi addosso, se non è correttamente posizionato sugli appoggi o se scaricate tutti i dischi da un solo lato.

In base alla disposizione dei fulcri e alla relazione tra i bracci di forza, le leve possono essere divise in tre macrocategorie: leve di primo genere, leve di secondo genere e leve di terzo genere [2].

 1. Le leve di primo genere sono quelle in cui la forza applicata e la forza resistente agiscono su lati opposti rispetto al fulcro (figura 1).

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Figura 1. Leva di I genere.

 

2.Le leve di secondo genere sono quelle leve in cui la forza applicata e la forza resistente agiscono sullo stesso lato del fulcro, ma la forza applicata agisce attraverso un braccio di lunghezza superiore rispetto a quello della forza resistente (figura 2).     Un semplice esempio nel nostro corpo è dato dal piede , in esso la flessione plantare permette di sollevare un carico estremamente elevato poiché l’azione della leva è vantaggiosa; praticando un movimento di calf alla pressao in piedi si può comprendere meglio questo esempio.

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Figura 2. Leva di II genere.

 

3. Le leve di terzo genere, sono leve in cui la forza applicata e la forza resistente agiscono sullo stesso lato del fulcro ma la forza applicata agisce attraverso un braccio inferiore rispetto a quello della forza resistente. (figura 3). Un esempio è quello che avviene nell’avambraccio in flessione durante un movimento di arm curl.

 

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Figura 3. Leva di III genere.

 

Senza entrare nel dettaglio delle leve e dei principi che governano la meccanica classica, si possono comprendere meglio le azioni muscolari che, come detto all’inizio, sono concentrica, eccentrica e isometrica.

  • L’azione muscolare concentrica è una situazione in cui il muscolo si accorcia, essendo la forza di contrazione muscolare superiore alla forza resistente. Esempi di questo tipo di contrazione si possono ritrovare nel nuoto, nel ciclismo o in un gesto di arm curl quando portiamo il peso verso l’alto. Per semplificare il concetto si tende a dire che l’azione muscolare concentrica è quella che permette di spostare gli oggetti anche se questa definizione è corretta solo in parte.
  • L’azione muscolare eccentrica è un’azione in cui il muscolo si allunga dal momento che la forza contrattile è inferiore rispetto alla forza resistente. Questo tipo di contrazione avviene in ogni esercizio di frenata nell’allenamento con sovraccarichi. Spesso è descritta come quell’azione di forza nella quale non possiamo superare la resistenza che dobbiamo affrontare quindi non riusciamo a spostare l’oggetto ma solo a rallentarne il movimento. In alcuni tipi di allenamento avanzato si usa l’azione eccentrica, come nell’esercizio di squat assistito o nella bench press,per la sua peculiare capacità allenante ma questa azione muscolare la si può incontrare in tutti i movimenti di frenata, come nell’arm curl quando allontaniamo il peso dal corpo e cerchiamo di rallentare la sua caduta verso il basso.
  • L’azione muscolare isometrica avviene quando la lunghezza muscolare non cambia dal momento che la forza contrattile è uguale alla forza resistente. Un esempio tipico di questa azione muscolare lo si può incontrare in un esercizio di plank o in uno squat isometrico. Si può presentare in tutte quelle situazioni in cui cerchiamo di spostare un oggetto che oppone una forza uguale e contraria, essendo quindi la risultante delle forze uguali a zero non vi sarà produzione di accelerazione e quindi spostamento [3].

 

Ognuno di questi tipi di azione muscolare ha un effetto diverso sul tipo di lavoro che si sta svolgendo, tenendo sempre a mente il concetto di specificità, la conoscenza dettagliata di questi tre sistemi e delle azioni delle leve permette di creare la maggior parte degli allenamenti con i sovraccarichi.

 

 

 

Bibliografia.

 

1. S. P. Flanagan – Biomechanics: A Case-Based Approach. Jones & Bartlett Learning, Ed. 2013.

 

2. F. Barba – L’allenamento. Teoria & Metodologia. Idelson Gnocchi ,Ed. 2007.

 

3. J. Weineck – L’allenamento ottimale. Calzetti Mariucci, Ed. 2009.

Gli amminoacidi. Parte II

Non cintegratori_palestra’è sportivo che non abbia mai sentito parlare di questi prodotti. I BCAA vengono proposti in tutti i modi e con gli slogan più fantasiosi, spesso in associazione a foto visibilmente ritoccate di modelli e modelle; si possono trovare in farmacia, al supermercato in palestra o in negozi per sportivi.

BFigura 1CAA è l’acronimo per Branched-chain amino acid, questi sono tre dei nove amminoacidi essenziali: leucina, isoleucina e valina.

In condizioni normali una dieta sana, variata ed equilibrata è di per sé sufficiente a fornire la giusta quantità di questi nutrimenti (figura a lato).

Ci sono casi in cui è però necessario assumerli anche attraverso gli integratori alimentari, prodotti assunti oltre la regolare alimentazione per favorire l’assunzione di determinati principi nutritivi non presenti negli alimenti di una dieta non corretta, sbilanciata o insufficiente.

L’utilizzo degli integratori a base di BCAA è stato argomento di intensa disccussione specialmente tra gli anni ‘70-‘80, in particolare per la terapia di pazienti con insufficienza epatica; infatti i BCAA, normalmente presenti nei muscoli, sono rapidamente catabolizzati in alanina e glutammina in risposta allo stress, solo successivamente anche gli sportivi hanno incominciato ad assumerli.

