Effetto dell'esercizio eccentrico sull'architettura muscolare del muscolo tricipite della sura, sulla forza muscolare e sulle prestazioni

I muscoli scheletrici sono masse organizzate di fasci muscolari ricoperti di tessuto connettivo, attaccati alle ossa ad entrambe le estremità tramite tendini. Il volume di un muscolo è in gran parte determinato dal numero totale di sarcomeri presenti al suo interno. I sarcomeri hanno un diametro di circa 1 µm e una lunghezza di 2-3 µm. Queste unità funzionali sono allineate end-to-end per formare miofibrille, che sono impacchettate parallelamente per creare fibre muscolari (circa 50 µm di diametro nell'uomo). Raggruppando queste fibre muscolari in parallelo si formano fasci (da circa 1 a 3 mm di diametro nell'uomo), che, a loro volta, si combinano in parallelo per creare i muscoli.

L'architettura muscolare è definita come la disposizione geometrica dei fasci di fibre muscolari rispetto all'asse che genera la forza. I muscoli con fibre che si estendono longitudinalmente lungo la lunghezza del muscolo possiedono un'architettura muscolare longitudinale, mentre i muscoli con fibre che corrono ad un certo angolo lungo la lunghezza del muscolo e contengono fibre più corte possiedono un'architettura muscolare pennata o multipennata.

Questa disposizione influisce sulla velocità di contrazione del muscolo, sulla capacità di generazione della forza e sull'intervallo di movimento noto come "escursione". Nei muscoli pennati, fasci di fibre, detti fascicoli, sono posizionati obliquamente e si attaccano alle aponeurosi del muscolo. L'angolo con il quale un fascicolo si attacca all'aponeurosi definisce l'angolo della pennazione. La distanza tra gli epimisi (aponeurosi superficiali e profonde nell'ecografia) definisce lo spessore anatomico del muscolo. Questi parametri dell'architettura del muscolo scheletrico vengono misurati attraverso studi di fisiologia muscolare e biomeccanici per determinare le caratteristiche anatomiche e contrattili dei muscoli. I parametri tipici inclusi nell'analisi architettonica sono la lunghezza delle fibre, l'angolo di pennazione e l'area della sezione trasversale fisiologica.

L'ecografia consente l'esame della morfologia muscolare senza esposizione a radiazioni. La lunghezza del fascicolo, l'angolo pennato e lo spessore del muscolo possono essere misurati in vivo utilizzando l'ecografia bidimensionale (2D) in modalità B. Nell'imaging ecografico, il tessuto muscolare normale appare come una struttura con bassa intensità di eco. Poiché l'epimisio che circonda il muscolo è abbastanza riflettente, i confini del muscolo sono chiaramente visibili.

Mentre i muscoli scheletrici mostrano somiglianze strutturali significative a livello microscopico, l’architettura muscolare è il fattore fondamentale che crea differenze nella forza e nelle capacità funzionali. Comprendere le caratteristiche architettoniche dei muscoli consente una valutazione e un miglioramento efficaci della funzione muscolare. Il carico applicato ai muscoli determina un processo di adattamento che porta allo sviluppo muscolare. L'architettura muscolare consente la comprensione e l'interpretazione macroscopica di questo processo di adattamento.

Sebbene la forza muscolare sia determinata principalmente dalla struttura genetica, è influenzata anche da fattori quali il livello di attività fisica, l’età, il sesso, la motivazione e l’alimentazione. L'entità dell'area della sezione trasversale di un muscolo, che comprende il numero di fibrille impegnate e la dimensione di queste fibrille, è responsabile della forza del muscolo. Lo sviluppo di questi aspetti è ottenibile attraverso l’esercizio.

L’esercizio fisico è definito come un’attività pianificata, strutturata, intenzionale e continua volta a migliorare la forma fisica. Gli esercizi di allenamento per la forza sono progettati per aumentare la forza e la resistenza muscolare applicando resistenza.

Un tipo di esercizio, gli esercizi eccentrici, prevede movimenti contro la gravità utilizzando il peso corporeo o carichi aggiuntivi. Gli esercizi eccentrici vengono utilizzati per aumentare la forza e la massa muscolare. Attraverso questi esercizi è possibile generare più forza muscolare rispetto agli esercizi concentrici o isometrici. Grazie alle sue caratteristiche nella prevenzione degli infortuni, nella riabilitazione e nel miglioramento della forma fisica in individui sani, l’allenamento eccentrico è diventato molto popolare. Tuttavia, i risultati riguardanti gli effetti dell'allenamento eccentrico sul m. i tricipiti della sura sono contraddittori. Alcuni studi mostrano che l’allenamento eccentrico promuove un aumento della lunghezza delle fibre muscolari, dell’angolo pennato e dello spessore muscolare, mentre altri non riscontrano cambiamenti in questi risultati architettonici. Ciò potrebbe essere dovuto alla distribuzione non uniforme dei carichi tra i muscoli sinergici e all'osservazione di carichi meccanici diversi per le diverse componenti del m. tricipite della sura. Inoltre, le fibre muscolari corte sono più sensibili al danno muscolare causato dall’allenamento eccentrico rispetto alle fibre muscolari lunghe. Considerando le differenze nelle caratteristiche architettoniche di m. segmenti del tricipite surale (GM, GL, SO e PL), gli esercizi eccentrici possono produrre risultati diversi.

Lo scopo dello studio è quello di indagare gli effetti di 8 settimane di esercizi eccentrici, eseguiti tre volte a settimana per un totale di 24 sessioni, sull'architettura muscolare del m. tricipiti surali in partecipanti donne sane. L'ecografia verrà utilizzata per misurare la lunghezza del fascicolo, l'angolo pennato e lo spessore muscolare nei muscoli gastrocnemio mediale (GM), gastrocnemio laterale (GL), soleo (SO) e plantare (PL) prima e dopo il programma di esercizi. Si ipotizza che un programma di esercizi eccentrici di 8 settimane aumenterà la lunghezza dei fascicoli, l'angolo pennato e lo spessore muscolare nel m. muscoli tricipiti della sura. Gli adattamenti architettonici agli esercizi eccentrici devono essere compresi per sviluppare programmi di esercizi efficaci per migliorare la forza e la funzione muscolare.