Le azioni muscolari sono tipicamente suddivise in 3 categorie: concentriche, isometriche ed eccentriche. Si dice che un muscolo attivo che si accorcia e produce un lavoro meccanico positivo lavori concentricamente; un muscolo attivo che non cambia la sua lunghezza, e quindi non produce lavoro netto, si dice che funzioni isometricamente; e un muscolo attivo che è allungato da forze esterne, e quindi assorbe il lavoro, o produce lavoro negativo, si dice che funzioni eccentricamente.,1
Le azioni muscolari concentriche e isometriche sono ben studiate e ben comprese, e si inseriscono bene nel modo in cui pensiamo alla contrazione muscolare a livello molecolare: il filamento2, 3 e la teoria del cross-bridge.4 Al contrario, le azioni muscolari eccentriche non sono studiate tanto quanto le azioni concentriche e isometriche, e non si adattano bene al pensiero della teoria del ponte incrociato (ad esempio, Herzog5)., I muscoli che lavorano eccentricamente possono produrre forze molto maggiori rispetto ai muscoli che lavorano concentricamente o isometricamente, 6, 7 rimangono più forti dopo l’azione eccentrica (aumento della forza residua, ad esempio, Edman et al., 8 Herzog e Leonard9), richiedono meno energia per unità di forza,10 e le azioni muscolari eccentriche si verificano nella vita di tutti i giorni tutto il tempo.11 Le azioni muscolari eccentriche sono state anche associate ad un aumento dei rischi per lesioni muscolari (ad esempio, Brooks et al., 12 Armstrong et al.13), instabilità della produzione di forza e lunghezze del sarcomero (ad es.,, Morgan14) e inibizione dell’attivazione volontaria (ad esempio, Westing et al.15). Tuttavia, le azioni muscolari eccentriche rimangono sottovalutate e molti dei fenomeni associati alle azioni eccentriche hanno eluso una spiegazione soddisfacente. Le azioni muscolari eccentriche, le proprietà ad esse associate e le spiegazioni meccanicistiche sottostanti rimangono scarsamente comprese.
In questo numero speciale del Journal of Sport and Health Science (JSHS), esperti del settore hanno affrontato alcuni dei misteri che circondano le azioni muscolari eccentriche., Hanno affrontato le proprietà meccaniche dell’azione muscolare eccentrica (produzione di forza e potenziamento della forza residua), il controllo neurale e le inibizioni muscolari associate alle azioni muscolari eccentriche e le questioni associate all’azione muscolare eccentrica e alle lesioni come strumento per la riabilitazione.
Herzog discute perché i muscoli sono più forti quando sono allungati attivamente rispetto a quando si accorciano, usando la teoria del cross-bridge., Quindi identifica le carenze della teoria del cross-bridge nello spiegare le azioni muscolari eccentriche e discute come la lunghezza del sarcomero nonuniformità e gli elementi strutturali passivi siano stati usati per colmare il divario lasciato dalla teoria del cross-bridge. Continua spiegando fenomeni come il potenziamento della forza residua e il costo energetico ridotto nell’azione muscolare eccentrica utilizzando un modello che include l’impegno di un elemento strutturale nelle azioni muscolari eccentriche.
Nishikawa et al., esplora ulteriormente il tema dell’azione eccentrica e del potenziamento della forza residua utilizzando un contesto storico, facendo un forte argomento per il lavoro muscolare eccentrico come strumento nelle impostazioni di riabilitazione, in particolare per le popolazioni di pazienti con capacità di assorbimento di ossigeno compromesse. Usano anche un approccio comparativo tra muscoli scheletrici di mammiferi e molluschi che possono spiegare alcuni dei misteri che circondano la proprietà di potenziamento della forza residua.,
Schappacher-Tilp propone un nuovo entusiasmante modello di come le azioni muscolari eccentriche e le associate proprietà di potenziamento della forza residua possono essere spiegate e adattate utilizzando un’attivazione dipendente dalla forza del filamento di miosina. Introduce uno stato cross-bridge appena scoperto, il cosiddetto stato super-rilassato, che offre sorprendenti possibilità per stabilizzare i muscoli scheletrici e spiegare le proprietà eccentriche.
