Formazione RFD e Multiload con VBT

Il tempo per lo sviluppo di forza o rate of force development (RFD) è quando l’atleta è in grado di raggiungere la massima produzione di forza ed è decisivo per le prestazioni atletiche. Un atleta con un buon RFD sarà in grado di produrre grandi quantità di forza in un tempo molto breve. Tuttavia, la maggior parte delle azioni sportive si svolge tra 50 e 200 ms mentre la forza massima viene raggiunta intorno ai 300 ms.

Il RFD dipenderà principalmente dalla frequenza di scarica, questo essendo il fattore più importante, soprattutto nei primi momenti della produzione di forza, anche se sarà anche il reclutamento motorio e il tipo di unità motorie reclutate in momenti più avanzati.

• La frequenza di scarica viene misurata da positivo a negativo, poiché all’inizio è la massima o quasi massima e diminuisce a seconda del tempo.
• L’attivazione delle unità motorie viene misurata da meno a più dalla legge di grandezza, reclutando prima le unità motorie a soglia bassa e quindi le unità motorie a soglia alta.

 

La frequenza di scarica può raggiungere 200 Hz durante l’insorgenza della contrazione volontaria massima e frequenze molto più basse alla forza massima. Pertanto, nei primi momenti della produzione di forza (25-75 ms), la frequenza di scarica avrà maggiore rilievo, mentre nei momenti successivi (75-150 ms) la reclutazione motoria avrà maggiore importanza (1).

La frequenza di stimolazione è di grande importanza nei primi stadi dello sviluppo della forza, mentre le proprietà retrattili del muscolo (reclutamento motorio, numero di ponti crociati stabiliti, numero e dimensione delle unità motorie di tipo 2) diventano più importanti nei successivi stadi del RFD (2).

 

Contribuzione neurale

1. La frequenza di scarica è correlata al tipo di unità motoria. I neuroni motori ad alta soglia hanno una grande velocità di conduzione assonale e tempi di contrazione bassi.
2. L’eccitabilità motoria non aumenta solo a livello supraspinale, ma anche a livello spinale, poiché i riflessi come Hoffman e le onde V aumentano. Il riflesso di Hoffman è un segno di coinvolgimento del midollo spinale che identifica l’eccitabilità delle unità motorie di tipo α e l’efficienza della trasmissione degli impulsi nei sinapsi afferenti (inibizione presinaptica). Le onde V non sono altro che la prima onda volontaria. Sarebbero la variante del riflesso di Hoffman e rifletterebbero la grandezza dell’output di impulsi dei neuroni motori α a causa dell’attivazione delle vie centrali discendenti (21). Interessantemente, entrambi sono influenzati dall’inibizione reciproca e dalle inibizioni di Renshaw. Inoltre, nei neuroni motori α c’è un aumento della frequenza di scarica e un aumento del picco di contrazione (22).
3. Attivazione di neuroni motori ad alta soglia. Maggiore è il numero di neuroni motori ad alta soglia, maggiore è la capacità di produrre una forza massima. Questo ha una maggiore influenza sulla forza massima che si verifica nelle fasi più tarde della RFD.
4. Serotonina e noradrenalina: 2 neurotrasmettitori principali svolgono un ruolo importante nella frequenza di scarica (serotonina (5-HT) e noradrenalina) amplificando l’input sinapsico eccitatorio e, quindi, aumentando la velocità di scarica delle unità motorie. La sua azione è istantanea e responsabile dello scarica auto-sostenuta degli potenziali d’azione e dell’elevata frequenza iniziale e del doppio scarico all’inizio di una contrazione balistica.
5. Frequenza di shock: Diversi settimane di allenamento con carichi leggeri (30-40%) della contrazione volontaria massima utilizzando contrazioni rapide hanno aumentato sia la RFD che la frequenza media di shock. Inoltre, l’allenamento attraverso contrazioni rapide ha aumentato il numero di neuroni motori che hanno mostrato un doppio scarico con una frequenza di scarica superiore a 220 pps all’inizio della contrazione. Poiché il tempo fino al picco di forza è stato simile sia nel pre che nel post, l’importante aumento della RFD potrebbe essere attribuito all’aumento della frequenza di scarica (5). La stessa forza muscolare assoluta può essere generata con meno attività di unità motorie durante le contrazioni eccentriche rispetto alle contrazioni concentriche e con meno frequenza di shock durante le contrazioni eccentriche. Mentre durante la fase eccentrica la frequenza di scarica rimane relativamente costante, aumenta progressivamente dall’inizio alla fine della fase concentrica. Probabilmente è prodotto dalla necessità di aumentare la produzione di forza a causa della diminuzione della capacità di produzione di forza quando il sarcomero è accorciato (6).
6. C’è una grande variabilità interindividuale nella grandezza dell’attivazione muscolare durante le contrazioni rapide. La variabilità è maggiore durante la prima fase della contrazione (40-50 ms), essendo questi fattori neurali quelli che contribuiscono ad essa (5).

