SISTEMA NEUROMUSCOLARE

Il sistema neuromuscolare è composto dal sistema nervoso centrale (SNC) e dal sistema muscolare. Lo stimolo che origina dall’area motoria del cervello e arriva alle fibre muscolari permette al muscolo di contrarsi, provocando movimento. Tale stimolo viene inviato, tramite il midollo spinale, al motoneurone, da cui raggiunge le miofibrille.
Le fibre muscolari sono costituite da filamenti chiamati miofibrille, i quali contengono l’unità funzionale del muscolo: il sarcomero. Il sarcomero è composto da actina e miosina (sottili filamenti proteici).
Quando lo stimolo nervoso raggiunge la fibra muscolare, vengono attivati i filamenti di actina e miosina, che formano il cosiddetto ponte actomiosinico, attraverso il quale i due filamenti possono scorrere l’uno sull’altro, accorciando il sarcomero e producendo forza.
I tipi di fibre muscolari, la coordinazione intra e intermuscolari e i fattori legati allo stiramento producono incrementi della forza e della velocità, ma l'ipertrofia, oltre a provocare un netto peggioramento della velocità, provoca anche, in particolari situazioni, peggioramenti della forza massima. Studi recentissimi, infatti, hanno dimostrato che un eccessivo incremento della massa muscolare porta a decrementi della forza massima. [ Prof. Nicola Silvaggi].

CARATTERISTICHE DELLE FIBRE MUSCOLARI
Le fibre muscolari possono essere distinte, sulla base del loro metabolismo, in fibre a prevalente metabolismo aerobico (fibre di tipo I - ST), fibre a metabolismo aerobico/anaerobico (fibre di tipo IIa - FT) e fibre a prevalente metabolismo anaerobico (fibre del tipo IIb - FT). Le prime vengono comunemente chiamate fibre lente o rosse (perché sono molto vascolarizzate) e producono basse tensioni per un periodo di tempo lungo. I substrati prevalentemente utilizzati dalle fibre lente, per la risintesi di ATP, sono i glucidi e i lipidi.
Le fibre IIa sono intermedie, cioè utilizzano un metabolismo di tipo misto (anaerobico-aerobico).
Le fibre di tipo IIb sono fibre rapide per eccellenza; sviluppano tensioni altissime e si  affaticano altrettanto rapidamente.
 
Prof. Nicola Silvaggi - Atletica Studi del 2004 n° 1 pagina 7: "L'obiettivo principale dell'allenamento è quello di migliorare le caratteristiche dei due tipi di fibre in funzione della disciplina sportiva praticata e questo è possibile se si somministrano stimoli specifici. Stimoli errati possono provocare adattamenti non desiderati, soprattutto a carico delle fibre rapide; infatti, queste, pur mantenendo le caratteristiche di fibre fasiche, possono subire modificazioni a livello del metabolismo. Questo accade prevalentemente a carico delle fibre di tipo IIa, che hanno un metabolismo misto, quindi sollecitazioni lente e prolungate ne esaltano prevalentemente il metabolismo aerobico".
Da quanto scritto si evince che in una fibra si può modificare solo il proprio metabolismo e non l'intero cambiamento della fibra, cioè trasformarla da lenta a veloce o viceversa [Prof. Nicola Silvaggi].

SVILUPPO DELL’IPERTROFIA MUSCOLARE
Per ipertrofia muscolare si intende l’incremento della sezione traversa del muscolo dovuto ai seguenti fattori:
- aumento delle miofibrille;
- sviluppo degli involucri muscolari (tessuto connettivo);
- incremento della vascolarizzazione;
- aumento del numero di miofibrille (iperplasia).
L’aumento della sezione traversa del muscolo avviene soprattutto a carico delle fibre rapide; la loro immobilizzazione provoca ipotrofia.
Con l’allenamento, la sezione traversa delle miofibrille aumenta in modo del tutto proporzionale all’incremento della dimensione e del numero di fibre.

ALLENAMENTO PER LO SVILUPPO DELL’IPERTROFIA MUSCOLARE
Vengono utilizzati carichi compresi tra il 70 ed il 90% di una Ripetizione Massimale (RM).
Per i carichi elevati (90%) viene eseguito un numero limitato di ripetizioni (2-3 rip.). Carichi inferiori al 70% permettono invece di eseguire un numero maggiore di ripetizioni, innescando prevalentemente i processi metabolici deputati alla resistenza.
Lavorando attraverso carichi che ci permettono di eseguire non più di 10 ripetizioni, si attivano i processi connessi alla sintesi proteica, la quale è essenziale per l’incremento della massa muscolare.
Stone (1988), Viidik (1986) e Golspink (1985) notarono che l’incremento del volume delle miofibrille era accompagnato dall’aumento del tessuto connettivale che avvolgeva le varie miofibrille. Tali modificazioni avvenivano soprattutto a carico del collagene.
Alcuni studi hanno dimostrato un aumento dei vasi capillari per ogni fibra (aumento della vascolarizzazione), soprattutto negli atleti che praticavano sport di resistenza e nei culturisti.