Liber approfondisce il problema della lesione muscolare associata alle azioni muscolari eccentriche ed elabora esperimenti utilizzando muscoli carenti di desmin., La desmin non è solo una proteina sarcomerica strutturale essenziale, ma è anche un indicatore biologico sensibile della lesione muscolare. Propone modi per prevenire le lesioni muscolari, espandendosi sul tema di Nishikawa et al. visualizzazione dell’azione muscolare eccentrica come strumento di riabilitazione.
I precedenti 4 articoli si basano sulla teoria della contrazione muscolare, sulla ricerca molecolare e cellulare e sui modelli animali, mentre i restanti 4 articoli si concentrano sulla ricerca applicata nell’uomo utilizzando la contrazione muscolare volontaria.,
Questo tema è lanciato da un’eccellente revisione degli aspetti di controllo dell’azione muscolare eccentrica di Aagaard. Si concentra sull’attività neuromuscolare soppressa nelle contrazioni eccentriche in individui non allenati, dimostrando che questa inibizione nell’azione muscolare eccentrica può essere superata da specifici allenamenti di resistenza a carichi pesanti per settimane e mesi. Discute gli adattamenti neurali che si verificano con tale allenamento e come influenzano l’attivazione muscolare nell’azione eccentrica.,
Hahn continua l’argomento sull’inibizione nell’azione muscolare eccentrica volontaria e affronta il problema della riduzione della forza muscolare nelle contrazioni eccentriche volontarie. Egli sostiene che questo non può essere una “inibizione” dell’attività muscolare di per sé, ma piuttosto una scarsa familiarità con test muscolari eccentrici basati su laboratorio che possono essere superati familiarizzando i soggetti con i compiti eccentrici prima del test.
De Brito Fontana et al., dimostrare in una rara valutazione del miglioramento della forza residua dopo l’azione eccentrica dei muscoli flessori del braccio che l’efficienza neuromuscolare aumenta per una varietà di diverse azioni eccentriche, ma che l’efficienza neuromuscolare è raggiunta in modi diversi a seconda delle lunghezze muscolari. Queste differenze lunghezza-dipendenti provocano una curva di forza-lunghezza che è appiattita attraverso la gamma del gomito di moto seguente azione eccentrica, così migliorando la funzione del muscolo alle lunghezze molto corte e molto lunghe, in cui i flessori del gomito sono naturalmente deboli.
Infine, Mazara et al., studiare l’efficienza neuromuscolare a seguito dell’azione muscolare eccentrica nel gruppo flessore plantare della caviglia umana. Dimostrano un aumento della forza e una diminuzione dell’attivazione a seguito di azione muscolare eccentrica rispetto alla contrazione di riferimento puramente isometrica. Hanno osservato che questo apparente aumento dell’efficienza muscolare ha avuto un costo: i soggetti avevano ridotto il controllo della forza muscolare, suggerendo che l’efficienza muscolare dopo l’azione eccentrica ha il costo della perdita nel controllo motorio fine., ben catturato con la tradizionale croce-ponte teoria, che muscolare eccentrico azioni sono controllate con l’attivazione di diversi strategie che concentrici o contrazioni isometriche, che questi attivazione di strategie sono di plastica e può essere adattato per formazione e attività di familiarizzazione, che eccentrico azioni di modificare le proprietà meccaniche dei muscoli, che non sono un rischio di infortunio (se eseguita correttamente), e che offrono benefici per la riabilitazione e programmi di formazione in pazienti e atleti che vanno al di là (e sono distinti vantaggi rispetto a quelli del concentrico e contrazioni isometriche.,
Inutile dire che non tutti i misteri delle azioni muscolari eccentriche sono stati risolti in questo numero speciale. C’è ancora la necessità di spiegare e comprendere i meccanismi molecolari alla base dell’aumento della forza e della diminuzione del costo metabolico durante e dopo le azioni muscolari eccentriche, la necessità di comprendere i percorsi inibitori nell’azione muscolare eccentrica e il loro adattamento con l’allenamento e la familiarizzazione, e la necessità di implementare e comprendere appieno i benefici dell’azione muscolare eccentrica nell’allenamento e nella riabilitazione, evitando gli infortuni., Credo che lo studio delle azioni muscolari eccentriche contenga molte più sfide e sorprese per noi, proprio come ha fatto negli ultimi dieci anni. Credo anche che le proteine strutturali, come la titina, emergeranno come regolatori cruciali della forza eccentrica e che lo studio delle azioni muscolari eccentriche aiuterà nella nostra comprensione dei meccanismi molecolari alla base della contrazione.