 

Contribuzione muscolo-scheletrica

1. Ponti incrociati: l’aumento dei ponti incrociati tra attin-miosina dal momento che maggiore è il numero di ponti incrociati, maggiore è la capacità di esercitare forza. La coppia tra i due miofilamenti non avviene istantaneamente ma richiede un certo tempo, assumendo maggiore importanza nella fase successiva della RFD. Si verificano cambiamenti nel modello di rilascio del calcio e nei componenti dell’eccitazione e della contrazione. Tra questi, sappiamo che la fatica colpisce sia la capacità di rilasciare calcio che la sensibilità ad esso da parte delle proteine miofibrillari (4). Ciò riduce la capacità di generare stress.
2. Tipo di fibra: il tempo per lo sviluppo della tensione è più breve nelle fibre di tipo 2 rispetto a quelle di tipo 1. Ciò potrebbe essere dovuto a un maggiore rilascio di Ca2 + ad ogni potenziale d’azione, tempi costanti più veloci rispetto a quelli dei correnti di Ca2 +, isoforme più veloci di miosina, tropomiosina e troponina e quindi ponti incrociati più veloci (5).
3. Reticolo sarcoplasmico: 5 settimane di allenamento sprint nell’uomo hanno aumentato il numero di reticolo sarcoplasmico nei muscoli scheletrici, il che può consentire una maggiore diffusione di potenziali eccitatori e un maggior numero totale di recettori di diidropiridina e ryanodina che rilasciano Ca2 +. Pertanto, aumenta la frequenza e l’entità del rilascio di Ca2 + (5).
4. Rigidezza del tendine: La velocità nella trasmissione della forza attraverso un materiale dipenderà dalla sua rigidità. La rigidità di un tessuto è inversamente proporzionale alla sua lunghezza, con la trasmissione della forza che è più lenta nei tessuti più lunghi (la lunghezza del tendine rotuleo è inferiore a quella del tendine d’Achille e, quindi, la sua trasmissione di forza è più veloce). In effetti, la rigidità del tendine è positivamente correlata con la RFD ottenuta (5). Questo potrebbe essere uno dei fattori per cui le prestazioni aumentano quando gli esercizi di resistenza pesante vengono eliminati a causa delle contrazioni pesanti e lente, che generano una diminuzione della rigidità del tendine.

 

 

Come l’allenamento influisce su questi fattori?

Entrambi l’allenamento pesante e quello leggero hanno dimostrato di migliorare il tempo per lo sviluppo della forza.

• Carichi più pesanti inducono adattamenti per migliorare il reclutamento motorio e aumentare la forza massima della RFD.
• Carichi più leggeri inducono adattamenti come una migliore coordinazione intermuscolare e una maggiore frequenza di scarica poiché sollevamenti ad alta velocità generano immediatamente frequenze di scarica massime.

