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La contrazione muscolare

La contrazione muscolare può presentarsi quando il muscolo, costituito da fasci di cellule allungate chiamate fibre, ognuna delle quali è formata da numerose microfibre costituite da filamenti di sostanze proteiche note come actina e miosina, viene stimolato da impulsi nervosi.

di Sport and Training
PREPARATORE ATLETICO

grafico di hill

Gli impulsi provengono da fibre nervose note come motoneuroni il cui compito è quello di stimolare il muscolo (sono collegati, attraverso le placche motrici, alle fibre muscolari), provocando reazioni chimiche che trasmettono ai muscoli l'energia necessaria per effettuare un determinato movimento. E' la combinazione di zuccheri provenienti dalla digestione ed ossigeno, introdotto attraverso la respirazione, a determinare tali reazioni chimiche; ciò che avviene, nello specifico, durante l contrazione muscolare, è la scissione di una sostanza nota come adenosintrifosfato (ATP), sempre presente nei muscoli, in adenosindifosfato (ADP) generando di fatto l'energia che consente al muscolo di contrarsi. L'energia chimica dell'ATP viene cioè convertita in energia meccanica con una bassa dissipazione sotto forma di calore (tra il 30 ed il 50%) generando così il movimento, con il risultato della contrazione muscolare.

Terminologia legata alla contrazione muscolare

Premesso che la contrazione muscolare è un processo attivo attraverso il quale viene generata una forza in seno al muscolo, è bene conoscere il significato della terminologia ad essa correlata: si parla di carico quando ci si riferisce alla forze che viene esercitata dal peso di un oggetto su un muscolo. La tensione muscolare è invece la forza che un muscolo in contrazione esercita sul medesimo oggetto. Ne deriva che carico e tensione muscolare hanno significati diametralmente opposti, trattandosi di due forze che si contrappongono l'una all'altra. In conclusione quando la tensione muscolare è superiore alla forza esercitata da un carico, è possibile 'vincerlo'.

Le tipologie di contrazione muscolare

Sono due i tipi di contrazione muscolare che è possibile avere: le contrazioni dinamiche e le contrazioni statiche a loro volta suddivise in specifiche tipologie di contrazione. Le contrazioni dinamiche si differenziano infatti in isotoniche, auxotoniche, isocinetiche e pliometriche.

 

  • Contrazione isotonica, è nota anche come contrazione a 'tensione costante'. Suddivisa a sua volta in fase concentrica e fase eccentrica, si verifica quando un muscolo si accorcia spostando un carico che per la durata del periodo di accorciamento rimane costante. Nel caso della fase concentrica, o positiva, il muscolo sviluppa tensione mentre si accorcia, come ad esempio durante il sollevamento di un peso. Nel corso della fase eccentrica o negativa invece il muscolo tende ad allungarsi sviluppando anche in questo caso tensione, come ad esempio quando il peso viene riabbassato lentamente.
  • Contrazione isocinetica si verifica quando, per l'intera ampiezza del movimento, il muscolo sviluppa il massimo sforzo e tende ad accorciarsi ad una velocità costante. Questo tipo di contrazione si può ottenere mediante l'utilizzo di specifiche macchine isocinetiche.
  • Contrazione auxotonica è quella che si verifica, ad esempio, utilizzando gli elastici con un aumento progressivo della contrazione durante l'accorciamento muscolare
  • Contrazione pliometrica: si tratta di una contrazione concentrica esplosiva che viene preceduta da una contrazione eccentrica. Viene dunque sfruttata l'energia che si è accumulata nelle strutture elastiche del muscolo nella fase eccentrica. 

Quando si parla invece di contrazioni statiche ci si riferisce a quelle isometriche, nel corso delle quali il muscolo sviluppa tensione senza modificare la propria lunghezza e produrre lavoro. Avvengono dunque a fronte di una lunghezza muscolare costante, con l'accorciamento impedito da un carico uguale alla tensione muscolare o nel caso in cui un carico venga sostenuto, in una posizione fissa, dalla tensione del muscolo.

Le contrazioni statiche possono essere sfruttate per l'aumento della massa muscolare. La premessa da tenere in considerazione, quando si effettuano esercizi atti a raggiungere tale obiettivo, è il fatto che ogni esercizio è caratterizzato da un ROM di movimento completo compreso tra l'avvio e la conclusione di una singola ripetizione. Se ad esempio si effettuano distensioni sulla panca, il ROM di tale esercizio sarà compreso dal torace alla massima distensione delle braccia, con un momento ed una posizione nei quali il muscolo tenderà ad esercitare la contrazione massima. Nel caso in cui i muscoli trattengano, pur rimanendo immobili, un peso nel punto di massima concentrazione di un dato esercizio, si parla di contrazione statica. In questo intervallo di massima contrazione dunque verrà contratto il numero massimo di fibre muscolari. Ne deriva che qualora si decida di effettuare esercizi basati sulle contrazioni statiche, sia possibile escludere il ROM ovvero non contare ripetizioni ma costruire le serie di esercizi su quel preciso istante di massima contrazione, trattenendo il peso per periodi di tempo compresi tra i 5 ed i 15 secondi e poi aumentando progressivamente il carico. Un buono schema di esercizi prevede di partire con un peso ridotto, trattenendolo per 5 secondi per poi aumentare progressivamente il periodo nel quale si trattiene il peso, fino ad arrivare a 15 secondi. A quel punto è possibile iniziare ad incrementare il carico di una percentuale compresa tra il 15 ed il 30%. Se ad esempio si trattengono 50 Kg per 5 secondi, il successivo allenamento prevederà di trattenere il peso per 9 secondi, a seguire per 12 ed infine per 15 secondi. A quel punto sarà possibile aumentare il peso di circa 5 - 8 Kg, ricominciando dai 5 secondi, ed effettuando una o al massimo due serie per esercizio.

La contrazione muscolare descritta nel grafico di Hill

E' possibile rappresentare graficamente le diverse tipologie di contrazione muscolare nel loro rapporto tra velocità e forza che, come matematicamente dimostrato da Hill sono l'una inversamente proporzionale all'altra. Ne deriva che a velocità zero la forza è massima e, viceversa, a velocità massima la forza è uguale a zero. Descrivendo il rapporto tra forza e velocità in correlazione alla contrazione muscolare si può specificare che durante le contrazioni eccentriche la forza espressa è massima mentre in quelle isometriche tende a ridursi raggiungendo i minimi livelli nelle contrazioni concentriche. Il grafico di Hill ben rappresenta i diversi tipi di contrazione in base al loro rapporto tra forza e velocità.

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