RESISTENZA MUSCOLARE

Applicazione delle alte ripetizioni (es. 3x40% 1RM, <60’’) per sviluppare le capacità condizionali (ipertrofia, forza, resistenza muscolare locale) e la performance negli sport di endurance (ciclismo, canottaggio, cross-country ski, tennis), intermittenti (calcio, rugby) e nel fitness-bodybuilding

Introduzione

La capacità di mantenere un’elevata potenza/velocità per tempi lunghi (resistenza muscolare locale) è una caratteristica molto importante per una varietà di sport tra cui quelli individuali (ciclismo e corsa (1), canoa e canottaggio (2), cross-country ski (3), tennis), ma anche in quelli collettivi “intermittenti” come calcio e rugby (4). Proprio per questo fine i preparatori fisici implementano metodologie per aumentare la resistenza alla fatica contro bassi carichi. Ovviamente, i protocolli e gli strumenti devono essere contestualizzati sul modello prestativo e sull’individuo. Inoltre, questa tipologia di esercizio può essere implementata per tutti quegli atleti o amatori che vogliono sviluppare l’ipertrofia in un contesto di bodybuilding o di fitness, ma si può anche adattare per allenare gli anziani. Per quest’ultimo caso i benefici sono un peso più accessibile, in particolare per chi soffre di osteoporosi e/o non ha mai avuto una attività fisica strutturata nella giovinezza. Questo articolo mostra le ultime evidenze e l’applicazione pratica di questa metodologia solo nella preparazione fisica e nel fitness, lasciando ad altri autori l’approfondimento negli anziani.

Resistenza muscolare locale (RML)

La resistenza muscolare locale si basa sul concetto di continuum delle ripetizioni conosciuto anche come “strength-endurance-continuum” negli esercizi con sovraccarico.

La RML si sviluppa tradizionalmente con serie multiple (solitamente >3) con un carico ≤67% 1 RM ed un tempo di recupero tra di esse di 60 secondi o inferiore (5)(6). In soggetti non allenati si può assistere a protocolli iniziali di 4x15@60%1RM, 60’’, mentre in atleti d’élite, come potrebbero essere dei canottieri, si prescrivono anche delle sedute con 4x40@40kg, 30’’ o dove si cerca di accumulare più lavoro in un tempo predefinito (es. max reps in 15 minuti con recupero a piacimento tra di esse). Come si può notare da questi esempi si può differenziare tra carico relativo, in cui si indica il numero di ripetizioni che si possono eseguire con un determinata percentuale relativa (15@60%1RM), e carico assoluto, in cui si indica il numero di ripetizioni da effettuare con un determinato carico (5). Per il recupero enormemente ridotto (≤60’’) non è possibile mantenere lo stesso numero di ripetizioni in ognuna delle serie prescritte, di conseguenza è necessario ridurre progressivamente il carico (7).

Reclutamento delle unità motorie

Prima di continuare nella spiegazione è necessario inserire il concetto del reclutamento delle unità motorie (UM). Dal principio di Henneman e da recentissimi studi si sa che se una serie a basso carico è protratta a cedimento muscolare si ha comunque il reclutamento delle UM ad alta soglia nelle ultime ripetizioni (8)(9). Questa informazione è rilevante per l’adattamento ipertrofico della RML. Per un approfondimento seguire questo link – Principio di Henneman.

Adattamenti fisiologici della resistenza muscolare locale

Capacità condizionali

Resistenza muscolare locale. Un allenamento di resistenza muscolare locale aumenta maggiormente il numero di ripetizioni eseguibili a cedimento con un carico basso rispetto ad un protocollo svolto nel range di forza (10)(7). Questo fa parte dell’adattamento specifico della metodologia della RML nel continuum delle ripetizioni (7).

