Uno dei concetti fondamentali che merita la nostra attenzione approfondita è la stiffness muscolotendinea. Infatti, la comprensione e l’ottimizzazione delle proprietà fisiologiche del sistema muscoloscheletrico rivestono un ruolo cruciale per massimizzare le prestazioni atletiche e, altresì, per minimizzare il rischio di infortuni.
Questo articolo di Alessandro Lonero esplora dettagliatamente cosa sia la stiffness, la sua importanza nel movimento umano e come possiamo modificarla attraverso strategie di allenamento mirate, basandoci su solide evidenze scientifiche.
Cos’è la stiffness muscolotendinea e perché è cruciale?
La stiffness muscolotendinea si riferisce alla capacità del muscolo di mantenere uno stato isometrico e alla capacità del tendine di resistere all’allungamento. È un parametro che ha un’influenza significativa sia sulla performance del movimento umano, sia sulla probabilità di subire infortuni legati allo sport.
Contrariamente a un’idea comune, spesso sentiamo un allenatore dire a un atleta, come un lanciatore o un pugile, “Le tue spalle sono troppo rigide! Devi rilassare le spalle!”.
In questo contesto, l’allenatore può presumere che la rigidità muscolare comprometta la performance. Tuttavia, il problema non è la rigidità dei muscoli in sé, bensì l’inefficace co-contrazione dei muscoli, la quale conduce a una rigidità articolare. Questa, a sua volta, causa una tecnica esecutiva scadente. Ciò suggerisce che si tratta di un problema di acquisizione di abilità, non di proprietà fisiologiche dei muscoli.
Sebbene un aumento della compliance (l’opposto della stiffness) dell’unità muscolotendinea possa incrementare il contributo dell’energia elastica al movimento umano, altri studi hanno dimostrato che aumentare la stiffness muscolotendinea produce un effetto positivo sulla performance di forza. Dunque, è fondamentale comprendere il contesto in cui la stiffness è benefica.
L’Importanza della stiffness muscolotendinea nel ciclo di allungamento-accorciamento (SSC)
Movimenti fondamentali come camminare, correre e saltare implicano il ciclo di allungamento-accorciamento (SSC) dell’azione muscolare. Uno dei meccanismi che permette all’SSC di migliorare la generazione di forza e l’efficienza del movimento è la capacità dei tendini di immagazzinare e utilizzare energia elastica durante la contrazione muscolare. Un tendine “funzionante” consente al muscolo di allungarsi più facilmente. Tuttavia, un tendine più rigido (stiff) è capace di produrre un maggiore ritorno elastico (forza) quando viene allungato alla stessa lunghezza rispetto a uno meno rigido.
La quantità di energia elastica immagazzinata dipende dalla forza applicata e dal livello di allungamento indotto sul tendine. Per allungare il tendine, i muscoli devono mantenere una stiffness maggiore rispetto al tendine quando sono attivi. Quando la velocità dell’SSC aumenta, si verifica una minore variazione nella lunghezza del fascicolo muscolare e un maggiore allungamento del tendine durante la fase eccentrica.
Durante la rapida fase eccentrica, mentre l’articolazione continua a muoversi, il muscolo rimane relativamente isometrico. Questo permette al muscolo di generare una grande quantità di forza (maggiore stiffness) e facilita l’immagazzinamento e il recupero dell’energia elastica del tendine.
Stiffness del tendine e tasso di sviluppo della forza (RFD)
Il tasso di sviluppo della forza (RFD) è strettamente correlato a molti movimenti specifici dello sport ed è più sensibile ai cambiamenti nella funzione neuromuscolare rispetto allo sviluppo della forza massimale. Per esempio, due atleti, A e B, possono avere lo stesso massimale (1RM) nello squat. Tuttavia, l’atleta A può produrre più forza in 100 ms rispetto all’atleta B. A parità di altre condizioni, ci si aspetta che l’atleta A completi uno sprint di 100 metri più velocemente dell’atleta B, poiché l’atleta A può produrre una maggiore quantità di forza propulsiva entro il breve tempo di contatto con il suolo (<100ms).
Molteplici fattori neurali e morfologici contribuiscono all’RFD. Tuttavia, oggi ci concentreremo sulla stiffness del tendine. Per comprendere come la stiffness del tendine influenzi l’RFD, consideriamo un principio di fisica: le leggi della propagazione delle onde stabiliscono che il tasso di trasmissione della forza attraverso un materiale è influenzato dalla sua stiffness.
