Redazione-Durante la sperimentazione didattica del corrente anno scolastico 2017-2018 condotta in alcune classi quinte del liceo Leonardo da Vinci, sono state affrontate tematiche che come sempre in un contesto di ricerca sperimentale indicano possibilità di ulteriori approfondimenti. Ci apprestiamo ora a concludere la serie dei cinque articoli qui pubblicati con quest’ultimo rivolto all’importanza della forza massima nel sumo, nel rugby e in tutti gli sport in cui è richiesta la capacità di generare forze molte elevate nell’unità di tempo.
Una forza (o una forza risultante di un insieme di forze) misurata in Newton (N) applicata a un corpo di massa m (la cui unità di misura è il chilogrammo), agisce nel tempo misurato in secondi (s); unità di misura queste, che utilizzate nel Sistema Internazionale (SI) rappresentano, nel contempo, le tre grandezze utili nella meccanica. Una forza qualunque quindi, che è anche la forza che utilizziamo nei movimenti sportivi, esige sempre un tempo per spostare un corpo su cui agisce. A questo punto diventa interessante rilevare in che misura il suo andamento in un grafico forza/tempo possa tradursi in una curva che sia il più pendente possibile vale a dire espressione di elevati impulsi di forza in tempi brevi. Ed è soprattutto questa relazione forza/tempo che interessa gli allenatori che si occupano della Forza utilizzata nelle attività sportive.
Per questa ragione nel momento in cui i rugbisti e lottatori di sumo in età giovanile avranno potenziato la capacità di carico meccanico dell’apparato osteotendineo e muscolare mediante esercizi basati sul dinamismo, sulla rapidità e velocità d’espressione della forza, potranno impegnarsi a svolgere allenamenti per l’aumento della Forza massimale. Per essa in senso dinamico, si intende la forza più elevata che il sistema neuromuscolare riesce ad esprimere con una contrazione massima volontaria, che si traduce nel carico più elevato sollevabile in una ripetizione (1 RM), quindi in un processo di movimento; perché nella forza massimale è possibile distinguere anche una forza massimale isometrica. Questa espressione rappresenta la massima forza statica che un atleta esercita contro una resistenza inamovibile (un carico fisso come ad esempio una parete). In questo caso il muscolo svolge un lavoro interno trasformando energia in calore, mentre lavoro e potenza meccanica sono pari a zero
Uso macchina della mischia per il rugby attraverso cui allenare la forza nelle sue espressioni statiche e dinamiche
L’adattamento all’allenamento di Forza massimale (d’ora in poi Fmax), richiedendo tempi lunghi (minimo 6-8 settimane) da dedicare principalmente all’incremento di questa capacità di forza mediante carichi elevati in grado di stimolare intensamente i processi nervosi, potrà essere preso in
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considerazione nel rugby in un momento dove il giocatore non sia molto coinvolto nell’attività di squadra, come ad esempio un periodo estivo o di ripresa da un infortunio. In un lottatore di sumo, invece, in un periodo di intervallo tra due competizioni.
Per questa ragione i giovani atleti lavoreranno per lo sviluppo della Fmax soprattutto attorno ai 17-18 anni, quando avranno ancora l’esigenza di essere “costruiti”, pianificando a tale scopo nel loro macrociclo annuale di preparazione, 4-5 mesocicli (di 6-8 settimane ciascuno), con maggiori volumi di lavoro orientati all’incremento di questa essenziale espressione di forza.
E’ fondamentale non trascurare una componente così preziosa come la Fmax perché il suo aumento determina la massima espressione della forza esplosiva, intesa come la capacità del sistema neuromuscolare di superare resistenze (specie quella del proprio corpo) con elevata velocità di contrazione.
Per capire meglio il legame della forza esplosiva, che si estrinseca con accelerazione alta, con la Fmax, che si estrinseca con accelerazione bassa, esamineremo solo brevemente dei fattori legati alla fisiologia in modo da chiarire gli aspetti più rilevanti per l’allenamento della forza.
I muscoli sono costituiti da unità motorie (d’ora in poi UM), che a loro volta sono formate da un motoneurone alfa che può innervare poche o molte fibre muscolari, da una decina (muscoli dell’occhio) a oltre 2000 fibre. La maggior parte dei muscoli comprende molte UM, il che vuol dire che sono molti i motoneuroni, raggruppati in nuclei motori, necessari a innervare un intero muscolo.
