L’inserimento della metodologia Isoinerziale nel recupero sportivo

Allenamento isoinerziale e recupero dagli infortuni: spiegazioni e spunti da casi reali
Di Matteo Cossavella

L’inserimento della metodologia Isoinerziale nel recupero sportivo

Breve introduzione

I protocolli utilizzati in riatletizzazione sono molti, tutti sicuramente funzionali e propensi a raggiungere un obiettivo unico: il ritorno all’attività sportiva dell’atleta.

Nel corso degli ultimi anni ho avuto la fortuna di sperimentare una tecnologia ancora poco conosciuta: l’isoinerziale.

Questa tecnologia nasce negli anni 80 come metodo di allenamento per gli astronauti che, dopo periodi lunghi di permanenza nello spazio, presentavano atrofia muscolare e diminuzione della densità ossea. Nasce quindi la Yo-Yo inertial TechnologyTM la quale utilizzando un volano messo in rotazione da una cinghia permette l’allenamento resistivo che funziona indipendentemente dalla forza di gravità (creato da Tesch e Berg).

Come funziona il concetto isoinerziale

  • Fase concentrica: il muscolo si contrae, la cinghia si svolge dall’albero, il volano accelera.
  • Fese di transizione: il volano continua a girare con la velocità acquisita.
  • Fase eccentrica: la cinghia viene riavvolta, il muscolo si contrae, il volano si ferma.

Fase concentrica vs eccentrica

Vediamo la differenza tra la contrazione concentrica e quella eccentrica.

Contrazione concentrica

Questo tipo di contrazione avviene quando il muscolo genera una forza, si contrae e si accorcia, per cui il momento generato dalle forze interne che agisce su un'articolazione è maggiore rispetto al momento generato dalle forze esterne che si oppongono.

È evidente che in seguito ad una contrazione muscolare concentrica si crea un movimento del segmento articolare nella direzione della forza generata dal muscolo attivato (ciò indica lavoro positivo).

Questo tipo di contrazione sviluppa una forza minore rispetto alle contrazioni isometrica ed eccentrica perché parte dell'energia è dissipata in calore per muovere i capi ossei. Durante questo tipo di contrazione esiste una specifica relazione tra massima forza generata dal muscolo e velocità di contrazione: quando la resistenza esterna risulta essere minima, il muscolo si contrae a una velocità massima; se la resistenza aumenta allora diminuisce la velocità.

La ridotta capacità di generare forza ad elevate velocità è dovuta primariamente al fatto che il numero di ponti actina-miosina che si formano è minore.

Contrazione eccentrica

Questo tipo di contrazione avviene quando un muscolo genera una forza interna che è minore rispetto a una esterna (muscolo antagonista o forza esterna) che agisce in direzione opposta.

Il muscolo quindi, invece di accorciarsi si allunga: il momento esterno sarà maggiore rispetto a quello interno.

Durante questo tipo di contrazione esiste una specifica relazione tra massima forza generata dal muscolo e velocità di allungamento: l'entità della forza esercitata dal muscolo è direttamente proporzionale alla velocità di allungamento.

Se la resistenza è massima, il muscolo non è in grado di sopportarla e si allunga in modo incontrollato.

La maggior parte dei soggetti, soprattutto non allenati, non è in grado di attivare in modo eccentrico la muscolatura se la velocità è elevata: benché il motivo non sia completamente conosciuto, si pensa che ciò sia dovuto al fatto che l'organismo mette in atto dei meccanismi protettivi contro un eventuale danno muscolare causato da forze eccessive.

La forza sviluppata da un muscolo che si attiva in modo eccentrico è maggiore rispetto ad quella sviluppata da un muscolo che si attiva in modo concentrico o isometrico: questo è probabilmente dovuto a:

  1. maggiore forza prodotta in media per ponte actina-miosina;
  2. una più rapida fase di formazione di ponti;
  3. tensione passiva prodotta dalle proprietà visco-elastiche delle componenti in serie e in parallelo del muscolo che vengono allungate. Un fenomeno che si sviluppa comunemente in seguito ad un allenamento basato su esercizi eccentrici è la formazione di DOMS (delayed onset muscle soreness): una parziale spiegazione di questo fenomeno si basa sul fatto che il muscolo viene allungato velocemente e si creano delle micro lesioni delle miofibrille.

