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L’ipertrofia Muscolare

 

(articolo di Alessandro Locati Bodybuilding Italia)

 

Introduzione

In questo articolo proveremo a chiarire il significato della crescita muscolare.

Le teorie relative alla crescita muscolare definiscono che tale condizione organica si può determinare per ipertrofia o per iperplasia muscolare. Mediante ipertrofia la crescita avviene come conseguenza dell’ingrossamento delle cellule muscolari (una cellula muscolare è anche detta fibra muscolare), mentre per iperplasia la crescita muscolare si realizzerebbe mediante aumento del numero di fibre muscolari ossia di cellule muscolari.

Il processo di iperplasia si basa su quelle cellule muscolari (miociti), con riferimento alla loro posizione, all'esterno delle principali cellule muscolari. L'attuale teoria sull'iperplasia è che, in condizioni di esercizio fisico intenso, le cellule satelliti si potrebbero unire alle esistenti fibre muscolari e successivamente differenziarsi in nuove cellule muscolari.

L’attuale ricerca non è ancora in grado di fornire indicazioni certe inerenti questo affascinante processo di moltiplicazione cellulare; solo ultimamente, e in seguito a particolarissimi studi a cui sono stati sottoposti atleti nuotatori, sono emersi dati attestanti l’instaurarsi di questo processo fisiologico.

Le modalità secondo le quali si verificherebbe l’iperplasia sono:

· presenza di cellule satellite in prossimità del tessuto connettivale intorno al muscolo;

· rottura del tessuto stesso in seguito a intensa contrazione eccentrica;

· fuoriuscita di sostanze stimolanti la miogenesi nelle cellule satellite (Insulin Growth Factor IGF 1 e 2).

La nascita di nuove fibre muscolari, avverrebbe dalle cellule satelliti grazie all’azione indotta dal IGF endogeno (da prove fatte si è dimostrato che l’IGF esogeno iniettato non determina nessun effetto positivo) in seguito alla rottura del tessuto connettivale e attraverso processi di miogenesi.

Questa teorizzazione non è comunque molto accreditata in ambito scientifico e non essendo riuscito a raccogliere materiale sufficientemente convincente mi limiterò ad esporre il meccanismo dell’ipertrofia muscolare.

Prima di addentrarci nella spiegazione specifica è necessario porre alcune importanti basi:

Cosa è il muscolo e quali sono le sue caratteristiche?

Un muscolo è costituito da fibre (cellule) unite da tessuto connettivo e poste parallelamente tra loro. Ogni fibra è formata da una membrana con più nuclei e da migliaia di filamenti interni, le miofibrille (il citoplasma della cellula) che hanno la stessa lunghezza della fibra. La lunghezza delle fibre varia da 0,05 mm a 30 cm. Il movimento del muscolo avviene grazie ai motoneuroni che vanno dal midollo spinale a un gruppo di fibre formando l'unità motoria. A seconda della funzione del muscolo interessato, un motoneurone controlla da una a migliaia di fibre.


 

Le miofibrille ricevono gli impulsi motori per mezzo delle unità contrattili che le compongono, i sarcomeri, costituiti a loro volta da due proteine filamentose, actina e miosina (le proteine responsabili dei fenomeni di allungamento e di contrazione in fase di movimento, oggetto dei processi ipertrofici), che scivolano l'una sull'altra telescopicamente durante la contrazione e il successivo rilascio dei sarcomeri.

 

 

Le fibre di un dato muscolo non sono tutte uguali le une alle altre: esse differiscono per dimensione, per colore, ma soprattutto per le funzioni. Le fibre muscolari sono differenziate da un componente della miosina in tre varietà isomorfe:

· le fibre di tipo I (o STF, slow twitch, o fibre rosse, o fibre resistenti, o fibre a contrazione lenta),

· le fibre di tipo IIa e IIx (o FTF, fast twitch, o fibre bianche, o fibre veloci, o fibre a contrazione veloce).

Le fibre II dette "bianche" sono in grado di accorciarsi a una velocità elevata e sono in grado di produrre maggiore forza esplosiva rispetto a quelle di tipo I.

Le fibre I dette "rosse" sono invece dotate di minore velocità e minore forza, ma hanno una più alta resistenza.

