Effetti dell'allenamento di resistenza sulle proprietà morfologiche, meccaniche e contrattili dei muscoli

L'allenamento di resistenza isotonica è stato ampiamente applicato nello sport e nell'esercizio fisico. La progettazione dei programmi di allenamento di resistenza dipende da numerose variabili di allenamento, come intensità, volume, tempo sotto tensione (TUT), durata della ripetizione (tempo), ecc. È stato dimostrato che la manipolazione della durata della ripetizione influisce sul TUT e sul volume di allenamento, che a sua volta potrebbe determinare una risposta adattativa morfologica e contrattile distinta del muscolo scheletrico. Lo scopo della ricerca era triplice: i) confrontare due diversi tempi di esercizio di resistenza, che differiscono nella durata della fase eccentrica su ipertrofia, forza e proprietà contrattili dei muscoli flessori del gomito ed estensori del ginocchio, ii) confrontare il sesso -adattamenti specifici nell'ipertrofia, nella forza e nelle proprietà contrattili dei muscoli flessori del gomito e degli estensori del ginocchio prodotti dall'intervento di allenamento, iii) per indagare la potenziale associazione causa-effetto tra i cambiamenti nelle dimensioni, nella forza e nelle proprietà contrattili dei muscoli testati.

I soggetti sono stati assegnati a due gruppi sperimentali, in base alla durata della contrazione muscolare eccentrica nell'allenamento di resistenza. Tutti i partecipanti sono stati pienamente informati sulle procedure sperimentali e sui potenziali rischi e hanno firmato il consenso informato scritto prima della partecipazione allo studio. L'intervento di formazione è stato eseguito due volte a settimana per un periodo di 7 settimane. Prima dell'intervento di formazione, è stato condotto un periodo di familiarizzazione di 2 settimane. Le dimensioni e la forza dei muscoli flessori del gomito e degli estensori del ginocchio sono state valutate 2 giorni prima e dopo l'intervento di allenamento, mentre le proprietà contrattili sono state valutate 5 giorni prima e dopo l'esperimento. Il numero di ripetizioni, il volume di allenamento (numero di ripetizioni x numero di serie) e il TUT sono stati registrati dopo la prima sessione di intervento di allenamento per entrambi i gruppi.

La forza muscolare è stata valutata mediante un test massimo di una ripetizione (1RM) per due esercizi: flessione del gomito sulla panca di Scott e squat con bilanciere parallelo. Ogni partecipante ha avuto 5 tentativi di sollevare il peso massimo con pause tra le prove di 3 minuti.

L'area della sezione trasversale dei muscoli (CSA) è stata valutata mediante dispositivo a ultrasuoni (Siemens Antares, Erlangen, Germania), utilizzando il metodo diagnostico dell'ellisse 2D con trasduttore ad alta frequenza variabile (da 7 MHz a 13 MHz), per 5 muscoli: flessore del gomito (bicipite brachii) e 4 estensori del ginocchio (retto femorale, vasto intermedio, vasto mediale, vasto laterale). Le misurazioni sono state eseguite mentre i soggetti erano seduti con i gomiti e le ginocchia distesi e rilassati. Il bicipite brachiale CSA è stato misurato a due terzi della distanza dall'acromion alla piega antecubitale. Il CSA del retto femorale è stato misurato all'altezza della sezione prossimale del suo terzo distale, sopra l'articolazione muscolo-scheletrica. CSA di vastus intermedius e vastus medialis sono stati misurati all'altezza della parte distale proprio sopra la rotula. La parte visibile del vasto laterale è stata misurata al terzo distale direttamente sopra la rotula, sotto il livello del retto femorale.

Le proprietà contrattili dei muscoli bicipite brachiale, retto femorale e vasto laterale sono state valutate mediante tensiomiografia secondo le istruzioni del produttore (TMG-Science for Body Evaluation, Ljubljana, Slovenia). I valori del tempo di contrazione (Tc) e della deformazione radiale (Dm) sono stati presi per l'analisi. Il test del bicipite brachiale è stato eseguito mentre i soggetti erano in posizione seduta con il braccio dominante piegato a 90°. Durante la valutazione degli estensori del ginocchio i soggetti erano sdraiati sulla schiena, dove la gamba dominante era appoggiata sul supporto, formando un angolo del ginocchio di 120°. Ai soggetti è stato chiesto di eseguire una contrazione volontaria, al fine di contrassegnare il punto di posizionamento del sensore TMG con il metodo della palpazione. Due elettrodi autoadesivi (Pals Platinum, modello 895220 con gel multi-stick, AxelGaard Manufacturing Co. Ltd) sono stati posizionati prossimalmente e distalmente a 3 cm dal punto contrassegnato, emettendo un impulso elettrico. Un sensore (GK40, Panoptik d.o.o., Ljubljana, Slovenia) è stato posizionato tra gli elettrodi per rilevare i cambiamenti muscolari avviati dalla stimolazione elettrica. L'impulso iniziale era di 25 milliampere (mA) ed è aumentato proporzionalmente di 10 mA, fino al massimo (il muscolo non risponde più allo stimolo elettrico).

Entrambi i gruppi sperimentali hanno eseguito due esercizi per indirizzare i muscoli flessori del gomito ed estensori del ginocchio: bicipite curl su una panca Scott e squat con bilanciere parallelo, rispettivamente. Tutte le sessioni sono state eseguite alla stessa ora (13-15 ore), con un minimo di 48 ore di riposo tra le sessioni negli stessi giorni durante la settimana. Per entrambi i gruppi, l'intensità del carico (1RM%) e il numero di serie erano i seguenti: nelle prime tre settimane i soggetti si esercitavano con ̴ 60% di 1RM in 3 serie, mentre durante le successive quattro settimane il carico era fissato a ̴ 70% di 1RM in 4 set. La differenza nei protocolli di allenamento era nella durata della fase eccentrica, in cui un gruppo eseguiva l'allenamento con un tempo di 1 secondo per la fase eccentrica e concentrica, mentre per l'altro gruppo il tempo era di 4 secondi per la fase eccentrica e 1 secondo per la fase concentrica. Tutte le ripetizioni sono state eseguite fino al cedimento muscolare. La pausa tra le serie era di 2 minuti.

Prima dell'analisi i dati sono stati controllati per la normalità e per verificare che le ipotesi rilevanti per ciascun test fossero soddisfatte. Le differenze nel volume di allenamento e nel TUT tra i gruppi sono state determinate da un t-test indipendente. ANCOVA unidirezionale (utilizzando i valori basali come covariate) è stato utilizzato per esaminare le differenze nei cambiamenti dei parametri CSA, 1RM e TMG tra i gruppi. Se ANCOVA ha mostrato significatività statistica, è stato utilizzato il test post-hoc di Bonferroni per un'ulteriore stima delle differenze tra i gruppi. Inoltre, utilizzando il sesso come fattore tra i gruppi e i valori basali come covariate, ANCOVA è stato utilizzato per determinare possibili differenze tra maschi e femmine nei cambiamenti delle variabili morfologiche, meccaniche e contrattili. Le modifiche relative per ciascuna variabile sono state derivate dalla variazione percentuale pre-post e per ciascun partecipante. Il coefficiente di correlazione di Pearson è stato utilizzato per esaminare l'associazione tra i cambiamenti relativi pre-post di CSA, 1RM e TMG per i muscoli testati. I dati sono stati riportati come media ± deviazione standard. Il livello di significatività è stato fissato a p <0,05. Il programma utilizzato per l'analisi statistica era Statistical Package for Social Sciences (IBM SPSS Statistics), versione 20.0.