Una teoria proposta da molti anni non solo tra i coach e i tecnici, ma anche tra alcuni scienziati, è che cambiare direzione delle punte dei piedi sul calf raise a ginocchia estese (standing calf, donkey calf, calf press ecc) modifica l’attivazione dei gastrocnemi (o gemelli).
Per la precisione, l’idea più diffusa è che orientare le punte verso l’esterno coinvolge di più il gemello mediale, orientarle all’interno coinvolge più il capo laterale, mentre i piedi paralleli comportano un’attivazione uniforme tra i due capi (1,2).
D’altra parte, diversi altri tecnici sostengono che questa non sia una teoria plausibile, sulla base di alcuni aspetti dell’anatomia. In questo articolo si cercherà di dare una risposta a tali controversie valutando cosa è stato osservato dagli esperimenti condotti.
Basi anatomiche e biomeccaniche della teoria contro
Le ipotesi contrarie si basano su una certa interpretazione dell’anatomia di base. In particolare si considera il principio della relazione lunghezza-tensione (LTR), e quindi il grado di pre-allungamento o pre-accorciamento in partenza del gastrocnemio durante i vari calf raise a ginocchia estese.
Il gastrocnemio origina dagli epicondili laterali e mediali del ginocchio, dal piano popliteo e dalla porzione della capsula articolare del ginocchio. Il muscolo si inserisce con il tendine d’Achille nella faccia posteriore del calcagno, assieme agli altri fasci del tricipite surale (soleo e plantare). Quando è esteso il ginocchio non ruota assialmente (intra e extrarotazione), lo può fare solo quando è flesso (grazie alla detensione dei legamenti collaterali), pur essendo il ginocchio esteso necessario per enfatizzare l’attivazione dei gemelli in toto durante i calf raise (3,4,5).
Su queste basi di anatomia, molti ritengono inutile l’alterazione dell’orientamento dei piedi, poiché questa comporta la rotazione assiale dell’anca ma non del ginocchio o della caviglia: essendo il gastrocnemio attaccato alla caviglia e al ginocchio, ma non all’anca, questa modifica non avrebbe alcun effetto sulla sua LTR.
In altre parole, in questo modo non verrebbe provocata alcuna modifica in partenza dell’allungamento muscolare dei due gemelli perché questa non dipende dalla rotazione dell’anca, che però sarebbe l’unica articolazione che ruota spostando le punte in dentro o in fuori.
Basi anatomiche e biomeccaniche della teoria a favore
Per essendo che la spiegazione contro la teoria dell’orientamento dei piedi segue una certa logica, diversi scienziati hanno proposto che questa modifica può effettivamente comportare un’alterazione dell’attivazione dei gemelli (1,6), fornendo anche delle ipotesi biomeccaniche sul perché questo accadrebbe (1).
Ad esempio, si propone che anche le articolazioni caviglia e ginocchio possono subire rotazione modificando l’orientamento dei piedi. In questo modo, la rotazione concomitante della caviglia e del ginocchio provocata dall’intra- ed extrarotazione dei piedi potrebbe alterare diverse caratteristiche architetturali dei due capi del gastrocnemio, quali la linea d’azione, l’angolo di pennazione e la lunghezza dei fascicoli. Alterare queste caratteristiche modificherebbe l’espressione della forza dei due gemelli (1).
Un’altra ipotesi espressa da alcuni scienziati è che, durante i calf raise, anche la rotazione dell’anca di per sé può alterare l’attivazione dei gastrocnemi, in maniera indipendente dalla rotazione di caviglia e ginocchio. Questa modifica causerebbe una diversa proiezione della linea della forza sulla caviglia: lateralmente con le punte verso l’interno, e medialmente con le punte all’esterno (1).
Un ulteriore fattore meccanico che pone delle basi teoriche a supporto dell’ipotesi riguarda la poco considerata rotazione della caviglia. Il diverso orientamento dei piedi comporta delle differenze nella prono-supinazione passiva di questa articolazione, che a sua volta possono riflettersi in differenze nell’attivazione muscolare.
Su uno scalino dritto, con le punte orientate all’esterno il piede tende alla supinazione (o inversione), mentre con le punte all’interno tende alla pronazione (o eversione): queste modifiche potrebbero determinare delle differenze.
Evidenze scientifiche
La Scienza non può basarsi solo su ipotesi dandone per scontate le conclusioni, ma deve effettuare degli esperimenti per determinare in maniera diretta la veridicità o meno dell’ipotesi stessa. Non a caso, i pochi esperimenti hanno osservato delle differenze di attivazione dei gemelli alterando l’orientamento delle punte dei piedi (1,6).
– Tesch (1999), tramite imaging a risonanza magnetica (MRI), osservò dai dati abbastanza confusi. Alla donkey calf machine riscontrò che tutti gli orientamenti delle punte attivavano di più il gastrocnemio mediale. Al contrario, alla standing calf machine le punte orientate internamente attivavano il muscolo in maniera più distribuita, mentre con le punte all’esterno o parallele il capo mediale prevaleva sul laterale (6). Tali risultati non sarebbero molto prevedibili in quanto entrambi i macchinari impongono la flessione plantare a ginocchia estese, e non sono chiari i motivi di queste differenze tra i due esercizi.
