Metodi di misurazione della forza muscolare

Metodi di misurazione della forza muscolare

Anche se molti dei fattori che influenzano l’espressione della forza muscolare non possono essere controllati dal professionista del fitness interessato alla valutazione della forza muscolare, molti possono. Pertanto, prima di scegliere un test specifico di forza muscolare, il professionista del fitness deve considerare diverse questioni tra cui la specificità del test, il protocollo di riscaldamento, e i tempi e l’ordine dei test di forza muscolare.

Specificità della forza muscolare

Dalla precedente discussione dei fattori meccanici e fisiologici che influenzano la forza muscolare, dovrebbe essere evidente che l’espressione della forza muscolare è specifica al test impiegato. L’utilizzo di prove di forza muscolare che sono meccanicamente dissimili dalla prestazione di interesse può compromettere la validità esterna e predittiva dei dati raccolti. Per esempio, è stato dimostrato che le differenze tra gli esercizi di allenamento e di test in termini di tipo di contrazione muscolare utilizzata (Abernethy e Jürimäe 1996; Rutherford e Jones 1986), i movimenti a catena cinetica aperta rispetto a quelli chiusi (Augustsson et al. 1998; Carroll et al. 1998) e i movimenti bilaterali rispetto a quelli unilaterali (Häkkinen et al. 1996; Häkkinen e Komi 1983) influenzano l’entità dei guadagni di forza muscolare ottenuti dopo un periodo di allenamento di resistenza. Pertanto, i professionisti del fitness dovrebbero considerare le caratteristiche del movimento di qualsiasi test di forza utilizzato; i movimenti dovrebbero essere simili alla performance di interesse per quanto riguarda i seguenti fattori meccanici (Siff 2000; Stone, Stone, and Sands 2007):

Movement Patterns

• Complessità del movimento. Questo coinvolge fattori come i movimenti mono o multi articolari.
• Fattori posturali. La postura adottata in un dato movimento detta l’attivazione dei muscoli responsabili della produzione di forza.
• Range di movimento e regioni di produzione di forza accentuata. Durante i movimenti tipici, il range di movimento di un’articolazione cambierà così come le forze muscolari e le coppie associate. Queste informazioni possono essere raccolte da un’analisi biomeccanica del movimento.
• Azioni muscolari. Questo riguarda l’esecuzione di contrazioni muscolari concentriche, eccentriche o isometriche. Come menzionato in precedenza, queste informazioni non sono sempre intuitive e possono non essere identificabili osservando il movimento articolare associato al movimento.

Magnitudo della forza (forza di picco e media)

La grandezza della forza si riferisce alle coppie articolari e alle forze di reazione al suolo (GRF) durante il movimento. Queste informazioni sono ricavate da analisi biomeccaniche.

Rate of Force Development (Peak and Mean Force)

Rate of force development si riferisce alla velocità con cui si sviluppa una coppia articolare o la GRF.

Parametri di accelerazione e velocità

Di solito, nei movimenti sportivi e quotidiani, entrambe le caratteristiche di velocità e accelerazione cambiano durante il movimento. La velocità è definita come il tasso al quale la posizione di un corpo cambia per unità di tempo, mentre l’accelerazione si riferisce al tasso al quale la velocità cambia per unità di tempo. Data la seconda legge del moto di Newton (a = F / m), le maggiori accelerazioni si osservano quando le forze nette che agiscono sul corpo sono maggiori. Tuttavia, le maggiori velocità non coincideranno con le maggiori accelerazioni e, quindi, le maggiori forze nette (a meno che la persona non si stia muovendo in un fluido denso come l’acqua).

Movimenti balistici contro movimenti non balistici

I movimenti balistici sono quelli in cui il movimento risulta da un impulso iniziale da una contrazione muscolare, seguito dal rilassamento del muscolo. Il movimento del corpo continua come risultato della quantità di moto che possiede dall’impulso iniziale (questa è la relazione impulso-momento). Questo è in contrasto con i movimenti non balistici, in cui la contrazione muscolare è costante durante tutto il movimento. Queste categorie di movimenti coinvolgono diversi meccanismi di controllo nervoso.

La considerazione di queste variabili meccaniche aumenterà la probabilità di selezionare un test valido della forza muscolare. I ricercatori hanno sollevato la preoccupazione che le relazioni tra le variabili dipendenti associate ai test di forza (ad esempio, il carico esterno massimo sollevato, la forza massima generata) e le variabili di prestazione sono raramente valutate in modo effettivo (Abernethy, Wilson e Logan 1995; Murphy e Wilson 1997). Queste relazioni sono discusse in relazione ad ogni test trattato in questo capitolo, dove appropriato.

Il tipo di attrezzatura usata per i test di forza muscolare ha implicazioni significative. Per esempio, alcuni test di forza muscolare possono essere eseguiti utilizzando sia pesi macchina, in cui il movimento è costretto a seguire un percorso fisso, sia pesi liberi, in cui il movimento è relativamente libero. Tuttavia, un test eseguito con pesi macchina non produrrà necessariamente lo stesso risultato dello stesso test eseguito con pesi liberi. Cotterman, Darby e Skelly (2005) hanno riferito che i valori registrati per le misure della forza muscolare massima erano diversi durante i movimenti di squat e bench press quando gli esercizi venivano eseguiti su una macchina Smith rispetto a quando venivano eseguiti con pesi liberi. Testare la forza muscolare con diversi tipi di attrezzature introduce una significativa distorsione sistematica nei dati e quindi compromette gravemente l’affidabilità delle misure e la validità esterna.