Ogni muscolo scheletrico contiene tipicamente una diversa percentuale di tre fibre muscolari: le fibre lente (tipo I, con motoneuroni piccoli), le fibre intermedie (tipo IIa, con motoneuroni di caratteristiche intermedie), e le fibre veloci (tipo IIb, con motoneuroni grandi). In ogni caso le fibre appartenenti una stessa singola UM sono tutte dello stesso tipo.
Almeno per quanto concerne le attività motorie che richiedono un graduale aumento della forza (e contrariamente a quanto sembra verificarsi nei movimenti esplosivi e balistici, dove la forza prodotta è proporzionale all’accelerazione generata), è possibile che le tre categorie di UM/fibre muscolari siano reclutate progressivamente, e cioè prima le fibre lente (tipo I) e in ultimo le veloci (IIb), passando per le intermedie (IIa), man mano che aumenta la richiesta di forza; come spiegato dalla legge di Henneman(1), che qui per motivi di spazio ci limitiamo a richiamare senza entrare nei dettagli. Comunque per alcuni aspetti essenziali e dibattuti di questa legge potrete consultare direttamente
le pagine 9 e 10 del documento pdf associato al seguente link: http://marche.coni.it/images/marche/documentazione/2004/2.pdf
Tuttavia, nel momento in cui le fibre muscolari dell’unità motoria, attraverso il motoneurone, ricevono stimoli che partono dal sistema nervoso centrale, si contraggono e producono movimento: forza e simultaneamente velocità, infatti:
F= m*a ed V=a*t
La coordinazione intramuscolare, intesa come la capacità del sistema nervoso di reclutare (e cioè attivare) nella tensione muscolare, inizialmente, la maggior parte delle fibre che compongono un singolo muscolo (reclutamento spaziale) e successivamente di reclutarle sempre più in un tempo minore (reclutamento temporale) o nello stesso istante (sincronizzazione), risulta fondamentale per l’esecuzione ottimale di un’azione motoria esplosiva, congiuntamente alla capacità di coordinazione intermuscolare. Qualità, quest’ultima, riferita alla capacità del sistema nervoso di reclutare i muscoli coinvolti direttamente in un movimento in maniera efficiente, in quanto, ad esempio, mentre alcuni si contraggono altri si rilasciano.
Tuttavia se un’atleta sviluppa livelli di tensione muscolare molto elevata è soggetto a inibizioni molto intense, dovute a biofeedback negativi che, attraverso il riflesso, ostacolano il reclutamento delle fibre muscolari per produrre rapidamente elevati livelli di forza. Queste influenze negative, prodotte per prevenire possibili danni muscolari, sono dovute alla sensibilità propriocettiva che dipende dalle informazioni provenienti dai recettori dei fusi neuro-muscolari, degli organi tendinei del Golgi, dai
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recettori articolari ecc., e dall’azione inibitoria delle cellule di Renshaw(2),, di cui qui ci occuperemo solo brevemente.
Questi interneuroni chiamati cellule di Renshaw che localizzate nel midollo spinale formano sinapsi con il motoneurone alfa che porta comandi motori a un muscolo e con i muscoli sinergici ad esso collegati (circuito di Renshaw), svolgono diverse funzioni indispensabili nel sistema motorio tra cui quella che sicuramente ci interessa di più, è “l’inibizione ricorrente.
Questo tipo di inibizione (una interazione neuronale che controlla e diminuisce la frequenza degli impulsi dei motoneuroni alfa), previene l’eccessivo reclutamento di fibre muscolari attraverso una attivazione asincrona delle unità motorie dei motoneuroni eccessivamente eccitati, al fine di evitare che contrazioni muscolari esagerate, sia in stimoli di breve durata che persistenti, possano causare lesioni muscolari e tendinee.