In molti studi, l’uso di carichi leggeri e pesanti induce miglioramenti nella RFD, sebbene attraverso meccanismi diversi. Quindi l’inclusione di diversi tipi di carico nel programma di allenamento per migliorare le prestazioni è NECESSARIO. Suarez e colleghi (2019) affermano che, dopo un blocco di allenamento massimale, la RFD è influenzata negativamente nei suoi primi momenti, con conseguente depressione dei suoi valori. Mentre dopo un blocco di allenamento per la potenza, i valori della RFD nei suoi primi momenti sono aumentati.

Dopo un blocco di allenamento massimale, la RFD è influenzata negativamente nei suoi primi momenti, producendo una depressione dei suoi valori. Mentre dopo un blocco di allenamento per la potenza, i valori della RFD nei suoi primi momenti sono aumentati (14).

 

Quali sono le adattamenti fisiologici che si verificano con ogni tipo di carico?

 

Carichi leggeri vs carichi pesanti

A mio parere, gli esercizi balistici ci mostrano l’esempio più rappresentativo delle adattamenti che si verificano con carichi leggeri. La caratteristica di questi carichi è che consentono di sviluppare elevate velocità. Producono un aumento della massima rza, riducendo il tempo di picco di contrazione delle unità motorie senza cambiamenti nella reclutazione motoria. Anche se, si ipotizza anche che sia la velocità dell’esercizio stesso a indurre queste adattamenti e non l’esercizio balistico. Qui devo fare un punto, poiché l’eliminazione della fase di decelerazione del movimento è il fattore che caratterizza i movimenti balistici, permettendo così lo sviluppo di elevate velocità che non potrebbero verificarsi negli esercizi con questa fase di decelerazione.

All’interno di questo spettro di carichi, troviamo anche gli esercizi plyometrici. Vediamo come si comporta il nostro corpo aggiungendo carichi esterni. Nello studio di Kang (2018) vediamo come l’aggiunta di carichi genera cambiamenti nella RFD. Nel primo 0-30 ms la RFD era più alta nel gruppo che ha aggiunto solo il 10% di carico rispetto al peso corporeo. I gruppi più pesanti 20-30% di carico relativo al peso corporeo hanno avuto una RFD maggiore di 0-50 ms rispetto a quelli meno pesanti.

In breve, l’allenamento alla massima forza in qualsiasi fase di contrazione (eccentrica, isometrica e concentrica) genererà depressioni nei livelli di frequenza di descrga (riducendo il picco dello scatto e aumentando il tempo tra i picchi), mentre aumenteranno le miglioramenti più correlati al fattore muscolare (reclutamento motorio).

Per quanto riguarda gli esercizi alla massima velocità, genereranno depressioni le adattamenti che si generano con l’allenamento alla massima forza. Ma aumenteranno le adattamenti neurali (aumento del tempo di picco dello scatto e diminuzione tra intervalli).

Infatti, quando viene eseguito un esercizio balistico, si osserva una riduzione del 22% nel tempo tra i picchi e una riduzione del 16% nella forza RFD di picco (13).

 

Inoltre, quando abbiamo esaminato gli studi che cercano di stabilire relazioni tra i miglioramenti delle diverse parti della curva di forza-velocità di Jones e Cols (2001), abbiamo osservato che:

• Maggiori aumenti di forza massima come al picco di potenza che si verificano con carichi relativamente elevati (70-90%)
• Aumenti maggiori di velocità e potenza di picco con carichi moderati (50-30%)

 

Come possiamo usare l’allenamento basato sulla velocità per imparare come evolvere la RFD?

Le adattamenti che si ottengono nelle diverse regioni della curva forza-velocità possono generare cambiamenti nella RFD:

 

Source: Science for Sport – scienceforsport.com

 

• Aumenti maggiori nella forza e nella potenza di picco che si verificano con carichi relativamente elevati (70-90%) (16).
• Aumenti maggiori nella velocità e nella potenza di picco sotto carichi moderati (50-30%) (16).

