L’efficacia del gesto atletico dipende anche dalla biomeccanica degli arti coinvolti: nel caso della corsa e del salto, per esempio, è la biomeccanica degli arti inferiori a determinare l’efficienza dell’atleta. Durante la corsa e il salto la gamba che tocca il suolo agisce come una molla, sostenendo tutta la massa corporea mentre rimbalza a terra. Potremmo dire che il modello di riferimento è quello della massa-molla.
Diventa interessante capire come tendini e muscoli lavorano insieme durante la fase di rimbalzo al suolo, tanto nel santo quanto nella corsa, e come questa dinamica contribuisce alla regolazione della rigidità delle gambe.
Un recente studio del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Tokyo, pubblicato su Journal of Applied Physiology, si concentra proprio su questo aspetto.
Sono nove i partecipanti allo studio, tutti giovani maschi in salute, sottoposti a un test del salto a due gambe a diverse frequenze, guidati da un metronomo. Sette le frequenze scelte dagli autori, comprese tra 2.0 e 3.5 Hz con incrementi costanti di 0.25 Hz. L’atterraggio avviene, in tutti i casi, su due diverse piastre di forza, una per piede.
I test
I tipi di misurazione effettuati durante il test sono tre. Prima di tutto, l’atterraggio viene misurato dalle piastre di forza, mentre i dati sulla cinematica sono ottenuti con un sistema di cattura del movimento in 3D.
Infine, gli autori hanno usato una sonda ecografica per catturare l’immagine longitudinale del gastrocnemio mediale destro, a 80 Hz.
La sincronizzazione di tutti questi dati è stata particolarmente laboriosa, e ha richiesto la risoluzione di molti problemi, ma permette di capire la corretta sequenza di eventi che avvengono sotto la cute durante il gesto atletico.
Gli autori hanno potuto osservare che i muscoli funzionano in modo differente rispetto a quanto ci aspettiamo. Per esempio, modulano la loro lunghezza in base alla frequenza di salto: durante i salti più lenti, le fibre muscolari mantengono la propria lunghezza, mentre quando la frequenza cresce, le fibre si accorciano per sostenere forze maggiori.
Questo processo migliora la rigidità delle gambe, permettendo movimenti più veloci. Gli autori hanno chiamato questo processo “rigidità negativa“. Spiegano gli autori: «I nostri risultati forniscono un nuovo quadro per comprendere la funzione muscolare durante diverse attività. Piuttosto che considerare i muscoli semplicemente come generatori di forza, abbiamo dimostrato che modulano attivamente le proprietà meccaniche della gamba attraverso la loro interazione dinamica con i tendini. Questa prospettiva apre nuove strade alla ricerca in medicina dello sport, medicina riabilitativa e ingegneria biomeccanica».
Questo studio è solo un primo passo: gli autori intendono proseguire in questa direzione e trovare modo per utilizzare queste scoperte per migliorare il training sportivo, la riabilitazione e anche la progettazione delle protesi.
Fonte: Kuriyama, K., & Takeshita, D. (2025) Leg stiffness adjustment during hopping by dynamic interaction between the muscle and tendon of the medial gastrocnemius. Journal of Applied Physiology, doi.org/10.1152/japplphysiol.00375.2024.
