Ecco l’ultima parte dell’articolo di Greg Nuckols, seguiranno solamente le conclusioni nel rpossimo articolo (se volete leggere le altre parti, le troverete qua: parte 1 – parte 2 – parte 3 – parte 4 – parte 5 – parte 6).
Al momento i dati più validi che abbiamo a disposizione per esaminare la relazione tra forza e massa muscolare vengono da uno studio sui powerlifters e uno sui weightlifters d’elite.
Nel caso dei vari Mario&Maria di tutti i giorni, emerge tutta la variabilità che abbiamo discusso fino a questo momento: variabilità nella Forza Muscolare Normalizzata (NMF), nei bracci del momento muscolare, nella propensione a padroneggiare le abilità motorie etc. Gli atleti d’elite non sono affatto identici, ma è plausibile pensare che siano stati in buone mani per quanto riguarda la maggioranza di quei fattori contraddittori.
C’è ancora variabilità nei fattori che possono influenzare la forza indipendentemente dalla massa muscolare, ma di sicuro in misura inferiore. Questa relativa omogeneità (ognuno ha un buon sorteggio generico per quanto riguarda tutti i fattori che contribuiscono alla forza, o almeno relativamente alla maggior parte di questi) ci offre la prospettiva migliore che possiamo avere sulla relazione tra massa muscolare e forza, tenendo conto di tutti gli altri fattori nel miglior modo possibile nello scenario del “mondo reale”. Brechue e Abe hanno scoperto che nel caso dei powerlifters la correlazione tra la forza in uno dei sollevamenti e quella nello spessore dei muscoli motori primari impiegati nel sollevamento (esempio: forza di squat e spessore del quadricipite oppure bench press e spessore del tricipite) era perlopiù r=0.8-0.95. In più, la correlazione tra la forza nei tre sollevamenti e FFM (Free Fat Mass – massa magra) o FFM/cm era di r=0.86-0.95 – in questo modo lo spessore muscolare dei motori primari spiega circa il 65-90% della variazione in forza, mentre FFM o FFM/cm rende conto del 75-95% circa. La relazione tra la forza di squat e FFM/cm può essere osservata sotto:
Uno studio simile condotto da Siahkouhian e Hedayatneja su giovani weightlifters d’elite ha rilevato che la correlazione tra massa magra e forza di squat, front squat, snatch e clean&jerk oscillava tra r=0.836 e r=0.897, stando a significare che la variazione della massa magra può spiegare circa il 70-80% della variazione in quei sollevamenti.
In entrambi gli studi possiamo vedere che in quella che è la popolazione più omogenea che potessimo desiderare (ovvero con gli altri fattori che influenzano la forza il più possibile sotto controllo) la massa magra è decisamente legata alla forza.
Un articolo del 1956 di Lietzke aveva scoperto che tracciando i record mondiali di powerlifting in un grafico bilogaritmico (peso corporeo vs. peso sollevato), un trend lineare calzava quasi a pennello ai dati disponibili, con una pendenza dell’andamento risultante di .6748 (quasi identica alla pendenza di .667 che ci aspetteremmo nel campo teorico). Personalmente ho controllato gli attuali record mondiali di powerlifting e l’andamento risultante ha una pendenza di .677, con appena il 96% della variazione del peso sollevato spiegabile con la dimensione.
La correlazione tra i guadagni in massa muscolare e quelli in forza all’interno dello stesso individuo è probabilmente più forte della correlazione tra gli stessi fattori tra individui diversi (che è la relazione che è stata studiata fino a questo momento).
Per esempio, immaginiamo di avere braccio del momento muscolare e NMF favorevoli e di essere arrivati al punto in cui i cambiamenti in NMF e gli aumenti in abilità non giocano più un ruolo determinante nel guadagno di forza. Un nostro amico, dal canto suo, ha braccio del momento muscolare e NMF sfavorevoli, e il suo stato di training è praticamente uguale al nostro. Se guadagnamo tutti lo stesso ammontare di muscolatura durante lo stesso programma di allenamento, noi guadagneremo comunque più forza di lui grazie a questi fattori. Se aggiungiamo una trentina di altri amici con altri mix di bracci del momento muscolare e NMF, finiremo con una correlazione tra i guadagni in massa muscolare e i guadagni in forza ma la variazione nei bracci del momento muscolare e nell’NMF farà in modo che la correlazione non diventi mai troppo forte.