La stiffness del tendine può influenzare l’RFD agendo sul ritardo temporale tra l’attivazione muscolare e la produzione di forza muscolare. Ad esempio, Waugh et al. hanno mostrato che il ritardo elettromeccanico era inversamente correlato alla stiffness del tendine. Invece, l’RFD era positivamente correlato alla stiffness. Questo studio ha anche rilevato che la stiffness del tendine rappresenta il 35% della variabilità dell’RFD nei bambini.
Migliorare la stiffness: allenamento pliometrico o isometrico?
L’allenamento pliometrico e isometrico sono comunemente studiati per i loro effetti sulla stiffness muscolotendinea. Analizziamoli prima brevemente.
L’allenamento pliometrico per la stiffness muscolare
Gli esercizi pliometrici coinvolgono il rapido ciclo di allungamento-accorciamento. Durante un SSC rapido, i muscoli si irrigidiscono e rimangono relativamente isometrici. Il tendine, pertanto, si allunga maggiormente per immagazzinare più energia elastica, la quale verrà restituita durante la fase concentrica. Eseguire esercizi pliometrici, quindi, allena i muscoli a mantenere un maggiore livello di stiffness.
L’efficacia dell’allenamento pliometrico nell’aumentare la stiffness muscolotendinea è evidente in diversi studi. Ad esempio, Spurrs et al. hanno parzialmente attribuito il miglioramento della performance nella corsa di resistenza all’aumento della stiffness muscolotendinea dopo sei settimane di pliometria. Gli autori non hanno specificato se questo aumento di stiffness fosse dovuto all’aumento della stiffness muscolare o tendinea. Tuttavia, possiamo presumere che sia stato principalmente dovuto a un miglioramento della stiffness muscolare, poiché Kubo et al. hanno riportato un aumento della stiffness del muscolo quando attivo, ma nessun aumento significativo della stiffness del tendine dopo un periodo di pliometria.
Perchè migliorare la stiffness?
Ci si potrebbe chiedere se l’aumento della stiffness del tendine dopo l’allenamento pliometrico sia rilevante, poiché il miglioramento della stiffness muscolare è sufficiente a migliorare la performance dinamica. Tuttavia, uno studio recente ha monitorato lo sviluppo della forza del tendine d’Achille e dei muscoli del polpaccio di atleti d’élite nel salto per un periodo di un anno. Questo gruppo di ricerca ha osservato che lo squilibrio nei cambiamenti della stiffness del tendine e della forza muscolare si è verificato dopo un periodo di solo allenamento balistico e l’assenza di allenamento di resistenza pesante. Tali squilibri possono aumentare la richiesta sul tendine, potenzialmente aumentando il rischio di infortuni. Questo sottolinea l’importanza di aumentare contemporaneamente sia la stiffness muscolare che quella tendinea per migliorare la performance e ridurre il rischio di infortuni.
Questi studi portano alla conclusione che l’allenamento pliometrico è un metodo efficace per migliorare la stiffness muscolare attiva, ma non necessariamente la stiffness del tendine. Non esistono evidenze che suggeriscano che i pliometrici a risposta breve o lunga producano diversi livelli di stiffness muscolare. Pertanto, per ora, possiamo assumere che entrambi portino a un adattamento simile della stiffness muscolare.
L’allenamento isometrico per la stiffness
La discussione sull’allenamento isometrico si concentrerà sul metodo di contrazione isometrica “push”, il quale è caratterizzato dall’applicazione di forza isometrica contro un oggetto fisso, ad esempio il “mid-thigh pull” isometrico. Per ulteriori informazioni sulle differenze tra i tipi di allenamento isometrico, si può consultare l’articolo di Alex Natera, “All isometric training is not the same: differences in the execution, prescription and use of pushing and holding isometrics”.
L’allenamento isometrico è comunemente ritenuto efficace nell’aumentare la forza specificamente nella posizione articolare in cui l’allenamento si verifica. Tuttavia, studi condotti negli ultimi anni hanno mostrato un effetto benefico su vari movimenti sport-correlati. Diversi studi hanno anche riportato l’efficacia dell’allenamento isometrico nell’aumentare la stiffness del tendine, con alcuni che riportano che l’allenamento isometrico produce una maggiore stiffness del tendine rispetto all’allenamento pliometrico e all’allenamento di resistenza pesante.