RECLUTAMENTO MUSCOLARE
L’unità motoria è rappresentata dal complesso funzionale costituito dal motoneurone spinale alfa e dalle fibre da esso innervate. La maggior parte dei muscoli è costituita da un numero di unità motorie che varia da 100 a 700; il numero di fibre per unità motoria cambia a seconda dei muscoli innervati.                               
La legge che sta alla base della contrazione simultanea di tutte le fibre per una unità motoria è definita legge del tutto o del nulla.
Per reclutamento si intende quel meccanismo che regola il numero di unità motorie da reclutare al fine di sviluppare diverse tensioni.
La graduazione della forza sviluppata dipende non solo dalla possibilità di variare la frequenza di stimolazione delle unità neuromotorie, ma anche dalla capacità di variare il numero di unità neuromotorie stimolate.

RECLUTAMENTO E FREQUENZA
Il reclutamento di nuove unità motorie (reclutamento spaziale) è quello che subisce i primi adattamenti in seguito all’allenamento della forza massimale; successivamente si osserva un miglioramento della capacità di reclutare un numero sempre maggiore di unità motorie nel medesimo tempo (reclutamento temporale).
 
Reclutamento temporale
Una serie di impulsi ravvicinati provoca un tetano ravvicinato o clono, fino ad arrivare ad un tetano completo; normalmente la fascia delle frequenze è compresa tra gli 8 e i 50-60 hertz. Per i movimenti rapidi può arrivare anche a 150 hertz.
La forza massima si può ottenere anche con frequenze di 50 hertz; se la frequenza arriva a 150 hertz non vi è più un miglioramento della forza massima, ma si assiste ad un incremento della pendenza della curva, cioè ad uno sviluppo rapido della forza (gesti sportivi di tipo esplosivo).
La capacità di emettere impulsi di stimoli ad alta frequenza rappresenta l’ultima fase del miglioramento del sistema nervoso. Per produrre adattamenti stabili occorre un periodo di tempo abbastanza lungo; viceversa, in assenza di allenamento, l’adattamento regredisce velocemente.
All’inizio dell’allenamento, l’effetto positivo dello stimolo agisce prevalentemente sul numero di fibre da reclutare.
La legge di Henneman spiega il reclutamento delle fibre muscolari attraverso il coinvolgimento dapprima delle fibre lente, poi di quelle intermedie ed infine di quelle rapide (IIb).
Questa legge è valida solo se i movimenti con i carichi vengono effettuati a basse velocità, cioè se si passa da esercizi eseguiti blandamente, come la corsa lenta, ad esercizi di forza. Nei movimenti balistici le unità motorie rapide vengono reclutate senza che siano sollecitate le fibre lente.
Bosco e Komi dimostrarono che i soggetti che ottenevano risultati migliori nel salto verticale, erano ricchi di fibre veloci nei muscoli degli arti inferiori.

SINCRONIZZAZIONE MUSCOLARE
La sincronizzazione può essere definita come la capacità di reclutare tutte le fibre muscolari nello stesso istante; questa capacità provoca un ulteriore miglioramento della forza, soprattutto della forza esplosiva.
Nel 1988 Sale affermò che la sincronizzazione delle unità motorie determinava la capacità di sviluppare forza in tempi più brevi.
La sincronizzazione è caratterizzata da un sistema inibitorio composto da interneuroni chiamati cellule di Renshaw, le quali impediscono un’eccessiva attività contrattile che può determinare sovraccarico nel muscolo.
Un miglioramento della sincronizzazione si può avere attraverso esercitazioni molto intense, come per esempio i balzi pliometrici.

COORDINAZIONE INTERMUSCOLARE
Incrementi della forza sono in parte dovuti alla coordinazione di quei distretti muscolari che intervengono e sono specifici per un determinato tipo di esercizio.
Di solito, gli esercizi utilizzati per lo sviluppo della forza sono molto diversi dal gesto tecnico; per questo motivo è importante che l'allenamento della forza sia combinato con esercizi che siano simili alla tecnica specifica della disciplina praticata. Tali  esercizi vengono definiti esercizi di forza speciale e specifica; ogni disciplina sportiva è caratterizzata dai propri esercizi speciali e specifici.
Un fenomeno che rientra all’interno della coordinazione intermuscolare è il rapporto tra i muscoli agonisti e quelli antagonisti, ovvero la co-contrazione degli antagonisti.
La contrazione dei muscoli agonisti a volte è accompagnata dalla simultanea contrazione degli antagonisti, soprattutto durante le esercitazioni molto rapide ed intense. Questo fenomeno si verifica spesso in atleti poco evoluti tecnicamente, o in coloro che apparentemente non accusano nessun problema, ma in realtà presentano delle disfunzioni del muscolo interessato.