Ad ogni modo, se i nostri muscoli crescono del 5% e noi diventiamo più forti del 10% nel processo, allora se la massa muscolare cresce di un altro 5% all’interno dello stesso programma di allenamento con tutta probabilità la nostra forza aumenterà nuovamente di un altro 10% circa. Nella nostra individualità siamo molto meno “rumorosi” di un’intera popolazione, di qui possiamo immaginare che la nostra relazione personale tra guadagni muscolari e guadagni in forza possa essere più forte di quella osservabile in un gruppo più grande.
Stiamo giungendo alla conclusione di questo imponente articolo a puntate sulla forza muscolare (gli altri episodi potete leggerli qui: parte 1 – parte 2 – parte 3 – parte 4 – parte 5). Trattiamo a questo punto la relazione che intercorre tra ipertrofia e guadagni in termini di forza.
La relazione tra guadagno in forza e guadagno in dimensioni
A questo punto dovrebbe essere chiaro che c’è una moltitudine di fattori che influenzano la forza al di là della semplice dimensione del muscolo. La sezione trasversale del muscolo generalmente spiega circa metà della variabilità, ma tanti altri fattori possono giocare un ruolo, dalla tensione specifica delle fibre muscolari ai bracci dei momenti muscolari, all’architettura, alla Forza Muscolare Normalizzata (NMF) fino all’apprendimento delle abilità.
Dal momento che l’NMF aumenta con l’allenamento, i bracci del momento muscolare tendono ad allungarsi con l’esercizio, e l’acquisizione delle abilità può giocare un ruolo determinante nello sviluppo della forza (specialmente nel caso di movimenti più complessi, nonostante l’apprendimento delle abilità possa impattare anche su cose semplici come un’estensione unilaterale del ginocchio), il fatto che in una carriera di allenamento si guadagni più forza che massa muscolare ha molto più senso.
In più, c’è una grande variabilità nella capacità di alcuni di questi fattori di rispondere al training, specialmente l’NMF e l’acquisizione delle abilità. In aggiunta, i bracci del momento muscolare variano da persona a persona e possono influenzare l’output di forza indipendentemente dalla forza contrattile muscolare. Così, dovrebbe essere chiaro perché alcune persone con meno muscoli sono capaci di sollevare più di quanto facciano individui con più massa.
Ora spostiamo l’attenzione su un’altra questione: dal momento che la massa muscolare non è l’unico fattore a influenzare la forza, quanto può un guadagno in massa influenzare il guadagno in termini di forza?
Sorprendentemente, non ci sono molti studi che esaminano questa relazione.
Il primo, uno studio recente di Ahtiainen, ha rilevato che non c’è alcuna correlazione essenziale tra il guadagno di massa nei quadricipiti e il guadagno di forza nella leg press dopo 5-6 mesi di allenamento somministrati a una popolazione eterogenea (maschi e femmine di età compresa tra i 19 e i 78 anni). Il coefficiente di correlazione era soltanto r=0.157, ovvero solo il 2,5% della variazione della forza poteva essere spiegato dal guadagno in massa muscolare.
Un altro studio di 9 settimane portato avanti da Erskine ha usato un gruppo omogeneo di persone non allenate (maschi tra i 18 e i 39 anni) e ha scoperto che la relazione tra il guadagno muscolare e quello in termini di forza dipende dal modo in cui forza e massa muscolare vengono misurate.
L’area della sezione trasversale fisiologica (la linea verde) è l’area della sezione trasversale del muscolo perpendicolare alle fibre muscolari stesse e l’area della sezione trasversale anatomica – ACSA (linea blu) – è l’area della sezione trasversale dell’intero muscolo nel suo punto più spesso.