 

FIBRE ROSSE
(tipo I)

FIBRE BIANCHE
(tipo IIa)

FIBRE BIANCHE
(tipo IIx)

Velocità di contrazione
(posto un massimo del 100 %)

10%

55%

100%

Come si vede la velocità di contrazione delle fibre rosse di tipo I è un decimo di quelle bianche di tipo IIx mentre quella delle fibre IIa si situa in posizione intermedia. Per meglio capire cosa si intende per velocità di contrazione si deve sapere che essa deriva dal meccanismo di scomposizione dell'ADP nella miosina per ricavarne energia. Tale meccanismo di scomposizione può essere aerobico o anaerobico (con o senza intervento di ossigeno).

Le Fibre "rosse"
Le fibre "rosse" sono chiamate anche "di tipo I", o "lente", o "STF".
Esse sono ricche di mioglobina, una sostanza che è appunto di colore rosso e che, all'interno della fibra, trasporta l'ossigeno fino ai corpuscoli (
i mitocondri) nei quali viene utilizzato. L'ossigeno è fondamentale per queste fibre dal momento che esse traggono l'energia quasi esclusivamente dal "meccanismo aerobico", quello nel quale l'ossigeno si combina con gli zuccheri o con i grassi.
Ciascuna fibra rossa è circondata da un numero elevato di capillari, proprio per favorire l'apporto di ossigeno.
Esse hanno mediamente meno forza e meno velocità di contrazione (ossia di accorciamento), ma sono dotate di grande resistenza alla fatica.
Gli atleti che eccellono nelle discipline di fondo come i maratoneti, i marciatori, i ciclisti della strada e gli sciatori di fondo hanno di solito muscoli nei quali prevalgono queste fibre lente.

Le Fibre "bianche"
Le fibre bianche sono dette anche "di tipo II", o "veloci", o "FTF".
Esse possono accorciarsi molto rapidamente e produrre valori elevati di tensione alle estremità; contengono poca emoglobina e pochi mitocondri e dunque non essendo in grado di usare il meccanismo aerobico per la produzione di energia, usano per lo più quello di tipo
anaerobico-latticido.
Negli scattisti dell'atletica leggera, nei saltatori, nei bodybuilders e in tutti quegli atleti che praticano discipline nelle quali è importante la forza esplosiva (e non è importante la resistenza), i muscoli hanno una percentuale di fibre bianche (fibre veloci) superiore a quella delle fibre rosse.

Fra le fibre bianche, comunque, si possono distinguere alcuni sottotipi:

  • il sottotipo IIx "glicolitico" che è più specializzato nel ricorso a quel meccanismo ("anaerobico lattacido") nel quale si forma acido lattico;

  • il sottotipo IIa "ossidativo" che, in un certo senso, somiglia un po' alle fibre rosse, ossia ha una discreta capacità di utilizzare l'ossigeno per produrre energia.

 

 FIBRE ROSSE

 FIBRE BIANCHE

 

fibre di tipo I
fibre lente
STF

fibre di tipo II
fibre veloci
FTF

Dimensioni

più sottili

diametro maggiore

Capillari

molti

pochi

Velocità di contrazione

bassa

elevata

Resistenza alla fatica

buona o ottima

discreta o scarsa

Mioglobina

abbondante

scarsa

Produzione energetica

aerobica

anaerobica

 

Un allenamento adeguato può trasformare in parte le caratteristiche delle fibre muscolari.

Queste sono le misurazioni fatte in differenti condizioni d’allenamento abituale :

· un sedentario ha una ripartizione in fibre del tipo 40-30-30 (40% di tipo I, 30% di tipo IIa, 30% di tipo IIx)

· uno sprinter 20-45-25

· una persona che pratica regolarmente jogging 50-40-10

· un mezzofondista 55-40-5

· un maratoneta 80-20-0

· un ultramaratoneta 95-5-0

Si nota che le fibre IIx sono trascurabili in persone che praticano allenamenti di resistenza. Diversi esperimenti hanno confermato la possibilità di trasformazione di fibre IIx in IIa (infatti è impensabile che un maratoneta nasca senza fibre IIx) e che tale trasformazione oltre a poter avvenire anche in senso inverso (da IIa a IIx) è anche reversibile. La conversione fra i tipi I e II non è ancora chiara e anche la dove sia stata dimostrata appare piuttosto rara. Va comunque detto che ogni persona nasce con una determinata distribuzione tra fibre rosse e bianche, definita nel proprio codice genetico, e che l’allenamento non può modificare radicalmente tale predisposizione.