Ipertrofia muscolare. Ci sono prove che l’utilizzo di carichi bassi protratti a cedimento concentrico (30% 1RM) mostrino adattamenti ipertrofici non statisticamente differenti rispetto ad un allenamento con carichi medio-alti (>75% 1RM) in soggetti scarsamente allenati (11)(12)(10)(13)(14)(15). Inoltre, questi adattamenti sono simili sia per le fibre di Tipo I (ossidative) che di Tipo II (glicolitiche) (12)(16)(17). Queste evidenze mostrerebbero come il confine del range ottimale delle ripetizioni per l’ipertrofia sia molto labile e non specificatamente alle 6-12. Dall’altra parte, però, ci sono autori che hanno ipotizzato una differenziazione nell’ipertrofia delle fibre, con quelle a contrazione lenta maggiormente sviluppate negli allenamenti di RML (18)(19)(20), mentre quelle veloci stimolate con i protocolli ad alte intensità (21)(19). Infatti, uno studio capostipite di Campos (2002) mostra che l’ipertrofia è specifica per il range delle ripetizioni utilizzate con un incremento superiore della sezione trasversa delle fibre stimolate dopo allenamenti a medio-alto carico (7). Ad oggi, con una metanalisi recentissima di Grgic (2020) si mostra che non ci sono differenze statistiche nell’adattamento ipertrofico sia in riferimento alle fibre di Tipo I che di Tipo II confrontando un allenamento di RML con uno a basse ripetizioni entrambi a cedimento (≤50% 1RM vs ≥75% 1RM,) (22). Quindi, dalla metanalisi, limitata da una scarsità di studi su cui è redatta, non si riesce a concludere con forza se un allenamento a basso carico e a cedimento sia maggiormente efficace per l’ipertrofia rispetto ad uno ad alto carico ad esaurimento o viceversa (22). Al contrario, però, se l’allenamento a bassi carichi ed alte ripetizioni non è svolto a cedimento si hanno minori guadagni ipertrofici rispetto ad un protocollo 1-12 RM (19).

Forza muscolare. Ci sono prove che un allenamento di resistenza muscolare ed uno a bassa ripetizioni con alto carico abbiano adattamenti simili nella forza se anche il primo protocollo sia a cedimento (12)(16)(23). Al contrario, ci sono innumerevoli prove (13) che un allenamento tra il range 1-6 RM permetta un incremento maggiore nella forza rispetto al gruppo a basso carico (19,6 vs 8,8% per lo squat e 6,5% vs 2,0% panca piana) (10). Questo è stato mostrato anche da una recente metanalisi nelle ripetizioni eccentriche-concentriche, ma non nelle isometriche (17). Infatti, si sa che allenarsi ad alte intensità permette di stimolare maggiormente gli adattamenti neurali con anche una riduzione del suo costo per produrre la stessa forza submassimale. Questo è uno dei principali motivi per cui alte intensità permettono un aumento maggiore dell’ 1-RM rispetto ad allenamenti a carichi bassi (24). Invece, se si confrontano solo i protocolli a basse intensità relative (1x50%, 3x50%, 1x20%, 3x20%) non ci sono differenze nella forza muscolare alla leg extension (rispettivamente 18,6%; 26,8%, 18,5%, 21,6% (14). Quindi, per la specificità del continuum delle ripetizioni un allenamento ≥80% permette adattamenti maggiori nel massimale rispetto ad un allenamento di resistenza muscolare nonostante sia protratto a cedimento.

Adattamenti fisiologici

Funzioni mitocondriali. La RML permette un adattamento degli enzimi ossidativi, capillarizzazione e densità mitocondriale come potrebbero essere modificati da un allenamento di fondo a bassa o alta intensità (LT o HIIT). L’allenamento a basso carico e a cedimento (30% 1RM) rispetto all’80% a cedimento o al 30% a volume equalizzato è l’unico che mostra i maggiori guadagni nello sviluppo delle proteine mitocondriali (12).

Adattamenti prestativi

Tempo ad esaurimento. Il tempo ad esaurimento aumenta maggiormente con il gruppo ad alte ripetizioni rispetto a quello a basse o medie ripetizioni (7). In soggetti allenati nell’endurance un allenamento ad alte ripetizioni per 8 settimane permette di aumentare maggiormente la potenza alla seconda soglia ventilatoria (OBLA) (18 ± 15 W vs -3,5 ± 20 W, p<0,05) ed il VO₂ relativo alla stessa intensità rispetto al gruppo di controllo con solo allenamenti di fondo (25)(26). Invece, se questo protocollo fosse implementato solo per 4 settimane non si riscontra questo beneficio (27)(28). Quindi, implementare un macrociclo di almeno 8 settimane di RML consente di aumentare la prestazione negli sport di fondo come ciclismo, corsa e cross-country ski.

Risposte metaboliche

Un allenamento di RML permette un accumulo di lattato e riduzione del pH simile a quelli rilevati dai protocolli di HIIT, infatti la risposta media può anche essere di 10,5 ± 1,9 mmol/L (28) (per saperne di più sull’HIIT seguire questo link) (29)(30)(31). I valori raggiunti sono sicuramente superiori a quelli monitorati nelle sedute di forza tradizionale (29). Soggetti moderatamente allenati (>40 ml kg^-1 min^-1) dopo otto protocolli di 4x12-15@50%1RM, 30’’ hanno mostrato i seguenti accumuli di lattato (valori medi) [Figura] (28).

