Allenamento della forza basato sui dati contro l'atrofia muscolare

I muscoli sono essenziali per la vita. I muscoli scheletrici da soli rappresentano fino al quaranta per cento del nostro peso corporeo. Convertono l'energia chimica in energia meccanica e generano la forza con cui respiriamo e ci muoviamo. I muscoli servono anche come riserva di carboidrati, proteine e acidi grassi e contribuiscono in modo significativo al nostro metabolismo e al bilancio energetico.

Tuttavia, la massa muscolare diminuisce continuamente a partire dai quarant'anni. L'atrofia muscolare legata all'età, nota in gergo tecnico come sarcopenia, ammonta a circa il sei per cento in dieci anni. All'età di ottant'anni, una persona perde circa un terzo della sua massa muscolare massima. Le prestazioni si riducono notevolmente e la qualità della vita diminuisce.

L'allenamento muscolare come medicina

? risaputo che l'attività fisica può stimolare la crescita muscolare. L'allenamento della forza è anche considerato la misura più importante per contrastare le conseguenze negative della sarcopenia. Tuttavia, non si sa bene come debba essere un allenamento muscolare mirato per raggiungere il suo scopo in modo ottimale.

"Questo perché l'allenamento della forza non è descritto in modo sufficientemente preciso nella pratica. Questo rende quasi impossibile trarre conclusioni sulla formazione dei muscoli", spiega Claudio Viecelli, dottorando presso l'Istituto di biologia dei sistemi molecolari sotto la guida del professor Ernst Hafen dell'ETH.

Viecelli vuole colmare questa lacuna. Nell'ambito della sua tesi di dottorato, il biologo molecolare e muscolare, insieme ai colleghi della Scuola Universitaria di Scienze Applicate di Zurigo (ZHAW) e di Kieser Training AG, ha sviluppato un metodo straordinariamente semplice: utilizza i sensori di accelerazione dei comuni smartphone per registrare i progressi degli esercizi di forza su attrezzature con un'elevata risoluzione temporale. I ricercatori hanno recentemente presentato il loro metodo sulla rivista specializzata Chi siamo pagina esternaPLOS ONE.

Cercasi: Tempo sotto tensione

Finora, l'allenamento della forza ha registrato solo il lavoro svolto con un peso in base al numero di serie e ripetizioni. Tuttavia, tali dati di allenamento non sono sufficientemente comparabili e quindi non sono ottimali per analizzare i possibili effetti dell'allenamento sulla formazione muscolare. Il modello temporale dell'esercizio di forza è rilevante per la fisiologia muscolare.

Le variabili descrittive necessarie sono note in teoria da tempo: Queste includono la "singola ripetizione", che consiste nel sollevare e abbassare il carico; poi i "tempi di contrazione specifici", che indicano la rispettiva durata della tensione nei muscoli per il sollevamento e l'abbassamento; e infine la "durata totale della tensione", che quantifica quanto a lungo i muscoli sono complessivamente in tensione durante un esercizio.

Dall'accelerazione alla contrazione

Finora, tuttavia, non esiste un approccio adeguato per registrare in modo affidabile questi parametri in palestra. "Per questo sarebbero necessari diversi cronometri o addirittura diversi aiutanti, ma non è affatto pratico. Ecco perché queste informazioni di solito mancano nei registri di allenamento e nelle pubblicazioni scientifiche", spiega Viecelli, che è un appassionato allenatore di forza. Alla ricerca di una soluzione, gli è venuta l'idea di utilizzare lo smartphone come strumento di analisi digitale.

Per testare l'idea, Viecelli ha analizzato gli esercizi di allenamento di 22 soggetti su nove macchine per la forza presso l'ASVZ Irchel. Ha collegato lo smartphone al blocco dei pesi in modo che potesse registrare le accelerazioni durante gli esercizi. Un'app appositamente programmata ha registrato i dati provenienti dai sensori. Viecelli è stato in grado di determinare i tempi di contrazione in questione dai profili di accelerazione. Confrontando i dati con le registrazioni video, ha inoltre dimostrato che il metodo è sufficientemente preciso e funziona in modo affidabile.

Obiettivo a lungo termine: sala pesi digitalizzata

Il nuovo metodo di analisi consente di descrivere gli esercizi muscolari in modo molto più preciso rispetto al passato e di registrare le variabili comparative rilevanti in modo standardizzato. In questo modo è possibile quantificare l'allenamento della forza come stimolo per la formazione muscolare e identificare i cambiamenti indotti dall'allenamento nella fisiologia muscolare sulla base di studi comparativi. Ciò potrebbe contribuire a combattere la sarcopenia associata all'età e le sue conseguenze.

Il metodo è destinato principalmente a scopi di ricerca. Tuttavia, secondo Viecelli, è ipotizzabile che in futuro chi si allena possa utilizzare questo strumento per registrare autonomamente i dati sul proprio smartphone. Ciò consentirebbe, ad esempio, di personalizzare meglio i piani di allenamento in base alle proprie esigenze.

Questi dati degli utenti sono a loro volta interessanti per la scienza. La visione di Viecelli è quella di una sala pesi digitalizzata con una grande quantità di dati sull'allenamento che possono essere correlati al corpo. "Il nostro obiettivo è sviluppare strategie di allenamento personalizzate per aumentare la massa muscolare, la forza o entrambe in modo efficiente ed efficace", afferma il biologo molecolare e muscolare.