Le cellule di Renshaw, a loro volta, sono sotto la dipendenza di centri nervosi che elevando la soglia che provoca questi riflessi inibitori, consentirebbero di rimuovere il disturbo dei differenti stimoli nervosi in partenza sincronizzati, ricostituendo in questo modo la capacità del muscolo di contrarre tutte le sue fibre in maniera sincrona nei movimenti esplosivi e balistici
Per sollecitare questi processi nervosi che influenzano il meccanismo desincronizzatorio del Circuito di Renshaw sarebbero necessarie delle esercitazioni di Fmax (con carichi di lavoro dall’80% di una RM al 100%); altri(3) sostengono, invece, che il Circuito di Renshaw sarebbe inibito anche con sovraccarichi di “potenza” come ad esempio nei balzi pliometrici (esercizi di rimbalzo). Effettuando, infatti, un movimento in maniera rapida si raggiungono frequenze (cioè numero di impulsi inviati dal cervello alle fibre muscolari in un intervallo di un secondo) di 150 Hz (Hertz) che a loro volta influiscono sull’azione inibitoria del circuito di Renshaw ovvero aumentano notevolmente il reclutamento temporale del maggior numero di fibre nella contrazione di un muscolo (sincronizzazione). I lavori di Fmax anche se raggiungono frequenze di scarica di circa 50 Hz garantirebbero comunque l’attivazione di tutte le unità motorie (reclutamento spaziale).
Paola Boz e le altre ragazze dell’Italia Sumo sportivo cat. Under 68 kg
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Nello sviluppo della Fmax dopo questi primi adattamenti che si verificano a livello di sistema nervoso centrale (maggior reclutamento, coordinazione e sincronizzazione e delle fibre muscolari), si otterranno successivamente delle variazioni a livello periferico. Allenandosi infatti con sovraccarichi che si aggirano attorno al 90% di 1 RM, i tempi di contrazione saranno sufficientemente lunghi (anche 1,2 secondi per compiere una distensione su panca) da provocare adattamenti di natura ormonale. Di questi aspetti di natura ormonale di un certo interesse ai fini dell’espressione della forza si rivelerà l’incremento (congiuntamente ad altri ormoni anabolici quali GH e IGF-1) del testosterone, in grado di elevare la sintesi proteica e generare ipertrofia muscolare, ossia l’aumento della sezione trasversa delle cellule muscolari, sopratutto delle fibre muscolari veloci (tipo IIb determinanti per la motilità esplosiva) e intermedie (tipo IIa che a seconda dell’allenamento possono essere orientate in senso aerobico o anaerobico) rispetto alle fibre muscolari lente (tipo I). Quindi, all’aumentare della massa muscolare aumenterà la forza massimale sviluppata, dato che la forza che un muscolo può produrre dipende solo dall’area trasversale del muscolo stesso. Un valore tipico per la maggior parte dei muscoli implicati nel movimento è di circa 40 N/cm2.
Inoltre, il testosterone, avrebbe influenza sul sistema nervoso centrale poiché, essendo un ormone un neuromodulatore, favorirebbe la velocità di trasmissione nervosa degli impulsi che dal cervello partono per raggiungere le fibre muscolari determinando, dunque, i presupposti per un aumento della velocità dei movimenti.
Ovviamente in un contesto di allenamento funzionale all’aumento della Fmax avendosi la necessità di utilizzare sovraccarichi da elevati a massimali (compresi tra l’80% e il 100% del massimo sollevabile) ci si dovrà basare su pochi esercizi di carattere generale, in grado di coinvolgere grosse masse muscolari, quali ad esempio: squat, panca orizzontale, panca inclinata, estensione dei piedi (con spessore di 6-8 cm sotto i metatarsi), stacchi del bilanciere da terra. Successivamente per evitare che gli adattamenti neuromuscolari al tipo di stimolo determinino delle “barriere di forza”, si potranno utilizzeranno delle possibili varianti per continuare in seguito a migliorare.