 

Generare profili forza-velocità può darvi un’idea di come sta andando tutto. Tuttavia, eseguire un profilo forza-velocità può essere dispendioso in termini di tempo e questo è qualcosa che non tutti gli allenatori possono permettersi. Invece, puoi fare il tracking multilivello. In questo modo sarai in grado di sapere molto come il tuo atleta sta rispondendo con molta più frequenza.

Il monitoraggio multilivello consiste nel registrare le velocità associate a determinati carichi e appartenenti a diverse zone dello spettro Forza-Velocità.

 

Come possiamo farlo?

Per poterlo fare, selezionerai 2 o 3 carichi che appartengono a uno spettro di velocità forza determinato. Ad esempio, una combinazione che uso molto è quella di selezionare un carico che può muoversi a 0,89-0,56 m/s (Forza Assoluta) e un altro carico che può muoversi a 1,13-0,9 m/s (Velocità-Forza). Una volta selezionati, eseguirai 1 serie relativamente lontana dal fallimento con ciascun carico tenendo conto di determinate considerazioni:

Dovresti prima evitare l’effetto di potenziamento post-attivazione (PAP). Sceglierai la velocità più alta nella serie che esegui, quindi se il tuo atleta non è ancora alimentato, è probabile che quella velocità propulsiva media non sia alta come dovrebbe essere. Questo miglioramento potrebbe essere correlato a cambiamenti metabolici all’interno del muscolo (fosforilazione della catena leggera della miosina), un’alterazione nell’eccitabilità del motoneurone alfa e cambiamenti nell’arco riflesso H. Tuttavia, altri studi contraddicono questo miglioramento neurale a causa della diminuzione della contrazione volontaria massima (MVC) dopo sforzi massimi. Gli afferenti intrafusali di tipo 1a possono contribuire al 30% all’eccitabilità motoria, ma se questa contrazione viene mantenuta per più di 1-2 secondi con sviluppo di affaticamento, la frequenza di scarica diminuisce. Potrebbe anche essere dovuto alla stimolazione degli afferenti del nervo di tipo 3 e 4 per l’accumulo di metaboliti. Per tutto ciò, il miglioramento potrebbe essere molto più correlato alla fosforilazione della miosina a catena leggera. Per evitare effetti indesiderati quando raccogli i tuoi dati, usa schemi a bassa ripetizione e prendi pause adeguate per garantire che i depositi di energia siano adeguatamente recuperati.

Ricorda che sollevare carichi vicini al fallimento può causare affaticamento e, questo, non solo può influire sulla raccolta dei dati, ma anche sull’allenamento successivo. Ecco una tabella di stima delle ripetizioni massime in base al% del 1 RM scelto. Ricorda che c’è una grande variabilità in termini di ripetizioni massime associate a una percentuale di 1 RM. (23)

 

 

Puoi usare le isometrie di superamento per generare questo aumento poiché genereranno meno fatica rispetto a una contrazione dinamica massima. Naturalmente, evita di farlo con atleti che hanno poca esperienza poiché in questi casi potrebbe essere generata una grande quantità di fatica.

Una volta completata la serie, prenderai la velocità propulsiva media più alta di ciascuna. Sarai in grado di osservare i cambiamenti delle velocità associate a quel carico e come la curva Forza-Velocità si sposta in base ai blocchi di allenamento.