Percezione della fatica

I soggetti che eseguono il protocollo di resistenza muscolare locale hanno una percezione della fatica maggiore rispetto a quelli che applicano carichi più alti e meno ripetizioni. Ciò è dovuto principalmente all’accumulo di lattato (32)(33). Lo stesso risultato è stato mostrato anche in riferimento alle contrazioni isometriche (34). Dato l’elevato stress psicofisico è necessario un graduale adattamento per poter protrarre nel tempo l’esercitazione con alti livelli di metaboliti accumulati.

Test per la resistenza muscolare

Negli anni sono stati sviluppato differenti test per valutare questa capacità condizionale (elenco non esaustivo):

· Test massimale di numero di piegamenti sulle braccia, sulle gambe e trazioni o di sit-up;

· Test massimale di numero di ripetizioni alla panca piana e rematore prono con carico assoluto di 55kg (svolto nella canoa e kayak) (35) o con un carico relativo (es. 45% 1 RM);

· Test massimale di numero di ripetizioni in 2 minuti in un determinato esercizio con un dato carico (35);

Quindi, si possono utilizzare e prescrivere i test con carichi assoluti (es. 40kg), relativi (es. 45% 1 RM) e a tempo (es. massimo numero di ripetizioni in 1-15 minuti).

Caffeina e resistenza muscolare locale

Da uno studio singolo la caffeina ha aumentato la prestazione di forza della parte superiore e inferiore del corpo, ma non della resistenza muscolare locale (36). Probabilmente perché non riesce a contrastare lo stress derivato dall’accumulo di La^- (34). La limitazione è che la dose applicata nello studio è “relativamente” bassa (1,5 ± 0,8 mg/kg).

Individualizzazione della risposta

Tutti gli allenamenti devono essere individualizzati in quanto si conosce che esiste un range molto ampio di accumulo di lattato dopo un protocollo di resistenza muscolare locale (7,0 ± 0,7 a 13,8 ± 1,7 mmol/L) (28) e si può speculare che sia anche dipendente dal grado di allenamento cardiovascolare (VO_2max), dalla quantità di tipologie fibre muscolari (I, II) così come dall’alimentazione tenuta nei giorni precedenti l’allenamento.

Limitazioni

Una delle limitazioni di tutti gli studi precedenti (metanalisi di conseguenza) è che gli esercizi utilizzati e i test effettuati sono praticamente diversi in ogni ricerca: dal test isometrico a quello eccentrico-concentrico su esercizio mono o multiarticolare. Di conseguenza è difficile poter quantificare una risposta media. Inoltre, si aggiunge il problema di come misurare l’ipertrofia (con risonanza magnetica o biopsia?). Per una conoscenza più approfondita si rimanda a questa ricerca critica (37).

BIBLIOGRAFIA

1. Lepers R, Maffiuletti NA, Rochette L, Brugniaux J, Millet GY. Neuromuscular fatigue during a long-duration cycling exercise. J Appl Physiol. 2002;92(4):1487–93.

2. Thiele D, Prieske O, Chaabene H, Granacher U. Effects of strength training on physical fitness and sport-specific performance in recreational, sub-elite, and elite rowers: A systematic review with meta-analysis. J Sports Sci [Internet]. 2020;38(10):1186–95. Available from: https://doi.org/10.1080/02640414.2020.1745502

3. Børve J, Jevne SN, Rud B, Losnegard T. Upper-body muscular endurance training improves performance following 50 min of double poling in well-trained cross-country skiers. Front Physiol. 2017;8(SEP):1–10.

4. Rønnestad BR, Mujika I. Optimizing strength training for running and cycling endurance performance: A review. Scand J Med Sci Sport. 2014;24(4):603–12.

5. P. Fisher J, Steele J, Androulakis-Korakakis P, Smith D, Gentil P, Giessing J. The strength-endurance continuum revisited:a critical commentary of the recommendation ofdifferent loading ranges for different muscular adaptations. J Trainology. 2020;9(1):1–8.