Anche se l’importante è non insistere oltremisura nello sviluppo della Fmax, che come visto esercita un
ruolo importante nello sviluppo della potenza, in quanto difficilmente nei movimenti di gara potrà
essere sviluppata la Fmax. Questa differenza tra forza massima relativa al un movimento di gara (Fm) e
la Fmax più elevata conseguita in assoluto (Fmm) è chiamata da Zatziorsky (4) “Deficit di Forza
Esplosiva” (Explosive Strength Deficit – ESD).
http://www.fidal-lombardia.it/pagine/tecnico/settori/ZATZIORSKY.pdf
Risulta chiaro che un pugile che porta un colpo avrà poco tempo per imprimere forza e avrà bisogno di una Fmm (cioè Fmax) inferiore a un lottatore che con la spalla cerca di spostare un’avversario, in quanto nel portare un jab, ad esempio, il pugile avrà una maggiore valore di deficit di forza esplosiva (cioè di potenziale di forza non utilizzato) che potrà essere calcolato con la seguente formula:
ESD (%) = 100* (Fmm-Fm)/Fmm
Pertanto, nel momento in cui il rikishi e il rugbista il avranno conseguito gli essenziali livelli di Fmax, avranno anche maggiore attitudine a esprimere qualitativamente forza negli aspetti delle rispettive discipline dove tanto più si è forti tanto più rapidi si potrà essere nei movimenti. Questo accade quando il rikishi o il rugbista proietta il suo corpo come arma contro quello dell’avversario o nelle situazioni di lotta corpo a corpo, di mischia ordinata, maul e ruck nel rugby, dove data la consistenza della massa che deve essere spostata la correlazione tra Fmax e velocità di movimento è determinante
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Foto di una mischia didattica con studenti inesperti
Soprattutto, gli adattamenti conseguiti con l’incremento della Fmax saranno indispensabili per l’esecuzione di esercizi di forza speciale, necessari per accordare l’aumento dei valori di forza alla rapidità nell’esprimerla, perché quanto più alto sarà alto il livello degli atleti tanto più importante sarà il ruolo della velocità con cui si esprime forza nel movimento di gara.
Al fine di garantire il transfert più elevato degli effetti degli esercizi dell’allenamento ai gesti e ai movimenti di gara, sarà utile basarsi sulla classificazione delle varie espressioni di forza proposta dal prof. Bosco(5), uno dei padri dell’allenamento della forza.
Secondo l’autorevole studioso oltre alla Fmax che come abbiamo visto si esercita con carichi dell’80%-100% di 1 RM e tempi di applicazione della forza che si aggirano da un minimo di 800 millisecondi (ms) a più di 1700 ms. sarà indispensabile allenare la forza massimale dinamica, che prevede tempi di applicazione della forza che si espandono da 400 ms a 800 ms. Una forza, dunque questa, che deve essere applicata con caratteristiche massimali di velocità per spostare un carico del 50%-60% di 1 R.M. Spostando, invece, un carico del 30%-50% di 1 RM con tempi di applicazione della forza che oscillano da 200 ms a 400 ms esprimiamo forza esplosiva.
Infine, ci adoperiamo con forza reattiva se i tempi di estrinsecazione della forza oscillano tra i 100 ms e i 200 ms., come si verifica in genere nei balzi.
Un encoder di potenza collocato, ad esempio, sul bilanciere durante l’allenamento delle varie tipologie di forza sarà in grado di valutare le caratteristiche di forza, tempo e velocità, permettendo attraverso la misura della potenza muscolare di considerare se il rikishi o il rugbista, come auspicabile, sia sempre di più in grado di spostare un carico a velocità via via più elevate ed esprimere maggiormente forza nell’unità di tempo.
Per la costruzione degli esercizi rivolti allo sviluppo delle espressioni di forza funzionale dove è
ricercata la massima velocità esecutiva potrà essere utile consultare il seguente sito che in nota
citiamo(6)
http://docplayer.it/amp/21456690-La-pesistica-adattata-per-gli-sport-di-squadra-2-parte-di-roberto-
colli-luigi-lucarini-marcello-cipriani-vito-azzone.html
Comunque è opportuno ricordare che il risultato di una prestazione dipende non solo da quanta forza si esprime ma anche da come la si esprime (abilità coordinativa). L’esercizio, dunque, dovrà avere una correlazione positiva con il movimento di gara sul piano dinamico e cinematico.
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Ricordiamo che la cinematica studia il movimento di un corpo (cioè le posizioni che assume il corpo nello spazio durante l’effettuazione del gesto) senza prendere in considerazione le cause, cioè la forza che produce il movimento; mentre la dinamica studia le cause, e quindi la forza che produce il movimento.