FUNZIONI MUSCOLARI
Le esercitazioni pliometriche stimolano il sistema neuromuscolare in modo tale da provocare sollecitazioni che permettono di sviluppare, in tempi molto brevi, elevatissimi gradienti di forza ad elevate velocità. La condizione essenziale perché ciò accada, è che vi sia una limitata variazione angolare delle articolazioni interessate al movimento.
Le esercitazioni pliometriche stimolano fortemente le strutture miogene (parte contrattile del muscolo) e quelle neurogene (sistema nervoso). La stimolazione più importante avviene però a livello neurogeno, dove vengono sollecitate due funzioni tra loro in contrasto: quella inibitoria e quella eccitatoria. L’equilibrio che si crea tra gli stimoli inibitori e quelli eccitatori influenzano le condizioni di realizzazione della prestazione.

Riflesso miotattico o riflesso da stiramento
L’alfamotoneurone riceve informazioni dal Sistema Nervoso Centrale (SNC) e le trasmette alle fibre, le quali si contraggono. L’alfamotoneurone, oltre a ricevere informazioni dal SNC, riceve stimoli da fibre afferenti che inviano, attraverso i betamotoneuroni, ulteriori stimoli che vanno a sommarsi a quelli provenienti dal SNC, potenziandolo e permettendo un maggiore reclutamento di fibre muscolari.
Il segnale che dal muscolo arriva al sistema nervoso centrale proviene da particolari recettori situati in parallelo con le fibre muscolari e definiti fusi neuromuscolari (o recettori di allungamento). Tali recettori forniscono messaggi riguardo la lunghezza del muscolo (cioè delle fibre muscolari).
Quando il muscolo viene stirato, contemporaneamente vengono sollecitati anche i fusi neuromuscolari, i quali inviano un segnale al sistema nervoso centrale. Se lo stiramento è seguito in tempi brevissimi da una contrazione concentrica, il segnale proveniente dai fusi si somma al segnale volontario proveniente dal sistema nervoso centrale rafforzandolo.
Le sollecitazioni inibitorie sono rappresentate dagli stimoli provenienti dai tendini, dove sono situati particolari sensori chiamati corpuscoli tendinei del Golgi (GTG).
I recettori del Golgi sono posti in serie rispetto al muscolo e rispondono a variazioni di forza che si sviluppano ai capi tendinei.
La funzione dei GTG è quella di inibire eccessivi sviluppi di forza, i quali potrebbero provocare infortuni muscolari.
L’allenamento attraverso le esercitazioni pliometriche innalza la soglia di eccitabilità dei recettori del Golgi, in modo tale da avere una migliore risposta neuromuscolare. La migliore risposta neuromuscolare si ha quando gli stimoli eccitatori del riflesso miotattico superano quelli inibitori dei GTG.

PROPRIETÀ VISCO-ELASTICHE DEL MUSCOLO
Per sviluppare ulteriormente la forza muscolare, è necessario tenere in considerazione la componente elastica del muscolo, la quale, una volta prestirata, restituisce energia che va a sommarsi alle contrazioni concentriche.
Bosco dimostrò che più breve è il tempo di accoppiamento (cioè il tempo che divide la fase di stiramento con quella di accorciamento), maggiore sarà la restituzione di energia potenziale.
Quasi tutti gli sport presentano gesti tecnici con componenti di tipo pliometrico, perciò sarà importante inserire nell’allenamento anche esercitazioni che siano in grado di sollecitare il sistema “allungamento/accorciamento”.

FORZA MUSCOLARE: SCHEMA BIBLIOGRAFICO DI RIFERIMENTO: "LA FORZA MUSCOLARE" Prof. Nicola Silvaggi - Atleticastudi Fonte: http://www.conimarche.it/documentazione/2.pdf
Gli schemi che si trovano nel capitolo “Allenamento attraverso il metodo bulgaro” sono stati integralmente realizzati da Nicola Silvaggi e pubblicati nel 1997 su Atletica Studi: Silvaggi  N. ”L’allenamento della forza nei lanci. Metodi di controllo”. Atleticastudi 28 (3) 53-57 1997.
Bibliografia del testo dei vari capitoli dedicati alla forza muscolare: Rivista di Atletica Studi: Silvaggi N-Di Molfetta. D - “La forza muscolare. Metodi di sviluppo della forza. Aspetti sulla neurofisiologia muscolare”
“La forza muscolare. Metodi di sviluppo della forza. L’allenamento della forza massimale ed esplosiva”. Atleticastudi 35 (1) 3-15, 16-28, 2004.