6. Willardson JM. A brief review: How much rest between sets? Strength Cond J. 2008;30(3):44–50.

7. Campos GER, Luecke TJ, Wendeln HK, Toma K, Hagerman FC, Murray TF, et al. Muscular adaptations in response to three different resistance-training regimens: Specificity of repetition maximum training zones. Eur J Appl Physiol [Internet]. 2002 [cited 2021 Mar 4];88(1–2):50–60. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00421-002-0681-6

8. Duchateau J, Semmler JG, Enoka RM. Training adaptations in the behavior of human motor units. J Appl Physiol [Internet]. 2006 [cited 2021 Mar 4];101:1766–75. Available from: http://www.

9. Burd NA, Mitchell CJ, Churchward-Venne TA, Phillips SM. Bigger weights may not beget bigger muscles: Evidence from acute muscle protein synthetic responses after resistance exercise. Appl Physiol Nutr Metab. 2012;37(3):551–4.

10. Schoenfeld BJ, Peterson MD, Ogborn D, Contreras B, Sonmez GT. Effects of low- vs. High-load resistance training on muscle strength and hypertrophy in well-trained men. Vol. 29, Journal of Strength and Conditioning Research. 2015. 2954–2963 p.

11. Ogasawara R, Loenneke JP, Thiebaud RS, Abe T. Low-Load Bench Press Training to Fatigue Results in Muscle Hypertrophy Similar to High-Load Bench Press Training. Int J Clin Med [Internet]. 2013 Feb 26 [cited 2021 Mar 3];04(02):114–21. Available from: http://www.scirp.org/journal/doi.aspx?DOI=10.4236/ijcm.2013.42022

12. Lim C, Kim HJ, Morton RW, Harris R, Phillips SM, Jeong TS, et al. Resistance exercise-induced changes in muscle phenotype are load dependent. Vol. 51, Medicine and Science in Sports and Exercise. 2019. 2578–2585 p.

13. Jenkins NDM, Housh TJ, Buckner SL, Bergstrom HC, Cochrane KC, Hill EC, et al. Neuromuscular Adaptations after 2 and 4 Weeks of 80% Versus 30% 1 Repetition Maximum Resistance Training to Failure. J Strength Cond Res. 2016 Aug 1;30(8):2174–85.

14. Barcelos LC, Nunes PRP, de Souza LRMF, de Oliveira AA, Furlanetto R, Marocolo M, et al. Low-load resistance training promotes muscular adaptation regardless of vascular occlusion, load, or volume. Eur J Appl Physiol [Internet]. 2015;115(7):1559–68. Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00421-015-3141-9

15. Burd NA, West DWD, Staples AW, Atherton PJ, Baker JM, Moore DR, et al. Low-load high volume resistance exercise stimulates muscle protein synthesis more than high-load low volume resistance exercise in young men. PLoS One. 2010;5(8).

16. Morton RW, Oikawa SY, Wavell CG, Mazara N, McGlory C, Quadrilatero J, et al. Neither load nor systemic hormones determine resistance training-mediated hypertrophy or strength gains in resistance-trained young men. J Appl Physiol. 2016;121(1):129–38.

17. Schoenfeld BJ, Grgic J, Ogborn D, Krieger JW. Strength and Hypertrophy Adaptations Between Low- vs. High-Load Resistance Training: A Systematic Review and Meta-analysis. J Strength Cond Res [Internet]. 2017 Dec [cited 2021 Mar 4];31(12):3508–23. Available from: https://journals.lww.com/00124278-201712000-00031

18. Ogborn D, Schoenfeld BJ. The Role of Fiber Types in Muscle Hypertrophy. Strength Cond J [Internet]. 2014 Apr [cited 2021 Mar 4];36(2):20–5. Available from: https://journals.lww.com/00126548-201404000-00003

19. Grgic J, Schoenfeld BJ. Are the hypertrophic adaptations to high and low-load resistance training muscle fiber type specific? Front Physiol. 2018;9(APR).

20. Grgic J, Homolak J, Mikulic P, Botella J, Schoenfeld BJ. Inducing hypertrophic effects of type I skeletal muscle fibers: A hypothetical role of time under load in resistance training aimed at muscular hypertrophy. Med Hypotheses. 2018 Mar 1;112:40–2.

21. Folland JP, Williams AG. The adaptations to strength training: Morphological and neurological contributions to increased strength [Internet]. Vol. 37, Sports Medicine. Springer; 2007 [cited 2021 Mar 4]. p. 145–68. Available from: https://link.springer.com/article/10.2165/00007256-200737020-00004

22. Grgic J. The Effects of Low-Load vs. High-Load Resistance Training on Muscle Fiber Hypertrophy: A Meta-Analysis. J Hum Kinet. 2020;74(1):51–8.