Inoltre, mantenere ogni contrazione per una durata maggiore può avere un effetto superiore sulla stiffness del tendine rispetto a una durata totale di contrazione per sessione più elevata, ad esempio 4 x 20s contro 3 x 50 x 1s. Basandosi sulla ricerca attuale, si raccomanda di eseguire l’allenamento isometrico al 70-100% della contrazione volontaria massimale, mantenendo tale contrazione per 1-20 secondi per ripetizione, per un tempo totale di contrazione di almeno 30 secondi per sessione.
Nonostante il suo effetto superiore sulla stiffness del tendine, l’allenamento isometrico produce cambiamenti minori nella stiffness muscolare attiva rispetto all’allenamento pliometrico. Questo potrebbe essere un motivo per cui l’allenamento isometrico è meno efficace nel migliorare la performance di salto rispetto ai pliometrici, data l’importanza di indurre una stiffness muscolare maggiore della stiffness tendinea durante l’SSC.
Effetti di pliometria e isometrica sulla stiffness
| Tipo di Allenamento | Effetto Principale sulla Stiffness | Meccanismo | Note |
|---|---|---|---|
| Pliometrico | Stiffness Muscolare Attiva | Allena i muscoli a mantenere maggiore rigidità durante l’SSC rapido, permettendo al tendine di allungarsi e immagazzinare energia elastica. | Non aumenta significativamente la stiffness del tendine. L’eccesso di solo allenamento balistico senza resistenza pesante può creare squilibri e rischio di infortuni. |
| Isometrico | Stiffness Tendinea | Contrazione contro un oggetto fisso, con forza applicata al tendine. Maggiore durata di contrazione per ripetizione è più efficace. | Produce minori cambiamenti nella stiffness muscolare attiva rispetto ai pliometrici. Meno efficace nel migliorare la performance di salto rispetto ai pliometrici. |
Come integrare l’allenamento pliometrico e isometrico
Riassumendo i punti chiave della ricerca:
- Durante l’SSC, i muscoli devono mantenere una stiffness maggiore per permettere al tendine di allungarsi e immagazzinare energia elastica.
- Un tendine più rigido (stiffer) è associato a un maggiore RFD.
- L’allenamento pliometrico è efficace nel migliorare la stiffness muscolare attiva.
- L’allenamento isometrico è efficace nel migliorare la stiffness del tendine.
Utilizzare il metodo a contrasto
Basandosi su queste informazioni, ha senso affermare che pliometria e isometria rappresentano una buona combinazione per ottimizzare l’adattamento della stiffness muscolotendinea. Sfortunatamente, non esistono linee guida stabilite per combinare queste due modalità di allenamento nel programma. Tuttavia, possiamo esaminare alcuni esempi di ciò che è stato implementato con successo per gli atleti fino ad oggi.
Gli allenatori possono utilizzare il metodo dell’allenamento a contrasto per combinare l’allenamento isometrico e pliometrico nel programma. Eseguire 3 x 3-5 secondi di contrazioni a intensità massimale con un periodo di recupero di 5 secondi – 5 minuti può indurre un potenziamento della performance post-attivazione (PAPE) con l’allenamento isometrico. Contrazioni di durata maggiore possono indurre eccessiva fatica e annullare qualsiasi effetto di potenziamento. Generalmente, si raccomanda di far riposare gli atleti tra 30 e 60 secondi dopo ogni serie di allenamento isometrico prima che procedano alla serie di contrasto di pliometria.
Qualche ulteriore suggerimento
Si consiglia di accoppiare esercizi isometrici che presentino biomeccaniche simili ai pliometrici di contrasto, e di eseguire gli isometrici nelle posizioni articolari in cui l’atleta inizia la fase concentrica durante l’esercizio pliometrico. Ad esempio, se l’atleta esegue un salto con contromovimento (CMJ), si può programmare uno squat isometrico a 90° di angolo al ginocchio, poiché la maggior parte delle persone porta il proprio contromovimento a circa quella posizione prima di iniziare la fase di propulsione di un CMJ.