Considerazioni sul riscaldamento

Un riscaldamento viene spesso eseguito prima dell’esercizio per ottimizzare le prestazioni e ridurre il rischio di lesioni (Bishop 2003, a e b; Shellock e Prentice 1985). Come detto in precedenza, le capacità di forza di un muscolo possono essere influenzate dal completamento delle contrazioni precedenti, con conseguente diminuzione della forza (fatica) o aumento della forza (PAP). Infatti, sia l’affaticamento che il PAP sono proposti per esistere agli estremi opposti di un continuum di contrazione del muscolo scheletrico (Rassier 2000). Pertanto, gli esercizi eseguiti come parte di un riscaldamento attivo potrebbero alterare significativamente l’espressione della forza muscolare durante il test.

Un aumento della temperatura dei muscoli che lavorano è stato riportato a seguito di attività di riscaldamento sia passive (ad esempio, riscaldamento esterno) che attive (ad esempio, impegnandosi in esercizi specifici) (Bishop 2003, a e b). Tuttavia, gli effetti dell’aumento della temperatura sulle misure della forza muscolare massima non sono chiari, con aumenti della coppia isometrica massima riportati da alcuni autori (Bergh e Ekblom 1979), mentre altri non hanno riportato alcun cambiamento (de Ruiter et al. 1999).

Lo stretching statico è spesso incluso nelle routine di riscaldamento degli atleti. I ricercatori hanno riportato una riduzione della forza durante le contrazioni massimali volontarie in seguito ad una serie acuta di stiramenti statici (Behm, Button, and Butt 2001; Kokkonen, Nelson, and Cornwell 1998), portando alcuni a proporre che gli stiramenti statici siano esclusi dalle routine di riscaldamento prima delle prestazioni di forza e potenza (Young and Behm 2002). Tuttavia, Rubini, Costa e Gomes (2007) hanno recentemente notato problemi metodologici con molti degli studi sullo stretching statico, concludendo che un’interferenza con la forza muscolare viene solitamente osservata a seguito di un protocollo di stretching in cui molti esercizi vengono tenuti per una durata relativamente lunga, il che va contro la pratica comune.Pertanto, l’inclusione di stiramenti statici in una routine di riscaldamento prima del test di forza muscolare può essere ammissibile, a condizione che la durata totale dello stretching non sia eccessiva (si raccomandano quattro serie di esercizi per ogni gruppo muscolare con una durata di 10-30 secondi) e che gli esercizi siano eseguiti in modo coerente durante le sessioni di test successive.

Chiaramente, il riscaldamento eseguito prima di un test di forza può avere un’influenza significativa sull’espressione della forza muscolare, e quindi l’esaminatore dovrebbe dare il giusto peso al riscaldamento. Tuttavia, il fattore più importante associato al riscaldamento sembra essere la coerenza degli esercizi incorporati; qualsiasi alterazione negli esercizi eseguiti comprometterà la validità e l’affidabilità del test. Jeffreys (2008) ha delineato i seguenti protocolli di riscaldamento:

• Riscaldamento generale. Da cinque a 10 minuti di attività a bassa intensità finalizzata ad aumentare la frequenza cardiaca, il flusso sanguigno, la temperatura dei muscoli profondi e la frequenza respiratoria.
• Riscaldamento specifico. Da otto a 12 minuti di esecuzione di stiramenti dinamici che incorporano movimenti che lavorano attraverso la gamma di movimento richiesta nella performance successiva. Questo periodo è seguito da un graduale aumento dell’intensità degli esercizi dinamici specifici per il movimento.

Tempistica e ordine dei test

Ricercatori hanno riferito che l’espressione della forza in condizioni isometriche e isocinetiche è influenzata dall’ora del giorno in cui vengono effettuati i test, con valori di forza maggiori registrati nella prima serata (Guette, Gondin, e Martin 2005; Nicolas et al. 2005). Anche se i meccanismi alla base di questo effetto diurno non sono chiari, l’implicazione è che gli esaminatori devono considerare l’ora del giorno quando somministrano i test di forza e garantire la coerenza nella somministrazione del test durante le sessioni future.

Un test di forza muscolare può essere uno dei numerosi test effettuati su una persona. In questo caso, il professionista del fitness deve considerare dove collocare il test di forza muscolare nella batteria. Questa considerazione è importante dato l’effetto che la storia contrattile può avere sull’espressione della forza muscolare. Harman (2008) ha proposto il seguente ordine per i test in una batteria basata sui requisiti del sistema energetico e le richieste di abilità o coordinazione dei test:

Test non faticosi (misure antropometriche)

Test di agilità

Test di potenza e forza massima

Test di impronta

Test di resistenza muscolare test di resistenza muscolare

Test anaerobici faticosi

Test di capacità aerobica

Seguire questo ordine dovrebbe massimizzare l’affidabilità di ogni test.