Per esempio, la correlazione tra l’area di sezione trasversale fisiologica e la forza contrattile muscolare era pari soltanto a r=0.14, e la correlazione tra il massimo momento torcente all’estensione del ginocchio e il volume muscolare dei quadricipiti era solo di r=0.15. Entrambe queste correlazioni, deboli, stanno a significare che il cambiamento di massa spiega solo il 2% della variazione nel guadagno di forza.
Ad ogni modo, la correlazione tra gli aumenti nel massimo momento torcente all’estensione del ginocchio e gli aumenti in ACSA era pari a r=0.48, il che significa che circa il 23% dell’aumento di forza potrebbe essere spiegato da un aumento nella dimensione del muscolo.
Vale anche la pena ricordare che il fattore che si è messo più fortemente in correlazione con i guadagni di forza è l’aumento di NMF: r=0.79, che ci fa capire come gli aumenti di NMF possono spiegare circa il 62.4% della variazione nei guadagni di forza.
In un altro studio di Erskine, inizialmente i partecipanti non allenati hanno esercitato i flessori del gomito (ovvero hanno fatto curl) per tre settimane così da da facilitare qualsiasi adattamento neurologico precoce, sono stati fermi per sei settimane in modo da perdere ogni aumento muscolare che avrebbero potuto guadagnare nelle tre settimane di allenamento e poi hanno nuovamente allenato i flessori del gomito per dodici settimane.
I guadagni in volume muscolare durante il periodo di allenamento di 12 settimane sono entrati in correlazione con i guadagni in termini di forza: r=0.527 per i guadagni nella massima forza isometrica volontaria, e r=0.482 per aumenti nei curls dei bicipiti 1rm. Questo significa che tenendo conto dei primi precoci guadagni neurologici, i cambiamenti nel volume muscolare spiegavano circa il 23/27% della variazione nei guadagni di forza.
Finora ci sono soltanto due studi condotti su sollevatori di pesi allenati.
Il primo, condotto da Baker, ha coinvolto sollevatori con almeno sei mesi di allenamento all’attivo e che dovevano essere capaci almeno di 1 rep alla bench press con il proprio peso corporeo.
Nel corso delle 12 settimane di studio, la correlazione tra i guadagni di massa magra (LBM – una buona approssimazione per la massa muscolare, dando per scontato che non ci siano cambiamenti macroscopici nei livelli di glicogeno nei muscoli o nello stato di idratazione) e i guadagni nella forza espressa in squat e bench press è stata rispettivamente di r=0.59 e r=68, e “una correlazione multipla tra i cambiamenti nella forza di squat e bench press e quelli in LBM ha rivelato una relazione anche più forte (r=0.81, r2=0.65), il che suggerisce che i cambiamenti di LBM sono i principali fattori dell’accrescimento di forza massima in atleti di questo livello”.
In altre parole, i guadagni in massa magra hanno spiegato circa il 35% della variazione in squat, il 46% della variazione in bench e il 65% del guadagno in entrambi i sollevamenti combinati.
Il secondo studio, di Appleby, ha scoperto che in un periodo di due anni i guadagni nell’indice di massa magra – LMI (LBM diviso per il quadrato dell’altezza – come il BMI, soltanto con la massa magra al posto di quella totale) – entrava fortemente in correlazione con i guadagni di forza negli squat (r=0.692-0.880), ma non con quelli della forza nella bench press (r=0.244-0.314), il che significa che il guadagno in LMI spiega circa il 48-77% dei guadagni in termini di forza di squat, ma soltanto il 6-10% della variazione di forza in bench press.
Forse potevamo attenderci la forte relazione tra i cambiamenti di LMI e quelli negli squat 1rm a dispetto di quella (assente) tra i cambiamenti di LMI e quelli di forza in bench press, dal momento che lo squat testa la forza di una porzione molto più grande della massa muscolare. Ad ogni modo, questa scoperta in qualche modo contrasta con quella di Baker, secondo cui i cambiamenti di LBM dovrebbero prevedere guadagni di forza in bench press piuttosto che cambiamenti nella forza di squat.
