Tra le principali componenti della forza muscolare, quella neurale gioca un ruolo fondamentale ed è la prima ad attivarsi e migliorare a seguito di una sollecitazione specifica volta all’incremento della prestazione.

Possiamo suddividere i fattori nervosi in:

1 - Il reclutamento (spaziale e temporale).
2 - La sincronizzazione.
3 - La coordinazione intermuscolare.

RECLUTAMENTO DELLE FIBRE

Le fibre muscolari si contraggono ed esprimono tensione per effetto di stimoli nervosi che dal sistema nervoso centrale raggiungono le fibre stesse attraverso un motoneurone.
L’insieme delle fibre innervate dallo stesso motoneurone formano le unità motorie. Il numero di fibre per unità motoria varia a secondo dei muscoli, ad esempio si va dalle tre fibre per il muscolo estrinseco dell’occhio alle circa 1770 fibre per il soleo (Aubert).
Mentre le unità motorie per muscolo varia dalle 100 alle 700 unità. L’incremento di forza che un muscolo ottiene dopo un periodo di allenamento, è dovuto ad adattamenti e modificazioni sia della parte miogena sia della parte neurale.

I primi adattamenti avvengono a livello di sistema nervoso e successivamente avvengono dei cambiamenti a livello morfologico (ipertrofia).

L’intervento iniziale del miglioramento di forza, da parte del sistema nervoso, è stato dimostrato con studi in allenamento di breve durata che hanno evidenziato miglioramenti di forza massimale, senza aumento di volume muscolare:

1 - Komi, Viitassalo, Rauramaa e Vihko (1979).
2 - Moritano e De Vries (1979).
3 - Tesch, Hjort e Balldin (1983).

Anche effetti di allenamenti incrociati hanno dimostrato aumento di forza sull’arto controlaterale non allenato (Ikai e Fukunaga 1970, Houston e coll.1983, Komi e coll. 1978). Sono stati condotti degli studi su ambedue gli arti superiori e si è notato che allenando un solo braccio, si ottengono miglioramenti d forza anche sull’altro arto non allenato.

Osservando l’effetto di un allenamento di forza su un solo braccio si nota che l’incremento della stessa per il braccio allenato è dato sia da un aumento della massa muscolare che da un livello di attivazione nervosa maggiore. Per l’arto non allenato l’aumento di forza è dato solo da un incremento dell’attività nervosa.

Il miglioramento consiste in una diminuzione dell’attività elettrica per esprimere la stessa forza, vale a dire una maggiore efficienza neuromuscolare, mentre nell’arto non allenato si osserva un miglioramento nervoso per esprimere più forza massima. I miglioramenti che si ottengono sul braccio non allenato, sono dovuti solo ed esclusivamente ad un incremento dell’attività elettrica ottenuto dalla stimolazione dell’altro braccio.

L’effetto positivo dello stimolo, all’inizio dell’allenamento, agisce prevalentemente sul numero di fibre da reclutare. Un soggetto sedentario normalmente recluta solo il 30-50% delle unità a disposizione. Dopo alcune settimane di lavoro il soggetto è in grado di esprimere più forza grazie ad un maggior reclutamento di unità motorie, mentre con il proseguire del tempo la causa del  miglioramento di forza diventa l’ipertofia.

Il reclutamento delle fibre muscolari è normalmente spiegato con la legge di Henneman che mostra come le fibre lente siano reclutate prima delle rapide. Evidenzia che per carichi leggeri sono reclutate fibre lente, per un carico medio si reclutano fibre intermedie e solo con carichi elevati si attivano fibre veloci. Questa legge oggi è stata rimessa in discussione
quando si parla di movimenti balistici. La legge rimane valida solo se i movimenti con carichi leggeri sono spostati a basse velocità cioè se si passa da esercizi eseguiti blandamente come la corsa lenta e si va verso esercizi di forza. In movimenti balistici le unità motorie rapide vengono reclutate senza che siano sollecitate le fibre lente.

Studi condotti da Bosco e Komi hanno dimostrato che soggetti ricchi di fibre veloci nei muscoli degli arti inferiori, ottenevano risultati migliori nel salto verticale. Questo fa pensare che se pur gli sviluppi di forza sono molto bassi, 30-40% della forza massima isometrica, l’intervento delle unità fasiche è dominante sulle toniche.

RECLUTAMENTO E FREQUENZA

Tra i fattori neurogeni, quello che subisce i primi adattamenti all’allenamento alla forza massimale è quello relativo al reclutamento di nuove unità motorie (reclutamento spaziale). Successivamente con l’allenamento migliora la capacità di reclutare sempre più unità motorie nel medesimo tempo (reclutamento temporale).