Il lavoro eccentrico è in grado di generare più forza rispetto alle altre modalità di lavoro. Questa differenza di forza equivale a circa il 30%-40% in più rispetto alla contrazione isometrica, a sua volta superiore del 10-15% a quella concentrica (Buhrle M., D. S.1981).

Questo tipo di lavoro diventa anche importante anche per chi pratica sport di resistenza (corsa, ciclismo, etc.) in quanto non porta a diminuzione della funzione ossidativa del muscolo, permettendo di lavorare sulla capacità di forza veloce.

Quando il muscolo, attivato in modo eccentrico, è allungato riesce ad immagazzinare energia che viene rilasciata solo quando si contrae in modo concentrico; inoltre, per stessi valori di forza, il consumo di Ossigeno è minore quando il muscolo è attivato in modo eccentrico: riassumendo, il costo metabolico e l'attività elettromiografica sono minori perché un muscolo che si attiva in modo eccentrico richiede un minor numero fibre attive per stessi valori di forza.

Gli infortuni muscolari spesso avvengono perché, durante un esercizio non familiare, che prevede repentine contrazioni eccentriche, un muscolo contratto viene improvvisamente stirato oltre il suo limite: in seguito al recupero completo dall'infortunio, la ripetizione dello stesso esercizio comporta sintomi minimi legati al danno muscolare e questo fenomeno è conosciuto come “effetto da sforzo ripetuto”: l'esatto meccanismo di questo adattamento non è ben conosciuto, ma è evidente che si mette in atto questo effetto protettivo, innalzando la soglia alla quale si verifica la perdita di produzione di forza e aumentando la capacità di sopportare questo carico eccentrico. Per questo motivo l'allenamento eccentrico è svolto per prevenire le lesioni muscolari.

Il concetto di Inerzia

Tendenza di un corpo a conservare il suo stato di quiete, di moto rettilineo uniforme o di rotazione uniforme attorno a un asse, se la risultante delle forze agenti sul corpo e la risultante dei loro momenti sono nulle.

Il momento di inerzia di un disco è funzione di:

  • Peso specifico del materiale
  • Spessore
  • Raggio

isoinerziale momento inerzia

Differenza tra tecnologia isoinerziale e pesi convenzionali

Pesi convenzionali

  • L’esercizio termina quando la forza massima che riesce a sviluppare scende, a causa della fatica, sotto al carico impostato.
  • Le ripetizioni sono generalmente tutte sub massimali tranne l’ultima.

Isoinerziale

  • In ogni ripetizione l’alteta sviluppa la massima forza possibile.
  • Il lavoro può essere protratto fino all’esaurimento.
  • A partià di ripetizioni il lavoro è maggiore.

Differenze tra isotonico e isoinerziale

Vantaggi dell’allenamento isoinerziale

  • Miglior affinità di attivazione muscolare con le prestazioni sportive;
  • Miglior espressione di forza rispetto ai pesi liberi;
  • Possibilità di modulare l’impegno muscolare;
  • Ipertrofia precoce;
  • Possibilità di spostarsi dalla verticalità del movimento;
  • Feedback di lavoro tramite software;
  • Sovraccarichi ridotti sulla schiena rispetto alle metodiche tradizionali;
  • Movimento «libero», non vincolato come nelle macchine isotoniche tradizionali;
  • Facilità di trasporto, ingombro ridotto;
  • Nel lavoro isoinerziale la resistenza è variabile in ogni instante e dipende dalla velocità e dalla forza che sviluppiamo. In ogni momento si può decidere come caratterizzare l’allenamento.

Grafico potenza-velocità del volano nello Squat

àGrafico potenza-velocità del volano e frenata

Analisi di un caso reale di utilizzo dell'isoinerziale

Dopo una breve introduzione al concetto isoinerziale, ai suoi vantaggi e agli effetti sul corpo umano, che sicuramente va approfondita, porto la mia esperienza diretta con l’utilizzo di macchinari isoinerziali (Desmotec). Utilizzo questa tecnologia nell’ambito del mio lavoro, ovvero il recupero da infortuni muscolo-articolari e come prevenzione o mantenimento della condizione fisica.