Si raccomanda un limite di quattro serie di contrasto, poiché l’effetto PAPE inizia a diminuire dopo la terza serie, probabilmente a causa della fatica. Si suggerisce anche di limitare il numero di coppie di contrasto per ogni azione (ad esempio, spinta del corpo inferiore o tirata del corpo superiore) a 2 coppie per sessione, sempre per evitare di affaticare eccessivamente gli atleti. Un altro modo per ridurre la fatica e ottimizzare l’effetto dell’allenamento è alternare coppie di contrasto degli arti superiori e inferiori.
Un esempio di programmazione
| S/N | Exercise | Sets | Reps | Week 1 | Week 2 | Week 3 | Week 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Iso Back Squat + Countermovement Jump (CMJ) | 4 | 3 x 3 (iso) + 5 (CMJ) | – | +5% BW | +10% BW | +10% BW |
| 2 | Iso Bench Press + Plyometric Push-Up | 4 | 3 x 3 (iso) + 5 (push) | BW | BW | +5% BW | +5% BW |
| 3 | Iso Split Squat + Alternating Split Squat Jump | 3 | 3 x 3 (iso) + 5/side | BW | BW | BW | BW |
| 4 | Pull-Up | 3 | 8 | – | – | – | – |
| 5 | Hamstring Curl | 3 | 8 | – | – | – | – |
Note: Riposo tra gli esercizi isometrici e pliometrici = 30-60 s; Riposo tra le serie = 2-3 min; BW = peso corporeo.
Alcune considerazioni
L’allenamento isometrico e pliometrico non richiedono molte, se non nessuna, regolazione esterna per progredire nell’intensità dell’allenamento. Man mano che gli atleti diventano più forti, i muscoli producono naturalmente maggiori quantità di forza per tirare il tendine durante l’allenamento isometrico. Questo, di per sé, aumenta la tensione sul tendine, fornendo così uno stimolo maggiore per l’adattamento.
Quando si migliora la capacità di produrre forza balisticamente, si salta naturalmente più in alto. Ciò significa che la forza d’impatto che il sistema muscolotendineo deve assorbire aumenta durante l’atterraggio: si cade da un’altezza maggiore, quindi vi è una maggiore accelerazione verso il basso. Detto questo, gli atleti possono indossare un giubbotto zavorrato durante l’allenamento pliometrico per aumentare l’intensità. Tuttavia, dobbiamo assicurarci che il peso esterno non sia così pesante da rallentare la fase di contromovimento. Vogliamo che i muscoli siano maggiormente in uno stato isometrico, il che richiede una rapida fase di contromovimento. Pertanto, si raccomanda di limitare il peso esterno al 10% e al 20% del peso corporeo rispettivamente per gli esercizi degli arti superiori e inferiori.
Atleti forti e deboli
È importante che gli allenatori siano consapevoli che gli atleti più forti hanno maggiori probabilità di rispondere meglio all’allenamento a contrasto rispetto a quelli più deboli. Questo è probabilmente dovuto alla loro capacità di indurre PAPE con contrazioni muscolari ad alta intensità. Per gli atleti meno forti, si potrebbe aumentare il tempo di riposo tra l’attività isometrica e pliometrica. Altrimenti, potremmo far completare agli atleti tutti gli esercizi pliometrici prima di eseguire l’allenamento isometrico durante ogni sessione.
Inoltre, poiché l’allenamento isometrico presenta un rischio di infortuni inferiore rispetto all’allenamento di resistenza pesante, esso potrebbe essere la modalità preferita per indurre il potenziamento della performance post-attivazione, specialmente quando le competizioni si avvicinano. Questo aspetto è cruciale per la gestione del carico e la sicurezza degli atleti nel periodo pre-gara.
Conclusioni
La stiffness muscolotendinea è un attributo fisiologico complesso e vitale per la performance atletica e la prevenzione degli infortuni. Una sua ottimizzazione richiede un approccio integrato e scientificamente fondato. Gli allenamenti pliometrici e isometrici, con i loro effetti complementari sulla stiffness muscolare attiva e tendinea, offrono una strategia potente per gli allenatori che mirano a migliorare la forza, la velocità e la resilienza dei loro atleti.
Implementando programmi di allenamento a contrasto basati sui principi qui esposti, possiamo aiutare i nostri atleti a raggiungere il loro pieno potenziale, garantendo al contempo la loro salute e longevità sportiva. Continuiamo a basare le nostre decisioni sulla scienza, per guidare i nostri atleti verso l’eccellenza.