Nonostante Tesch sia un noto scienziato nel campo della fisiologia muscolare, i suoi studi non furono pubblicati in una rivista peer review, ma in un suo testo dedicato all’allenamento per il bodybuilding. Tutti i suoi test erano stati condotti su 3-4 uomini e donne allenati e assistiti, che eseguivano 4 serie da 10-12 RM con una tecnica pulita e 90 secondi di pausa tra le serie (6), ma non si conoscono ulteriori dettagli per riconoscerne le limitazioni.
– L’unico studio nella ricerca peer review è stato quello di Riemann et al. (2011). Vennero coinvolti 10 donne e 10 uomini attivi con una precedente esperienza con l’esercizio. Si trattava di uno standing calf raise ai pesi liberi (bilanciere) e non su macchinario, con un carico complessivo corrispondente al 130-135% del peso corporeo del soggetto. Venne osservato che le punte all’esterno provocavano una maggiore attivazione del capo mediale, all’interno provocavano una maggiore attivazione del capo laterale, mentre con le punte parallele si otteneva un’attivazione più equilibrata tra i due capi (1).
Tra alcune delle varie limitazioni, l’esercizio testato non simulava la stessa meccanica delle calf raise machine in quanto il ROM della caviglia era molto limitato nella fase eccentrica (lo scalino era molto basso), l’instabilità dei pesi liberi avrebbe potuto alterare le risposte rispetto alla macchina, l’intensità di carico (RM) e l’intensità dello sforzo non erano standardizzate (12 ripetizioni con ripetizioni in riserva non definite e variabili).
Implicazioni
Nonostante alcuni critici sostengono l’impossibilità di alterare l’attivazione dei gastrocnemi in base all’orientamento delle punte, queste sono semplici congetture basate su una certa interpretazione dell’anatomia, ma non su evidenze. Mentre altre interpretazioni dell’anatomia e della biomeccanica, e soprattutto le poche evidenze dirette, supportano conclusioni opposte.
I meccanismi per cui ciò accadrebbe non sono chiari: il sospetto è che siano indiretti, tramite la prono-supinazione della caviglia o una diversa proiezione della linea della forza sulla stessa articolazione, ma non si può escludere l’influenza della posizione dei piedi sulla relazione lunghezza-tensione (LTR) dei gastrocnemi.
Il fatto che i pochi studi eseguiti dimostrino risultati contrastanti e presentino delle limitazioni, certo non li invalida, o perlomeno lascia aperta la possibilità di ridistribuire il lavoro preferenziale su uno dei due gastrocnemi, cosa che del resto è sempre stata osservata dai pochi test condotti.
Riepilogo e estrapolazioni pratiche
I vari calf raise a ginocchia estese e bloccate sono la principale categoria di esercizi contro resistenza utilizzata per stimolare preferenzialmente i gastrocnemi (gemelli).
Anche se si necessita di ulteriori approfondimenti, è possibile che orientare le punte verso l’esterno comporti una maggiore attivazione del capo mediale, e verso l’interno comporti una maggiore attivazione del capo laterale.
Il punto comune tra i due studi sull’orientamento dei piedi è che con le punte esterne il capo mediale è sempre risultato più attivo (1,6), mentre non sempre orientare le punte in dentro dimostrava un’attivazione preferenziale del capo laterale (6).
Esistono altri fattori che possono condizionare l’attivazione dei due capi. La leggera flessione del ginocchio durante l’esecuzione dei calf raise a gambe tese penalizza notoriamente l’attivazione del capo mediale rispetto al laterale (3,4,5).
Per coinvolgere preferenzialmente il gastrocnemio mediale:
- la necessità è dapprima quella di mantenere il ginocchio esteso e bloccato (lock-out);
- probabilmente l’effetto viene potenziato dall’orientamento delle punte verso l’esterno;
Per coinvolgere preferenzialmente il gastrocnemio laterale:
- mantenere le ginocchia semi-flesse può ridurre l’attivazione del capo mediale ridistribuendo il lavoro sul laterale;
- l’orientamento delle punte in posizione neutra o tendente all’interno potrebbe offrire un ulteriore contributo nel ridistribuire un maggiore lavoro sul gemello laterale, anche se in questo caso c’è una maggiore incertezza;
Riferimenti:
- Riemann BL et al. Medial and lateral gastrocnemius activation differences during heel-raise exercise with three different foot positions. J Strength Cond Res. 2011 Mar;25(3):634-9.
- Schoenfeld BJ. Science and Development of Muscle Hypertrophy. Human Kinetics. 2016. pp. 124.
- Tamaki H et al. Electromyogram patterns during plantarflexions at various angular velocities and knee angles in human triceps surae muscles. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1997;75(1):1-6.
- Signorile JF et al. Selective recruitment of the triceps surae muscles with changes in knee angle. J Strength Cond Res. 2002 Aug;16(3):433-9.
- Price TB et al. Comparison of MRI with EMG to study muscle activity associated with dynamic plantar flexion. Magn Reson Imaging. 2003 Oct;21(8):853-61.
- Tesch PA. Target Bodybuilding: Precision Lifting for More Mass and Greater Definition. Human Kinetics. 1999. pp. 119-131.