Per semplificare se devo effettuare un movimento applico una forza e accelero il mio corpo. Questa accelerazione si ricava dalla dinamica (accelerazione dinamica=F/m∙9,81 ). Ma nel trasmettere la forza una parte di questa verrà dispersa nel passaggio tra le varie catene (leve) muscolari. Sotto questo aspetto sarà utile la conoscenza dell’accelerazione cinematica (Ac) il cui valore, ad esempio, in un salto verticale sarà dato dal rapporto della velocità verticale (Vv) e il tempo di volo (t):
Ac = Vv
t
Infine, il valore dell’efficacia della forza applicata, sarà dato dal calcolo del Rendimento (R) che si configura come il rapporto tra le due accelerazioni, la cinematica (Ac) e la dinamica (Ad):
R= Ac=(Accelerazione cinematica)
Ad (Accelerazione dinamica)
Maggiore sarà il valore di tale rapporto, il cui risultato si esprime con un numero puro, migliore risulterà l’abilità coordinativa e conseguentemente la prestazione del soggetto (favorevole tra 0,7 e 0,8). Una volta che l’atleta si mostrerà non solo muscolato ma anche coordinato, sarà proficuo il lavoro basato sugli indispensabili esercizi sport-specifici, orientati ad esempio a curare i fondamentali tecnici della posizione iniziale, del controllo del baricentro del corpo del rikischi nel sumo; perché dal baricentro le intensità hanno direzione e verso che vanno sempre consapevolmente scelti. Del resto se la postura non è corretta parte del peso corporeo del rikischi (e anche del rugbista) si scaricherà sul terreno facendo diminuire la potenza della spinta orizzontale e della forza cinetica dell’impatto.
Altrettanto possiamo dire per gli esercizi tecnici attinenti il rugby, in modo particolare per quanto riguarda la postura corretta da assumere in “mischia”, dove si sovrappongono le tensioni muscolari di otto elementi che devono essere uniti e ben legati, perchè unica deve essere la forza risultante.
In conclusione, anche alla luce di tutti questi aspetti, considerando il ruolo importante che lo sport in generale, e soprattutto gli sport di combattimento hanno sulla percezione di se se stessi, sulla necessità di controllare e ritualizzare l’aggressività ne raccomandiamo la pratica anche come antidoto alle emozioni negative che sono alla base delle devianze e del bullismo dei nostri tempi.
Note:
- Henneman E, Clamann HP Gillies JD, Skinner RD., Rank order of motoneurons within a pool: law of combination.1974.
J Neurophysiol 1974; 37: p. 1338-1349.
- Padoa, E., Manuale di anatomia comparata dei vertebrati, p. 292-294, Milano, Feltrinelli, 2002.
- Bosco C., Elasticità muscolare e forza esplosiva nelle attività fisico sportive, p. 92-98, Roma, Società Stampa Sportiva, 1985.
- Zatsiorsky W. M.-Kraemer, W. J., Scienze e pratica dell’allenamento della forza, p. 34-35, Perugia, Calzetti Mariucci, 2008.
- Bosco C., La forza muscolare. Aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche, Roma, Società Stampa Sportiva,
2002. vedi anche: .boscosystemlab.it/documenti/ASPETTI FISIOLOGICI E BIOLOGICI.pdf p. 36-70
6) Vedi anche: La pesistica adattata per gli sport di squadra (2 parte) di R. Colli, L. Lucarini, M. Cipriani, V. Azzone.
BIBLIOGRAFIA (Oltre ai testi citati in nota e ai documenti associati ai link del presente articolo):
McKinley-O’ Loughlin-Michetti, Anatomia umana, Padova, Piccin-Nuova Libraria, 2014.
6…E come in tutti i lavori che si rispettano a questo punto la parola al lettore, con il classico
“Any questions” potremo rispondere a domande e curiosita’ nel mese di giugno 2018, al termine anno scolastico e dei campionati negli eventi che si svolgeranno dal VIVO sui campi sportivi del Rugby e nelle palestre di Sumo a Chieti, Sambuceto di San Giovanni Teatino e Pescara. Grazie
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Eccovi inoltre una foto storica dei campioni Sumo agli albori della tecnica fotografica
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