23. Fisher JP, Steele J. Heavier and lighter load resistance training to momentary failure produce similar increases in strength with differing degrees of discomfort. Muscle and Nerve. 2017;56(4):797–803.

24. Jenkins NDM, Miramonti AA, Hill EC, Smith CM, Cochrane-Snyman KC, Housh TJ, et al. Greater neural adaptations following high- vs. low-load resistance training. Front Physiol. 2017;8(MAY):1–15.

25. Lantis DJ, Farrell JW, Cantrell GS, Larson RD. Eight Weeks of High-Volume Resistance Training Improves Onset of Blood Lactate in Trained Individuals. J Strength Cond Res [Internet]. 2017 Aug [cited 2021 Mar 4];31(8):2176–82. Available from: https://journals.lww.com/00124278-201708000-00016

26. Farrell JW, Lantis DJ, Ade CJ, Cantrell GS, Larson RD. Aerobic Exercise Supplemented With Muscular Endurance Training Improves Onset of Blood Lactate Accumulation. J Strength Cond Res [Internet]. 2018 May [cited 2021 Mar 3];32(5):1376–82. Available from: https://journals.lww.com/00124278-201805000-00025

27. Farrell III JW, Blackwood DJ, D. Larson R. Four Weeks of Muscular Endurance Resistance Training Does Not Alter Fatigue Index. Int J Kinesiol Sport Sci. 2018;6(3):32.

28. Farrell III JW, Lantis DJ, Ade CJ, Bemben DA, Larson RD. Metabolic Response to Four Weeks of Muscular Endurance Resistance Training. Int J Kinesiol Sport Sci. 2017;5(4):10.

29. Rogatzki MJ, Wright GA, Mikat RP, Brice AG. Blood Ammonium and Lactate Accumulation Response to Different Training Protocols Using the Parallel Squat Exercise. J Strength Cond Res [Internet]. 2014 Apr [cited 2021 Mar 3];28(4):1113–8. Available from: https://journals.lww.com/00124278-201404000-00032

30. Edge J, Hill-Haas S, Goodman C, Bishop D. Effects of resistance training on H+ regulation, buffer capacity, and repeated sprints. Med Sci Sports Exerc [Internet]. 2006 Nov [cited 2021 Mar 3];38(11):2004–11. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17095936/

31. Fink J, Kikuchi N, Nakazato K. Effects of rest intervals and training loads on metabolic stress and muscle hypertrophy. Clin Physiol Funct Imaging. 2018;38(2):261–8.

32. Stuart C, Steele J, Gentil P, Giessing J, Fisher JP. Fatigue and perceptual responses of heavier- and lighter-load isolated lumbar extension resistance exercise in males and females. PeerJ [Internet]. 2018 [cited 2021 Mar 3];2018(3). Available from: /pmc/articles/PMC5858602/

33. Ribeiro AS, Dos Santos ED, Nunes JP, Schoenfeld BJ. Acute Effects of Different Training Loads on Affective Responses in Resistance-trained Men. Int J Sports Med [Internet]. 2019 [cited 2021 Mar 4];40(13):850–5. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31499564/

34. Waller G, Dolby M, Steele J, Fisher JP. A low caffeine dose improves maximal strength , but not relative muscular endurance in either heavier-or lighter-loads , or perceptions of effort or discomfort at task failure in females. 2020;

35. Handbook of Sports Medicine and Science Canoeing.

36. Grgic J, Mikulic P. Caffeine ingestion acutely enhances muscular strength and power but not muscular endurance in resistance-trained men. Eur J Sport Sci [Internet]. 2017;17(8):1029–36. Available from: https://doi.org/10.1080/17461391.2017.1330362

37. Fisher J, Steele J, Smith D. High- and Low-Load Resistance Training: Interpretation and Practical Application of Current Research Findings. Sport Med [Internet]. 2017 Mar 1 [cited 2021 Mar 4];47(3):393–400. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s40279-016-0602-1

38. Naclerio FJ, Colado JC, Rhea MR, Bunker D, Triplett NT. The Influence of Strength and Power on Muscle Endurance Test Performance. J Strength Cond Res [Internet]. 2009 Aug [cited 2021 Mar 4];23(5):1482–8. Available from: https://journals.lww.com/00124278-200908000-00017

39. Willardson JM, Burkett LN. The effect of rest interval length on the sustainability of squat and bench press repetitions. J Strength Cond Res [Internet]. 2006 May [cited 2021 Mar 4];20(2):400–3. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16686571/