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Fisiologia applicata all’allenamento funzionale: I muscoli scheletrici

Fisiologia applicata all’allenamento funzionale: I muscoli scheletrici

Ogni nostro movimento parte da una contrazione muscolare, che a sua volta avviene grazie alla conversione da energia chimica a energia meccanica dell’ATP.

Circa il 75% del peso del muscolo è composto da acqua, il 20% da matrice proteica, il restante 5% da composti vari. La componente proteica con maggiore presenza all’interno del muscolo è la Miosina, seguita da Actina e Tropomiosina. Inoltre esistono circa 700mg di mioglobina ogni 100g di tessuto muscolare.

I costi di mantenimento dei muscoli ammontano a circa 36/80Kcal per ogni Kg di massa muscolare. Ovvero ogni Kg di muscolo ti fa bruciare circa 36/80kcal al giorno. Questa enorme differenza di calorie bruciate è dovuta all’ammontare del Tasso di Turnover Proteico (PTOR) interno al muscolo che dipende dal tipo di alimentazione e soprattutto dall’intensità degli allenamenti effettuati (discuteremo circa i vantaggi dell’ipertrofia e degli allenamenti con sovraccarichi rispetto al dimagrimento in maniera dettagliata in un altro articolo). Inoltre le Fibre di II° Tipo hanno un consumo metabolico superiore rispetto alle fibre di I° Tipo e quindi bruciano un numero superiore di calorie a riposo.

Le principali ricerche scientifiche hanno oramai confermato, come tutti sappiamo, l’esistenza di due tipologie di fibre muscolari ben distinguibili per morfologia, caratteristiche metaboliche e capacità contrattili:

Fibre lente ossidative, anche definite di I° Tipo o volgarmente dette “rosse”. Provvedono alla resintesi dell’ATP per via aerobica grazie all’elevatissimo numero di mitocondri e capillari di cui sono ricchissime ed hanno dimensioni maggiori rispetto alle altre. La caratteristica principale delle fibre lente ossidative è la produzione di una forza di non elevata intensità ma particolarmente duratura. Naturalmente queste fibre sono particolarmente attivate nei lavori aerobici di lunga durata. Una caratteristica delle fibre lente ossidative, grazie all’elevato numero di mitocondri e capillari, è un maggiore smaltimento del lattato (cosa che si può decisamente riscontrare negli atleti di resistenza) rispetto alle Fibre di II° Tipo.

Fibre rapide, anche definite di II° tipo. Queste fibre sono a loro volta suddivise in due (e secondo alcuni studi addirittura tre) sottocategorie:

Fibre rapide glicolitiche o di II° tipo B, volgarmente dette “bianche”. Queste fibre sono capaci di sviluppare una potenza notevole ma per uno spazio temporale molto limitato. Hanno un’elevata velocità di trasmissione del potenziale d’azione tanto da avere una velocità di contrazione da tre a cinque volte superiore alle fibre lente. Queste fibre hanno una notevole capacità anaerobica e fanno largamente ricorso al metabolismo dell’ATP-CP e Glicolitico. Queste sono naturalmente le fibre principali in tutti gli sport di potenza e grande velocità e sono largamente utilizzate negli sport ricchi di continui scatti e soste.

Fibre rapide glicolitiche-ossidative, anche definite di II° tipo A. Sono delle fibre “ibride” ovvero delle fibre capaci di sviluppare grandi forze quando vengono stimolate, ma posseggono anche resistenza grazie alla notevole quantità di capillari e mitocondri. Queste fibre sono utilizzate, come detto prima, principalmente in gesti brevi ma altamente intensi, ma è importante ricordare che sono poi fondamentali in ogni gesto atletico in cui è richiesto un brusco aumento di forza anche durante una prova la cui principale erogazione di energia è proveniente dai meccanismi aerobici.

Fibre di II° tipo C: Sono fibre muscolari, avvolte ancora in un velo di mistero (questa frase ci stava proprio bene…LOL), però a grandi linee è vero…! Allora esistono? si! dai libri di fisiologia più importanti ad alcuni trattati internazionali di metodologia dell’allenamento né trovi piccole tracce qua e la ma nessuno si dilunga poiché la scienza cambia teorie di continuo e nessuno ama fare brutte figure ma ci sono e bisogna parlarne. Rappresentano quelle fibre che si creano nei processi di modificazione genetiche nel passaggio strutturale e funzionale da fibra di II° Tipo B a Fibra di I° Tipo.