Il reclutamento temporale è spiegato nel seguente modo:
il muscolo risponde ad un impulso con una contrazione, al sopraggiungere di un secondo impulso la contrazione diventa maggiore; una serie di impulsi ravvicinati provoca un tetano ravvicinato fino ad arrivare al tetano completo. Normalmente la fascia delle frequenze è compresa tra 8 e 50-60 hertz.

Per i movimenti rapidi può arrivare anche ai 150 hertz. La forza massima si può ottenere anche  con frequenze di 50 hertz ed anche se la frequenza arriva a 150 hertz non vi sono incrementi di forza massima bensì un miglioramento della pendenza della curva. Questo fenomeno è particolarmente interessante per tutti i gesti sportivi di tipo esplosivo.

Le frequenze fino a 50-60 hertz sono strettamente legate al reclutamento spaziale e per raggiungerle c’è bisogno in ogni caso di carichi elevati. Sollevare carichi elevati in tempi molto brevi permette di arrivare a frequenze intorno ai 100 hertz, mentre con movimenti esplosivi espressi in tempi brevissimi (100ms) si arriva a frequenze di 150 hertz. La capacità di emettere impulsi di stimoli ad alta frequenza è l’ultima fase di miglioramento del sistema nervoso. Per produrre adattamenti stabili occorre un periodo di tempo molto lungo; di contro c’è il fatto che l’adattamento regredisce velocemente in assenza di allenamento. Quest’ultimo adattamento ci porta ad un altro meccanismo di produzione della forza: la sincronizzazione.

La sincronizzazione:
La sincronizzazione la possiamo definire come la capacità di reclutare tutte le fibre nello stesso istante. Quindi la sincronizzazione ci porta ad un ulteriore miglioramento della forza e soprattutto al miglioramento della forza esplosiva. Secondo Sale (1988) la sincronizzazione delle unità motorie non porta ad un aumento della forza massima ma ad una capacità di sviluppare forza in tempi più brevi. La sincronizzazione è regolata da un particolare sistema inibitorio composto da interneuroni chiamate cellule di Renshaw. Queste cellule formano un sistema di sicurezza con l’effetto di deprimere l’attività dei motoneurone. Il risultato è pertanto una diminuzione della frequenza di scarica del motoneurone, per cui viene impedita una eccessiva attività con eventuale sovraccarico del muscolo.

Un miglioramento della sincronizzazione con conseguente inibizione del circuito di Renshaw, si può avere attraverso esercitazioni molto intense come ad esempio balzi pliometrici

LA COORDINAZIONE INTERMUSCOLARE

Molti studi dimostrano che il miglioramento della forza è specifico, cioè un progresso ottenuto in un determinato esercizio, ad esempio lo squat, non è sempre accompagnato da un miglioramento della forza in un altro esercizio. Ciò significa che incrementi di forza in parte sono dovuti alla coordinazione di quei muscoli che intervengono e che sono specifici per quel determinato esercizio. Di solito gli esercizi utilizzati per lo sviluppo della forza, nelle sue varie espressioni, sono molto diversi dal gesto tecnico, per questo è importante che l’allenamento della forza sia combinato con altri esercizi che si avvicinano sempre più alla tecnica specifica della disciplina praticata. Questi esercizi in gergo vengono definiti esercizi di forza speciale e specifica ed ogni disciplina sportiva ha i propri esercizi speciali.

Altro fenomeno che rientra tra la coordinazione intermuscolare è il rapporto tra muscoli agonisti ed antagonisti, la cosiddetta co-contrazione degli antagonisti. La contrazione dei muscoli agonisti a volte è accompagnata da una simultanea contrazione degli antagonisti, soprattutto durante esercitazioni molte rapide ed intense. Questo fenomeno si verifica spesso in atleti poco evoluti tecnicamente o su atleti che apparentemente non accusano nessun problema ma che in effetti presentano il muscolo interessato non in perfette condizioni fisiche. Questo fenomeno costituisce una sorta di meccanismo di difesa.

Se vuoi approfondire questo argomento partecipa al corso su Allenamento della forza e potenziamento muscolare

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Estratto dal manuale del corso su Valutazione funzionale ed antropometria dello stesso autore

a cura di M.Romanazzi  PhD
Docente facoltà di Scienze Motorie di Torino
Ricercatore
Esperto in teoria dell'allenamento

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