Ho cercato di spostare la mia attenzione su un concetto di “riatletizzazione funzionale”, per evitare di fermarmi ai classici protocolli che comprendono leg press, leg curl, leg extention, ecc.; sicuramente validi e tutt’ora in uso. La mia non è una nuova teoria, né un nuovo metodo; porto l’esperienza fatta sul “campo” con giovani calciatori dilettanti che mi ha dato ragione.

Esempio tratto da un caso reale

Stefano, 20 anni, calciatore categoria eccellenza. Dicembre 2015 rottura LCA ginocchio dx in trauma distorsivo valgo rotazione interna durante scontro di gioco. Operato il 17 febbraio 2016, intervento perfettamente riuscito.

Da subito il ginocchio si presentava piuttosto asciutto, senza particolari segni di dolore, permettendo uno sviluppo rieducativo progressivo senza interruzioni.

Inizio protocollo isoinerziale al 3°mese post chirurgico (in realtà il primo utilizzo risale al secondo mese post chirurgico, ma i valori erano poco significativi e l’angolo di lavoro troppo aperto causa una limitazione del ROM articolare e deficit di forza fisiologico dato il periodo recente dall’intervento).

Protocollo utilizzato

3 volte alla settimana, integrato con altri esercizi funzionali:

  • squat base: 3 serie da 12 ripetizioni rec.2’

  • leg curl: 2 serie da 12 ripetizioni re.2’

Alla fine del 3° mese inserimento di affondi isoinerziali: 2 serie da 12 ripetizioni rec. 2’

Al 5° mese inserimento di trasformazione con preatletici tecnici e leggera progressione di 10m in corsa lineare.

Al 6° mese inserimento di trasformazione direttamente sul campo con preatletici tecnici e movimenti specifici del calcio.

La motivazione nelle due serie di affondi e leg curl sta nel fatto che avendo un ROM non chiaramente completo, l’atleta percepiva fastidio durante l’esecuzione del gesto dopo la seconda serie; per evitare un sovraccarico articolare ho preferito ridurre il numero di serie.

Impostazione della seduta tipo

Il carico utilizzato impostato era di 2 inerzie (dischi) grandi e un disco medio (macchinari Desmotec) per squat e affondi, mentre 1 inerzia (disco) grande per il movimento di leg curl. Ogni sessione iniziava con 10’ di bike libera, 2 serie di squat isometrico a muro con swissball (2x1’) e una serie di adattamento su squat isoinerziale con percentuale di carico sotto il 50% soggettivo.

Alcuni dati rilevati dal software

Valori di riferimenti al 3° mese post chirurgico

Valori potenza isoinerziali Squat
Serie Concentrica Eccentrica
1 359W 348W
2 474W 441W
3 582W 602W
Valori potenza isoinerziali Affondi
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 232W/ sx 217W dx 202 W/sx 242W
2 dx 272W/sx287W dx 280W/sx 261W
Valori potenza isoinerziali Leg Curl
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 110W/sx 126W dx 107W/sx 125W
2 dx 128W/sx 176W dx 127W/sx 169W

Al 3° mese i valori di circonferenza muscolari erano i seguenti:

  • gamba dx:

    • quadricipite: 47,5 cm
    • vasto mediale: 41 cm
    • polpaccio: 36 cm
  • gamba sx:

    • quadricipite: 49cm
    • vasto mediale: 41cm
    • polpaccio: 36cm

Valori di riferimento al 4° mese post chirurgico

Valori potenziali isoinerziali Squat
Serie Concentrica Eccentrica
1 559W 618W
2 697W 722W
3 784W 697W
Valori potenziali isoinerziali Affondi
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 242W/sx 229W dx 233 W/sx 252W
2 dx 281W/sx287W dx 320W/sx 299W
Valori potenziali isoinerziali Leg Curl
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 153W/sx 158W dx 144W/sx 144W
2 dx 168W/sx 168W dx 140W/sx 184W