Sono stati eseguiti molti studi sperimentali circa la tipologia muscolare e la possibilità di modificarle con l’allenamento. In media, maschi e femmine hanno il 45-55% di fibre di I° tipo. Le restanti sono equamente divise tra le fibre di II° tipo A e B. Non esistono differenze legate all’età o al sesso ma esistono molte differenze  interpersonali.

In uno studio effettuato da un Team di ricercatori scandinavi si è riscontrato, attraverso test su atleti specializzati in diverse discipline olimpiche, che atleti di fondo arrivano ad avere sino all’80% di fibre lente con un massimo consumo di ossigeno vicino agli 80mL x Kg x Min. Allo stesso modo negli atleti di pesistica, di lotta o nei velocisti si è riscontrato un’analoga maggioranza di fibre rapide e un minor consumo massimo di ossigeno. Atleti mezzofondisti della nazionale scandiva mostrarono un eguale concentrazione di fibre lente/veloci.

Circa le dimensioni delle fibre (ipertrofia), gli atleti provenienti da discipline tipicamente aerobiche non hanno dimostrato aumenti delle loro fibre lente, contrariamente gli atleti ricchi di fibre rapide mostrano dimensioni almeno del 45% superiori ai colleghi degli sport aerobici.

Naturalmente ora potremmo passare ore e ore a parlare tanto di adattabilità, tanto di selezione naturale a priori…Ma personalmente sostengo a gran voce che allenamento e alimentazione sport specifici, attraverso le modificazioni ormonali prodotte, possono dare vita a queste modifiche genetiche.

Fino agli anni ‘70 si riteneva impossibile che le fibre potessero passare da lente a rapide o viceversa. Ma voi non vivete vero negli anni ’70?

Dagli anni ’80 molti test hanno dimostrato il contrario. Citando ad esempio alcuni studi dal ’78 al ’95 di scienziati europei e americani (come: Aitken, Baldwin, Hochachka, Pette, Jansson, Jacobs, Simoneau e Tesch) e incrociando tra loro queste ricerche si può affermare che, nonostante la muscolatura sia in effetti già definita nel corso della gestazione di una persona, è chiaramente possibile la modificazione attraverso l’allenamento specifico e il riassetto ormonale che ne deriva. Il Fisiologo Jacobs ad esempio mise in evidenza come in un gruppo di persone, allenate per sei settimane con metodologie da sprinter, siano aumentate del 23% le fibre rapide a scapito di quelle lente.

Personalmente sulla base della mia esperienza personale empirica e dei miei studi fisiologici e biochimici, concordo nel ritenere esatta e “scontata” la possibilità che le fibre possano modificarsi, almeno in parte, in seguito a specifiche reazioni.

Senza ombra di dubbio invece possiamo dire che l’allenamento induce significativi aumenti nell’esprimere forza in entrambi i tipi di fibre sia in atleti di sesso maschile che femminile e a qualsiasi età. A riguardo il fisiologo Jansson scrive: “l’allenamento può portare un miglioramento delle capacità ossidative nelle fibre rapide tale da renderle, negli atleti, più potenti aerobicamente delle fibre lente di un sedentario”.

L’età non rappresenta di certo, come ho sempre scritto in molti miei articoli, un problema nei miglioramenti riguardo le fibre muscolari, circa le dimensioni, la capillarizzazione e l’aumento degli enzimi della via aerobica e anaerobica, a patto che l’allenamento abbia la sufficiente intensità. Questi dati sono confermati inoltre dagli studi del Dr. Coggan, circa gli adattamenti fisiologici attraverso l’allenamento negli over 60.

Attualmente la maggior parte dei più illustri scienziati dello sport concordano nell’affermare che in seguito ad allenamento di resistenza si ottiene una sostanziale modifica delle fibre di II tipo B in quelle A, grazie ad un aumento del numero e delle dimensioni dei mitocondri e un aumento degli enzimi aerobici. Naturalmente questo accade solo nei muscoli allenati durante la preparazione.