Le BCAA agendo direttamente a livello muscolare dovrebbero impedire il catabolismo del muscolo scheletrico rallentandone le deplezione, ovvero la riduzione, del tessuto muscolare stesso; sembrerebbe infatti che dopo un intenso esercizio fisico il livello di BCAA nel sangue tenda a diminuire tra il 10% e il 30% e un’integrazione prevenga la deplezione delle proteine muscolari e velocizzi il conseguente recupero nella fase di riposo.

Le ricerche più recenti hanno evidenziato l’importanza dei BCAA soprattutto per sport di durata o comunque in sessioni di allenamento che durino più di sessanta minuti, in quanto il chetoacido ricavato proprio dai BCAA agisce in media entro 180min dalla sua assunzione, ecco perché è consigliato assumere BCAA prima dell’allenamento.

Altre ricerche hanno sottolineato l’importanza dei BCAA  nel determinare una riduzione della sensazione di fatica durante l’esercizio fisico, l’insorgenza della fatica centrale è influenzata da un aumento dell’aminoacido triptofano a livello del sistema nervoso centrale, la sua presenza porta ad un aumento della produzione di serotonina (neurotrasmettitore che influenza la sensazione di dolore).

 

Figura 2

 

Il passaggio del triptofano dal sangue al cervello attraverso la barriera emato-encefalica avviene grazie ad un sistema di trasporto condiviso dal triptofano e dai BCAA, quindi è facile intuire che un aumento della concentrazione ematica di BCAA produca come conseguenza una riduzione dei livelli di triptofano che raggiungono il cervello e quindi una diminuzione di produzione di serotonina e una diminuzione della sensazione di fatica.

Durante l’esercizio intenso si verifica una riduzione del rapporto BCAA/triptofano per un abbassamento dei livelli di BCAA, come detto in precedenza, e per un aumento del triptofano libero con conseguente esaurimento muscolare.

In termini di fatica periferica è stato riscontrato che i BCAA provocano un’ossidazione di substrati durante il lavoro ad alta intensità, specialmente quando il muscolo ha bassi livelli di glicogeno. Ad oggi gli studi non hanno dimostrato che i BCAA sono energetici,  infatti dalla loro ossidazione proviene l’1% dell’energia totale usata durante l’esercizio.

Le funzioni dei BCAA sono allora molteplici: dal rallentamento della degradazione muscolare, all’intervento sulla percezione di fatica centrale e periferica. Essi possono essere assunti prima, durante o dopo l’allenamento con funzioni diverse a seconda delle necessità individuali.

Risulta chiaro che:

  • Se assunti prima (massimo 90min prima) si avrà un miglioramento delle prestazioni, dovuto ad una minore percezione di fatica, e un rallentamento della deplezione muscolare.
  • Se assunti dopo velocizzeranno la fase di recupero muscolare.
  • Se assunti durante una seduta di allenamento potrebbero portare ad una diminuzione della deplezione muscolare.

Le dosi consigliate non dovrebbero comunque superare di norma i 5g al giorno, anche se per molti sport si arriva ad assumere anche più di 1g di BCAA ogni 10kg di peso corporeo (così una persona di 70kg arriverà ad assumere 7g di BCAA al giorno); è importante che il rapporto di amminoacidi per il prodotto acquistato sia di 2:1:1 (2 leucina, 1 isoleucina, 1 valina).

Non bisogna poi dimenticare che un eccessivo apporto di aminoacidi e proteine sia da alimenti che da integratori è dannoso per l’organismo, in particolare a livello della funzionalità epatica e renale.

Per evitare un abuso di questo tipo di integratori la legislazione impone la presenza di un’etichetta indicante che per uso prolungato è necessario il parere del medico e che l’uso è controindicato in caso di patologie renali, gravidanza ed età inferiore ai 12 anni.

È chiaro che questi prodotti non sono indicati per tutti gli sportivi, non solo per il costo, che si aggira tra i 15 e i 35 euro (a seconda della qualità e quantità del prodotto), ma anche e soprattutto perché chi pratica attività fisica saltuaria, per esempio tre volte a settimana per un totale di circa 3h, può benissimo recuperare tutti i nutrimenti da una dieta sana ed equilibrata, il discorso ovviamente cambia se si ha a che fare con sedute di allenamento molto più lunghe ed intense.

Come sempre è consigliabile il buon senso.

 

 

Bibliografia

  •  Franchini A, Romagnoli R.  Il mercato degli integratori. Legislazione, vendita, comunicazione. Maggioli Editore.  Santarcangelo di Romagna (RN) 2010.
  • Hsu MC, Chien KY, Hsu CC, Chung CJ, Chan KH. Effects of BCAA, arginine and carbohydrate combined drink on post-exercise biochemical response and psychological condition. Chin J Physiol. 2011.
  • Shimomura Y1, Murakami T, Nakai N, Nagasaki M, Harris RA.  Exercise promotes BCAA catabolism: effects of BCAA supplementation on skeletal muscle during exercise. The American Society for Nutritional Sciences 2004.
  •  Wolinsky I. Nutrition in Exercise and Sport, Third Edition.
  • Ronald J. Maughan and Robert Murray. Sports Drinks: Basic Science and Practical Aspects (Nutrition in Exercise & Sport).  CRC Press, 2000.
  • Campbell B. Spano M. NSCA’s Guide to Sport and Exercise Nutrition.  National Strength and Contitioning Association.
  • Michele M. Gottschlich, M. Patricia Fuhrman, Kathleen A. Hammond and Beverly J. Holcombe . The Science and Practice of Nutrition Support: A Case-Based Core Curriculum. American Society for Parenteral and Enteral Nutrition 2000.
  • Ronald J. Maughan. Nutrition in Sports. Blackwell science. Oxford 2000.