Prendendo insieme i due studi, emerge chiaramente una tendenza: nel caso di una popolazione non allenata, la relazione tra il guadagno muscolare e quello in termini di forza è debole e tenue, ma non appena il grado di allenamento si alza, anche la relazione si rafforza. Dopo un periodo di adattamento di sole tre settimane la correlazione cresce fino a r~0.5, mentre la correlazione media vista negli studi di Baker e Appleby era già forte di suo.
A questo punto la prossima domanda logica diventa: c’è una qualche ragione per aspettarsi che la relazione si rafforzi nel tempo?
In realtà sì. Sopratutto all’inizio di un programma di allenamento, i guadagni in forza superano di gran lunga quelli in massa muscolare. Di fatto, molti studi mostrano aumenti piccoli o nulli nella massa entro le prime quattro o sei settimane di allenamento (e gli studi che mostrano ipertrofia precoce possono essere stati confusi da stati muscolari di gonfiore o infiammazione), mentre il guadagno di forza inizia dal primo giorno. Le due spiegazioni più plausibili sono i guadagni precoci nell’abilità motoria (che matura molto rapidamente durante le primissime sessioni di allenamento) e guadagni precoci in NMF. Ricorda: in questo studio gli aumenti precoci in NFM entravano in salda correlazione con i cambiamenti nella forza, dando conto per circa il 60/65% della variabilità nei guadagni di forza.
I dati di Narici lo mostrano in modo ottimale:
Come puoi vedere, dopo due mesi di allenamento la forza è cresciuta di circa il 15% mentre la massa muscolare solo del 5%. Dal momento che la misura della forza in questo caso era una contrazione isometrica (Maximum Voluntary Contraction – MVC), l’aumento sproporzionato di forza deve essere dovuto ad un aumento di NMF (sostanzialmente le persone hanno accesso a tutta la propria forza per un MVC anche quando non sono allenate, il che significa che l’apprendimento di abilità non gioca un ruolo troppo significativo in questo caso). Ad ogni modo, dopo il secondo mese forza e massa muscolare iniziano ad andare di pari passo, crescendo entrambe di circa il 5% ogni mese.
Quindi:
Sembra che la maggior parte dei cambiamenti in NMF abbia luogo entro i primi due mesi di allenamento.
I cambiamenti di NMF sono i più forti anticipatori dei primi cambiamenti nella forza.
C’è una considerevole variabilità nei cambiamenti di NMF (17±11%), il che significa che ci aspetteremmo guadagni di forza con lo stesso grado di variabilità indipendentemente dai cambiamenti nella massa muscolare.
Se teniamo conto delle differenze nell’acquisizione delle abilità e del ruolo che possono giocare nello sviluppo della forza nei movimenti più complessi, ci aspetteremmo anche più variabilità nei guadagni di forza indipendentemente dall’ipertrofia.
Pertanto, la mancanza di correlazione tra ipertrofia e guadagno di forza nel caso di partecipanti non allenati non dovrebbe sorprenderci.
Allo stesso modo, ha anche senso che la relazione si rafforzi con il tempo dopo la prima, rapida e variabile acquisizione di abilità motoria e dopo aver raggiunto gli aumenti in NMF. Una volta rimosse le due più grandi fonti di variabilità (o, almeno, una volta che il loro contributo all’aumento di forza diminuisce – NMF e acquisizione di abilità specifiche), ci aspetteremmo che la crescita muscolare sia un indicatore predittivo dei guadagni in forza.
Riprendiamo la traduzione (la prima parte la trovate qui) partendo dal primo punto chiave evidenziato da Nuckols: le singole fibre muscolari.
Le singole fibre muscolari
Le fibre muscolari più grandi producono generalmente più forza delle fibre muscolari più piccole, ciò non dovrebbero essere una grande sorpresa.