 

 

Riferimenti

1. Grange, R.W., Vandenboom, R. and Houston M.E. (1993) Physiological siginificance of myosin phosphorylation in skeletal muscle. Canadian Journal of Applied Physiology 18, 229-242.
2. Misiaszek, J.E. (2003) The H-reflex as a tool in neurophysiology: its limitations and uses in understanding nervous system function. Muscle and Nerve 28, 144-160.
3. Zucker, R.S. and Regehr, W.G (2002) Short-term synaptic plasticity. Annual Review of Physiology 64, 355-405.
4. Behm, D.G.,. Buttom, D.C,. Barbour, G,. Butt, C,. & Young W, B (2004). Conflicting effecs of fatigue and potentiation on voluntary force. The Journal of Strength & Conditioning Research, 18(2), 365-372.
5. Gandevia, S.C. Neural control in human muscle fatigue: Changes in muscle afferents, moto neurones and moto cortical drive. Physiol Act. Scand. 162:275–283. 1998.
6. Gonzalez-Izal M, Malanda A, Navarro-Amezqueta I, Gorostiaga EM, Mallor F, Ibanez contraction J, et al. EMG spectral indices and muscle power fatigue during dynamics . J. Electyromyogr. Kinesiol. 2010;20:233–40.
7. Smilios I, Hukkinen K, Tokmakidis SP. Power output and electromyographic activity during and after a moderate load muscular endurance session. J. Strength Con. Beef. 2010;24:2122–31.
8. Maffiuletti N, Et al. Rate of force development: physiological and methodological considerations. Eur J Appl Physiol.2016; 116: 1091–1116.
9. Andersen Louis, Aagard Per. Influence of maximal muscle strength and intrinsic muscle contractile properties on contractile rate of force development. February 2006. European Journal of Applied Physiology 96(1):46-52. DOI: 10.1007/s00421-005-0070-z
10. Hernandez-Davo José Luis, Sabido Rafael. Rate of force development: reliability, improvements and influence on performance. A review. European Journal orf Human Movement, 2014: 33, 46-69
11. Suarez G.D, Et al. Phase-Specific Changes in Rate of Force Development and Muscle Morphology Throughout a Block Periodized Training Cycle in Weightlifters. Sports (Basel). 2019 Jun; 7(6): 129.
12. Kang S. Difference of neuromuscular responses by additional loads during plyometric jump. Journal of Exercise Rehabilitation 2018; 14(6): 960-967.
13. Jones K, Et Al. The Effects of Varying Resistance-Training Loads on Intermediate– and High–Velocity-Specific Adaptations. Journal of Strength and Conditioning Research,2001, 15(3), 349–356
14. Taber, C.B., Vigotsky,A., Nuckols,G. et al. Exercise-Induced Myofibrillar Hypertrophy is a Contributory Cause of Gains in Muscle Strength. Sports Med 49, 993–997 (2019). https://doi.org/10.1007/s40279-019-01107-8
15. Loenneke, J.P., Buckner, S.L., Dankel, S.J. et al. Exercise-Induced Changes in Muscle Size do not Contribute to Exercise-Induced Changes in Muscle Strength. Sports Med 49, 987–991 (2019 https://doi.org/10.1007/s40279-019-01106-9).
16. Sale GB, Et Al. Neural Adaptations to resistance training. Med Sci Sports Exerc. 1988 Oct;20(5 Suppl):S135-45.
17. Griffin L, Et Al. Transcranial magnetic stimulation during resistance training of the tibialis anterior muscle. J Electromyogr Kinesiol. 2007 Aug;17(4):446-52. Epub 2006 Aug 7.
18. Aagaard P, Et Al. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92: 2309–2318, 2002.
19. Krutki P, Et Al. Adaptations of motoneuron properties after weight-lifting training in rats. J Appl Physiol 123: 664–673, 2017.
20. Westerblad H, Et Al. Changes of myoplasmic calcium concentration during fatigue in single mouse muscle fibers. J. GEN. PHYSIO Volume 98 September 1991 615-635
21. Aagaard P, Et Al. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92: 2309–2318, 2002.
22. Krutki P, Et Al. Adaptations of motoneuron properties after weight-lifting training in rats. J Appl Physiol 123: 664–673, 2017.
23. National Strength and Conditioning Association. Principios del entrenamiento de la fuerza y el acondicionamiento. 2ª edición: Panamericana; 2000