Squat isoinerziale sul campo

Valori di riferimento al 5° mese post chirurgico

Valori potenziali isoinerziali Squat
Serie Concentrica Eccentrica
1 860W 840W
2 799W 801W
3 911W 877W
Valori potenziali isoinerziali Affondi
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 412W/sx 421W dx 351W/sx 392W
2 dx 390W/ sx 325W dx 420W/sx 347W
Valori potenziali isoinerziali Leg Curl
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 188W/sx 220W dx 197W/sx 222W
2 dx 190W/sx 182W dx 183W/sx 215W

Valori di riferimento al 6° mese post chirurgico

Valori potenziali isoinerziali Squat
Serie Concentrica Eccentrica
1 910W 918W
2 892W 899W
3 999W 1010W
Valori potenziali isoinerziali Affondi
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 432W/sx 441W dx 355W/sx 493W
2 dx 395W/ sx 428W dx 420W/sx 447W
Valori potenziali isoinerziali Leg Curl
Serie Concentrica Eccentrica
1 dx 197W/sx 230W dx 247W/sx 261W
2 dx 210W/sx 282W dx 283W/sx 274W

Al 5° mese i valori di circonferenza muscolari erano i seguenti:

  • gamba dx:

    • quadricipite: 52 cm
    • vasto mediale: 43 cm
    • polpaccio: 39 cm
  • gamba sx:

    • quadricipite: 52 cm
    • vasto mediale:42 cm
    • polpaccio: 38 cm

Esercizio di trasformazione dopo squat isoinerziale

Riassumendo

I dati rilevati tramite software Desmotec ha evidenziato un aumento della potenza espressa sia in fase concentrica che in fase eccentrica. L’aspetto più importante è che al 6° mese i Watt espressi in fase di frenata (eccentrica) sono risultati maggiori rispetto ai Watt in concentrica; questo a dimostrazione di un miglioramento evidente della muscolatura.

Fondamentali sono i dati relativi alle misurazioni in centimetri per quello che riguarda quadricipite, vasto mediale e polpaccio, con un aumento di 4/5cm per il quadricipite, 1 cm per il vasto mediale e 2 cm per il polpaccio.

Ci tengo a sottolineare anche la simmetria raggiunta in termini di potenza e circonferenza. Ultima considerazione per precisare che la seduta svolta comprendeva:

  • riscaldamento 10’ bike + 2 serie da 1’ squat a muro con swissball (isometria);

  • stretching dinamico;

  • protocollo core stability: 15’;

  • protocollo isoinerziale;

  • protocollo funzionale (TRX, tavolette propriocettive ecc);

  • al 4° mese inizio impostazione corsa e preatletici;

  • al 5° mese corsa su tapis roulant;

  • alla fine 5° mese lavoro sul campo;

  • stretching finale 10’.

Come descritto in precedenza le sedute di riatletizzazione era 3 a settimana, completate da 1-2 sedute di fisioterapia passiva (tecarterapia, mobilità articolare, massoterapia).

Conclusioni

In conclusione posso dire che le sensazioni fisiche riscontrate dal soggetto sono ottime, il ginocchio ha sempre risposto in modo positivo e reattivo, senza episodi di infiammazione o sovraccarico funzionale e questo ha permesso uno sviluppo costante del recupero.

Non ho la presunzione di affermare che questo metodo sia giusto, adatto a tutti e perfetto, soprattutto per i pochi casi studio effettuati, ma posso di sicuro assicurare che questa metodologia funziona, viene ben accettata dai pazienti e se fatta una buona familiarizzazione iniziale (1-2 settimane di approccio alla tecnologia), permette un recupero ottimale.

Riferimenti

  1. Borg HE, Tesch PA. Force and power characteristics of a resistive exercise device for use in space. Acta Astronaut. 1998.
  2. Berg HE, Tesch A. A gravity-independent ergometer to be used for resistance training in space. Aviat Space Environ Med. 1994.
  3. Fajardo JT, Pozzo M. The isoinertizial technology. INEFC Barcelona. Laboratorio de Biomecánica. Karolinska Institute. Department of Physiology and Pharmacology.
  4. Belli A, Rulli M. L’esercizio eccentrico nel recupero funzionale del calciatore dopo trauma muscolare degli hamstrings.

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