Impact of high external load resistance and low external load resistance training with blood flow restriction on anterior cruciate ligament volume in healthy female and male adults: A randomized controlled trial

Il ginocchio è una cerniera che sostiene il peso del nostro corpo permettendoci di correre, saltare e ruotare. Al centro di questa articolazione si trova una banda di tessuto robusta e simile a una corda chiamata legamento crociato anteriore, o ACL. Questa struttura funge da stabilizzatore primario, impedendo alla tibia di scivolare troppo in avanti rispetto al femore. Quando questo legamento si lacera, si tratta spesso di un infortunio che può segnare la fine di una carriera o sconvolgere la vita, in particolare per gli atleti. Per decenni, gli scienziati hanno saputo che la dimensione di questo legamento è importante: un ACL più spesso e robusto è generalmente associato a un minor rischio di lacerazione. Sebbene comprendiamo che i muscoli possano diventare più grandi e forti attraverso l'esercizio, l'idea che un legamento — un tessuto che non si contrae come un muscolo — potesse anch'esso crescere in risposta all'allenamento è rimasta un mistero. Se riuscissimo a trovare un modo per ispessire questo legamento in modo sicuro, potremmo offrire una nuova via per prevenire gli infortuni prima che accadano.

Un team di ricercatori dell'Università di Rostock, in Germania, si è posto l'obiettivo di testare se specifici tipi di allenamento della forza potessero effettivamente rendere l'ACL più grande. Si sono concentrati su due approcci molto diversi per la costruzione del muscolo. Il primo era l'allenamento di resistenza ad alto carico, il metodo tradizionale in cui le persone sollevano pesi elevati, tipicamente tra il 70 e l'85 percento della loro capacità massima. Il secondo era una tecnica chiamata allenamento di resistenza a basso carico combinato con la restrizione del flusso sanguigno. In questo metodo, i partecipanti sollevano pesi molto più leggeri, solo circa il 20-30 percento del loro massimo, ma indossano speciali manicotti sulle cosce che restringono parzialmente il flusso sanguigno ai muscoli durante l'esercizio. Questa restrizione crea un accumulo di scarti metabolici e una mancanza di ossigeno, che inganna il corpo facendogli credere di lavorare molto più duramente di quanto stia effettivamente facendo. Studi precedenti avevano dimostrato che entrambi i metodi potevano costruire muscoli efficacemente, ma nessuno sapeva se uno di essi potesse cambiare la dimensione del legamento stesso.

Per trovare la risposta, i ricercatori hanno reclutato sessanta adulti sani, uomini e donne tra i diciotto e i trentacinque anni, nessuno dei quali aveva esperienza recente con il sollevamento pesi serio. Hanno diviso casualmente i volontari in tre gruppi. Un gruppo ha eseguito la routine di sollevamento pesante, un altro ha eseguito il sollevamento leggero con i manicotti per la restrizione del flusso sanguigno e il terzo gruppo ha servito come controllo, continuando le proprie normali attività quotidiane senza iniziare un nuovo programma di esercizi. Tutti i gruppi di allenamento si sono esercitati tre volte a settimana per sedici settimane. Prima dell'inizio e dopo la fine dell'allenamento, ogni partecipante è stato sottoposto a una scansione dettagliata utilizzando una potente macchina di risonanza magnetica. Questa tecnologia ha permesso ai ricercatori di misurare con alta precisiono il volume esatto dell'ACL e del muscolo quadricipite nella gamba dominante. Hanno anche misurato la forza muscolare e l'attività elettrica per vedere come l'allenamento influenzasse le prestazioni.

I risultati hanno rivelato una differenza sorprendente tra i due metodi di allenamento. Il gruppo che ha eseguito il sollevamento pesante non ha mostrato alcun cambiamento significativo nelle dimensioni del proprio ACL rispetto al gruppo di controllo. Di fatto, il volume del loro legamento è rimasto essenzialmente lo stesso. Tuttavia, il gruppo che ha utilizzato la tecnica della restrizione del flusso sanguigno ha mostrato un chiaro aumento del volume dell'ACL. In media, i loro legamenti sono cresciuti di circa il 4%, un aumento di circa 99 millimetri cubi. Questo cambiamento non è stato solo una fluttuazione statistica; è stata un'adattamento fisico misurabile. Esaminando più da vicino i dati, i ricercatori hanno scoperto che questa crescita è stata osservata prevalentemente nei partecipanti di sesso maschile, che hanno mostrato ampi effetti rispetto al gruppo di controllo. Sebbene le partecipanti di sesso femminile non abbiano mostrato differenze statisticamente significative tra i gruppi, i risultati complessivi suggeriscono che la capacità di adattamento legamentoso possa differire tra i sessi, con l'effetto più pronunciato negli uomini.

Mentre i risultati sul legamento erano specifici, i risultati sui muscoli sono stati coerenti in entrambi i gruppi di allenamento. Sia chi sollevava pesi pesanti sia il gruppo della restrizione del flusso sanguigno hanno visto i propri muscoli quadricipiti crescere significativamente rispetto al gruppo di controllo. Sono diventati anche più forti, in particolare nei movimenti dinamici in cui spingevano contro la resistenza. Ciò conferma che l'allenamento più leggero con la restrizione del flusso sanguigno è efficace quanto il sollevamento pesante per la costruzione del muscolo, ma aggiunge un nuovo, inaspettato livello: può anche stimolare la crescita del legamento, con l'effetto più evidente nei maschi. I ricercatori hanno osservato che, sebbene i legamenti siano diventati più grandi, non è ancora noto se questo aumento sia sufficiente a prevenire una lacerazione durante un vero infortunio sportivo. Lo studio non ha testato se questi legamenti più spessi potessero resistere a un impatto improvviso o a un atterraggio scomposto.

Lo studio ha anche esplorato perché il sollevamento pesante non abbia prodotto lo stesso risultato. È possibile che l'intenso stress meccanico del sollevamento di pesi pesanti, pur essendo buono per il muscolo, possa aver innescato micro-lesioni o infiammazioni nel legamento che hanno impedito la sua crescita, o forse lo stress era semplicemente troppo alto affinché il tessuto potesse adattarsi in modo positivo. Al contrario, la combinazione di carico meccanico leggero e alto stress metabolico derivante dalla restrizione del flusso sanguigno sembra aver creato l'ambiente perfetto per l'ispessimento del legamento. I ricercatori ritengono che ciò possa essere dovuto all'ambiente a basso contenuto di ossigeno che stimola la produzione di fattori di crescita che aiutano a riparare e costruire il tessuto.

In definitiva, questa ricerca apre una nuova porta nella medicina sportiva. Dimostra che i legamenti non sono strutture statiche che rimangono della stessa dimensione indipendentemente da ciò che facciamo; possono adattarsi, ma il tipo di adattamento dipende fortemente dal metodo di allenamento e dalla biologia della persona che si allena. Per gli uomini, inserire l'allenamento con la restrizione del flusso sanguigno in una routine potrebbe offrire un duplice beneficio: costruire muscoli forti e potenzialmente ispessire i legamenti che proteggono il ginocchio. Per le donne, la storia è diversa, e le ragioni per cui i loro legamenti non sono cresciuti in modo così significativo in questo studio rimangono una questione importante per la ricerca futura. I risultati suggeriscono che la strada verso la prevenzione degli infortuni potrebbe non riguardare solo il rafforzamento dei muscoli intorno al ginocchio, ma anche il trovare il tipo giusto di stress per rendere i legamenti stessi più robusti.