Tuttavia, mentre la forza assoluta delle fibre muscolari tende ad aumentare con la dimensione della fibra, la forza relativa tende a diminuire.
La metrica più comune per valutare la forza relativa di una fibra muscolare è chiamata “tensione specifica”. La tensione specifica è la forza massima divisa per area trasversale.
Sappiamo che la tensione specifica (la produzione di forza per unità di sezione trasversale) può variare significativamente tra le fibre muscolari.
In questo studio, la tensione specifica delle fibre muscolari dei bodybuilders era il 62% inferiore rispetto alle fibre muscolari di atleti di sport di potenza (powerlifters) e il 41% inferiore rispetto alle fibre muscolari dei soggetti di controllo non allenati.
In questo studio, vi era una differenza di 3 volte nella tensione specifica tra le fibre con la forza relativa maggiore e minore. Entrambi questi studi hanno anche scoperto che la tensione specifica tendeva a diminuire all’aumentare della grandezza delle fibre, confermato da questo grande studio che ha rilevato che la forza contrattile delle singole fibre muscolari è in relazione con il diametro della fibra muscolare piuttosto che la sezione trasversale.
Ciò significa che la tensione specifica tende a diminuire all’aumentare della dimensione della fibra, poiché l’area trasversale (proporzionale al quadrato del diametro) aumenta più velocemente del diametro. Ad esempio, se l’area della sezione trasversale di una fibra muscolare raddoppia, ci si aspetterebbe di produrre il 41% di forza in più e non più del doppio.
Mettiamola in un altro modo, l’area della sezione trasversale = π × (diametro/2)², perciò un raddoppio della lunghezza del diametro porterà a una sezione trasversa aumentata di 4 volte. Da questo aumento di 4 volte della sezione trasversa ci si aspetterebbe che la forza si raddoppi in modo da corrispondere al raddoppio del diametro, per una riduzione del 50% della tensione specifica .
In altre parole, le vostre fibre muscolari più grandi hanno probabilmente meno tensione specifica rispetto alle vostre fibre muscolari più piccole, ma nel momento in cui vi allenate, la tensione media specifica delle fibre muscolari rimane uguale o aumenta leggermente.
In questo studio, ad esempio, la sezione trasversale della fibra muscolare è aumentata di circa il 30% in 12 settimane di allenamento, ma la tensione specifica non è cambiata. I risultati di questo studio sono stati simili: un incremento del 28-45% nell’area della sezione trasversale della fibra muscolare dopo 12 settimane senza un cambiamento di tensione specifica. Questi due studi (uno, due), d’altro canto, hanno mostrato un aumento della tensione specifica della fibra muscolare in assenza di crescita muscolare. In tutti e quattro questi studi, la forza relativa al diametro della fibra aumenta, ma la forza relativa alla sezione trasversale aumenta solo quando le fibre muscolari non crescono.
Si potrebbe tentare di supporre che il fattore differenziante sia la durata dell’allenamento (12 settimane nei primi due studi che non mostrano cambiamenti nella tensione specifica, rispetto a un anno negli ultimi due dove aumenta la tensione specifica), ma questo studio getta una diversa luce su questa idea. La tensione specifica delle fibre muscolari dei sollevatori esperti (media 7.6 anni di formazione) era la stessa di quella del grupp odi controllo di soggetti non allenati. Nel complesso, sembra che la tensione specifica delle singole fibre muscolari possa aumentare in risposta all’allenamento se le fibre muscolari non diventano più grandi. Tuttavia, supponendo che le fibre muscolari crescano, la loro tensione specifica rimarrà probabilmente invariata, anche se le tensioni specifiche delle fibre muscolari più grandi saranno ancora inferiori alle fibre muscolari più piccole.