 

Come avviene l’ipertrofia?

Nella pratica del bodybuilding l’atleta adotta un allenamento adeguatamente programmato per fornire lo stimolo alla crescita muscolate. Il modo più immediato per aumentare il volume del muscolo è di ingrandire le cellule muscolari già presenti aumentando il numero delle miofibrille che la compongono.

Il processo parte dallo stimolo che l'allenamento fornisce alle strutture miotendinee, che successivamente provoca la sintesi di proteine messaggere che a loro volta attivano i geni responsabili della produzione di proteine strutturali contrattili (actina e miosina); è necessario creare anche nuovi nuclei che vengono donati dalle cellule staminali presenti sulla superficie della fibra.

L'ipertrofia muscolare comporta un aumento della concentrazione di ATP, CP e glicogeno, consentendo una disponibilità di energia maggiore per via anaerobica.

Come avviene l’aumento muscolare vero e proprio?

Dato che le fibre muscolari sono composte da filamenti di "actina" e "miosina" e che quest’ultime sono delle proteine, come si è gia detto l’incremento delle singole fibre avviene per sintesi proteica; ossia per sintesi di nuove proteine.

Perché avvenga la sintesi proteica è indispensabile la presenza degli aminoacidi (componenti principali delle proteine), delle vitamine e dei sali minerali e da qui l'importanza di una corretta alimentazione.
Anche gli ormoni sono determinanti per il fenomeno dell'ipertrofia: la presenza nell'uomo, anche in fase di riposo, di quelli androgeni, consentirà la sintesi di un numero maggiore di proteine rispetto alla donna.
Da un individuo all'altro esistono notevoli diversità, per quanto riguarda la presenza nel sangue di queste sostanze e questo, a parità di carichi di allenamento, spiega la differenza di risultati tra Hardgainer e Easygainer.

L'allenamento per essere adeguato e determinare una evidente ipertrofia muscolare dovrà fornire quindi all'organismo il corretto stimolo per avviare la fabbricazione di nuove proteine.


Per quanto riguarda la fabbricazione dell'actina e della miosina, lo stimolo in grado di avviare la sintesi proteica deriva da:

  1. Ristrutturazione (e sovrastrutturazione) dei microtraumi (DOMS) che si determinano in occasione di elevata contrazione muscolare.

  2. Un adattamento ai costanti incrementi della forza esplosiva.

1.Nel primo caso l’organismo innesca un processo di recupero che da prima ristabilisce la struttura proteica (la massa muscolare) iniziale, sanando i microtraumi, e successivamente per garantirsi una futura protezione contro tali lesioni, sovracompensa la produzione di tessuto muscolare sintetizzando una quantità eccedente di proteine. Accade un po’ come avviene nel campo edile; l’ingegnere nel progettare una struttura, dapprima prevede il carico che dovrà sopportare e poi sovradimensiona gli elementi in maniera tale da creare un margine di sicurezza che garantisca l’assoluta stabilità della struttura.

2.Nel secondo caso, l’incremento di volume muscolare è determinato da un adattamento a costanti incrementi della forza esplosiva, realizzati mediante allenamenti nei quali lo sforzo massimo è raggiunto mediante l’elevazione dell’intensità (e non della resistenza). Questo tipo di allenamento sollecita per lo più le fibre di tipo II (quelle che crescono più velocemente).

Con questo allenamento le cellule muscolari bianche migliorano la capacità di produrre contrazioni muscolari sempre più vigorose e questo tipo di performance innesca successivamente il meccanismo dell’ipertrofia. In questo caso l’ipertrofia è la risposta dell’organismo che nel tentativo di mantenere un equilibrio omeostatico interno, si attiva per adattare il volume delle cellule muscolari (masse muscolari) all’intensità degli sforzi (stimolo allenante) che gli vengono costantemente somministrati. La ragione di questa necessità organica deriva dal fatto che aumentando il diametro della cellula muscolare, l’organismo riesce a mantenere costante la velocità di contrazione, ossia l’intensità del carico di lavoro a cui viene sottoposta ciascuna fibra muscolare; se non facesse così, l’organismo si ritroverebbe ben presto a dover fronteggiare degli stimoli via via più stressanti che alla fine rischierebbero di produrre un cedimento nelle unità destinate al movimento.

Il corpo quindi si adatta per non soccombere ad un incremento delle richieste ambientali (lo stimolo allenante), che nello specifico essendo rivolte ad un tipo di cellula muscolare a contrazione veloce, il cui adattamento è per lo più di tipo esplosivo, ne produce un ingrossamento capace di mantenere inalterata la quantità di sforzo presente su ogni millimetro quadrato della sua sezione traversa. Questo tipo di crescita muscolare avviene dunque solo dopo che l’organismo abbia stabilizzato un incremento nell’espressione della forza esplosiva: prima si aumenta la forza e poi quando l’incremento è divenuto stabile il corpo lo compensa aumentando la sezione delle proprie fibre muscolari.

Anche qui, come si è già riferito in precedenza, l’intervento della genetica è fondamentale, in quanto sia l’entità della sovracompensazione che quella dell’adattamento sono regolate in modo soggettivo a seconda delle personali predisposizioni.

 

Ipertrofia e Allenamento

Dopo aver introdotto l’argomento dell’allenamento e aver capito che esso rappresenta l’unico stimolo in grado di richiedere al nostro corpo la sintesi di nuovo tessuto muscolare, vediamo ora come potrebbe essere strutturato un programma di allenamento capace di fornire lo stimolo adeguato.

La scienza analizzando la cellula muscolare ha osservato che tutti i diversi componenti della cellula partecipano allo sviluppo totale della stessa, e che ognuno di essi è sensibile a stimoli diversi.

Una distinzione fondamentale riguarda il carico di lavoro:

Tipo di ipertrofia

Carico

Ripetizioni

Velocità

Vantaggi

Sviluppo delle dimensioni e del numero dei mitocondri, e estensione del letto capillare che circonda la cellula (fibre rosse tipo I)

Basso

Molte

Lenta e costante

Migliora la capacità aerobica negli sport di resistenza

Aumento delle miofibrille (fibre bianche tipo II)

Elevato

Poche

Esplosiva

Migliora la capacità anaerobica-latticida negli sport di potenza

 

Esaminando più a fondo il processo che porta all'ipertrofia muscolare si può infatti vedere come questa sia multifattoriale:

  • la deplezione dei fosfati favorisce la proliferazione di poliribosomi sedi di sintesi proteica;

  • l'alta concentrazione di acido lattico produce delle microlesioni a livello della membrana cellulare che portano alla crescita attraverso ricostruzione eccedente;

  • i movimenti lenti, particolarmente nella fase eccentrica stimolino il rilascio di fattori di crescita insulino-simili IGF1 e IGF2 che sono i principali responsabili dello sviluppo di cellule embrionali ed allo sviluppo di nuove cellule a partire dalle cellule satelliti (iperplasia);

  • lo stretching prolungato e contrastato può portare allo splitting della fibra (iperplasia).

Da quando fin’ora esposto si può vedere che non esiste una sola tecnica di allenamento valida in assoluto, ma che ne esistono tante ed ognuna agisce su un diverso meccanismo che porterà all'ipertrofia, ma soprattutto ognuna di esse funzionerà in maniera ottimale sino a che il fisico non si sarà adattato a quel particolare tipo di stimolo.

Quali tecniche utilizzare per lo sviluppo muscolare?

Nel Body Building imperversano una serie di luoghi comuni mandati avanti, purtroppo, anche da allenatori che non amano l'approfondimento scientifico.

In linea generale i cultori del BodyBuilding si possono dividere in due gruppi: quelli convinti che per sviluppare nuova massa muscolare sia necessario svolgere una grossa mole di lavoro; e quelli che invece ritengono che bisogna fare allenamenti ad altissima intensità (carichi grossi) con molto recupero.

Il tutto risale agli anni settanta, quando con la nascita del BB nacquero anche le due scuole di pensiero apparentemente in antitesi tra loro e cioè: Nubret (sessioni di lavoro voluminose, poco intense e molto frequenti); e Mentzer (lavoro intenso, poco voluminoso ed infrequente).

Non esiste una tecnica di allenamento capace di garantire i risultati in modo indefinito, ma piuttosto svariate tecniche che adottate adeguatamente possono soddisfare la multifattorialità di cui si caratterizza l’ipertrofia delle fibre tipo II, che come si è detto crescono più velocemente di quelle tipo I.

Alcuni consigli che possono essere utili:

· Alternare le tecniche che stimolano le diverse componenti della cellula muscolare; variando il numero delle serie, delle ripetizioni e dei carichi utilizzati.

· Scegliere sempre programmi d’allenamento supportati da dati scientifici, non affidarsi alle affermazioni di culturisti professionisti o allenatori improvvisati che non supportano le loro tecniche con dati scientifici.

· Non fossilizzarsi utilizzando sempre la stessa tecnica, anche se è la più valida per il vostro particolare tipo di muscolatura.

· La tabella di allenamento dovrà essere equilibrata e quindi a muscoli di dimensioni simili deve corrispondere un eguale livello di lavoro; minore per muscoli piccoli e maggiore per muscoli grandi.

· Nel frazionamento della tabella si dovrà abbinare i muscoli in maniera logica badando alla sinergia muscolare "push-pull" o alla priorità che si desidera fornire ad un eventuale gruppo carente.

· Alternare periodi in cui si usano grossi carichi a periodi in cui i carichi saranno medio bassi, dando il giusto tempo di recupero a tendini e legamenti che hanno un tempo di recupero molto più lento rispetto al muscolo.

· Tenere presente che a carichi alti corrisponde sempre un volume ed una frequenza ridotti.

· Ultimo ma non meno importante, dare sempre il giusto recupero tra le sedute di allenamento, in considerazione del fatto che il muscolo non cresce durante l'allenamento ma durante il riposo; è difficile che un atleta natural con una genetica normodotata riesca a sopportare più di 3 allenamenti anaerobici ogni 7-8 giorni.

 

Cosa accade nel corpo con l’Allenamento?

Si attribuisce una grande importanza al rapporto esistente tra programmi di allenamento con i pesi effettivamente validi e i livelli endogeni di testosterone; in seguito ad allenamenti molto intensi e con elevati sovraccarichi i valori ematici di tale ormone aumentano considerevolmente, il che si traduce in un conseguente aumento dell’ipertrofia cui fa seguito l’aumento delle dimensioni muscolari.

I parametri muscolari che subiscono variazioni in seguito all’allenamento con i pesi sono svariati; si rileva ad esempio un aumento delle concentrazioni di creatina nell’ordine del 40%, del CP nell’ordine del 20% e del glicogeno con valori che sfiorano anche il 70%.

L’attività enzimatica risulta naturalmente aumentata, a partire dagli enzimi glicolitici (fosfofruttochinasi ed altri).

Interessantissima è la variazione riguardante le attività di turn-over degli enzimi coinvolti nella produzione di ATP nei processi di rigenerazione anaerobica, come ad esempio la creatinafosfochinasi.

L’ipertrofia delle miofibrille, delle fibre a contrazione rapida, si accompagna spesso ad una diminuzione volumetrica dei mitocondri, attribuibile all’aumento dimensionale delle stesse miofibrille e del volume sarcoplasmatico; questo spiega il perché l’aumento della massa muscolare nei bodybuilders si accompagni ad una diminuzione delle loro capacità aerobiche, e giustifica dunque l’inserimento di esercizi aerobici capaci di compensare tali perdite.

L’aumento di forza, come conseguenza degli allenamenti a basso volume, è attribuibile ad una sorta di adattamento indotto del sistema nervoso in tema di reclutamento, sincronizzazione nonché una limitazione dello stesso sistema nervoso nei confronti dell’azione inibitoria esercitata dagli organi tendinei del Golgi.

Dato di fondamentale importanza è quello che attribuisce un abbassamento della soglia di eccitazione delle fibre a contrazione rapida in seguito all’allenamento. La stimolazione delle fibre a media, alta ed altissima soglia di eccitazione per lunghi periodi di tempo indurrebbe un abbassamento di questa.

Un allenamento in grado di sollecitare le fibre ad altissima soglia di eccitazione indurrà un decremento di tale valore eccitatorio; tutto ciò si tradurrà in reclutamento di un maggior numero di fibre a parità di peso con conseguente aumento della forza ed, in ultima analisi, delle dimensioni del ventre muscolare.

Quest'articolo non vuole essere esaustivo, in realtà in ambito scientifico non si è ancora certi su una serie di questioni che spiegano la crescita muscolare indotta dall’esercizio, non si è certi ad esempio se esista o meno la iperplasia, anche se sono sempre più numerosi i dati che tendono a far credere in questa ipotesi, per altro accertata negli animali.

 

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