Per ora, sappiamo che ci possono essere delle differenze piuttosto importanti nella tensione specifica delle fibre muscolari tra gli individui (si ricordi che tale differenza è stata superiore al 61% nelle fibre muscolari degli atleti di potenza rispetto ai bodybuilders), che potrebbero aiutare a spiegare parzialmente il nostro primo conflitto: il ragazzo magro che solleva più peso del ragazzo più muscolato. Sappiamo anche che la tensione specifica della fibra muscolare può variare fino a 3 volte tra le fibre muscolari all’interno degli individui. Tuttavia, la tensione specifica della fibra muscolare non sembra essere eccessivamente influenzata dall’allenamento, specialmente quando si ha ipertrofia muscolare, ciò non fa molta luce sul nostro secondo problema (si guadagna molta più forza rispetto all’incremento di massa muscolare durante un lungo periodo di allenamento).
Si potrebbe supporre che la tensione specifica aumenta con l’allenamento pesante/esplosivo e diminuisce con un volume più elevato, in stile bodybuilder. Può essere che avere fibre muscolari con una maggiore tensione specifica li predisponga per il successo nello sport di potenza e che avere fibre muscolari con una bassa tensione specifica li predisponga per il successo nel bodybuilding (forse avere fibre muscolari relativamente più deboli ti permette di tollerare un volume superiore in allenamento con minori rischi di lesioni perché ogni contrazione è relativamente meno intensa).“
Quello che segue è la traduzione dei punti salienti di un articolo di Greg Nuckols del 2016 (qui trovate il testo originale). La traduzione è stata fatta da me (poichè l’articolo è piuttosto corposo e prolisso lo spezzetto in diversi articoli che tradurrò man mano che avrò tempo!!) , quindi perdonate eventuali errori, anzi vi invito a scrivermi per segnalarli, visto che non sono un traduttore, e adesso passiamo all’articolo…
“Punti chiave:
Una moltitudine di fattori influenzano la forza oltre le dimensioni del muscolo ed il livello di abilità nell’eseguire il movimento richiesto per testare il grado di forza.
Proprio come esiste una significativa variabilità nella crescita muscolare (qualcuno ha incrementi significativi di massa muscolare in seguito ad allenamento, mentre altri no) c’è una significativa variabilità nell’incremento della forza. La forza muscolare normalizzata (quanta forza sviluppa un muscolo in relazione alla sua larghezza) può aumentare fino al 39% in alcuni casi e diminuire anche più del 5% in altri, in risposta agli stessi protocolli di allenamento.
Nelle prime fasi dell’allenamento, c’è un piccola relazione tra aumento di massa muscolare e aumento di forza. L’aumento di massa muscolare, in questi casi, potrebbe spiegare circa il 2% della variazione di forza.
Per i sollevatori più esperti, i guadagni in massa muscolare possono spiegare fino a più del 65% della variabilità dei guadagni di forza, evidenziando l’ipertrofia come fattore chiave per i guadagni di forza nei sollevatori addestrati.
La tipologia di allenamento ha un grande impatto sul rapporto di forza guadagnato rispetto alla dimensione, un allenamento “più pesante” generalmente produce maggiori guadagni di forza.”
Più avanti nell’articolo l’autore continua…
“In questo articolo voglio approfondire due osservazioni inizialmente confuse e una domanda più generale:
A volte, persone con meno massa muscolare sollevano di più rispetto a persone più muscolate. Qualcuno guadagna, in proporzione, più forza in risposta all’allenamento mentre altri guadagnano proporzionalmente più massa muscolare, anche a parità di programma di allenamento.
A livello individuale, si ottiene un maggiore aumento di forza rispetto all’aumento di massa muscolare durante una carriera sportiva perché la forza aumenta generalmente più velocemente della massa muscolare. Se i muscoli sono ciò che produce la forza necessaria per sollevare i sovraccarichi, perché la forza guadagnata supera l’incremento della massa muscolare da 4 a 8 volte?
Qual è la relazione tra i guadagni della massa muscolare e il guadagno in termini di forza?”
Partiamo dal livello basilare per poi crescere in complessità, per cui parleremo nei prossimi articoli di:
