Femmine vs Maschi in forza massima ed esplosiva

  • Bartolomei S, Grillone G, Di Michele R, Cortesi M. A Comparison between Male and Female Athletes in Relative Strength and Power Performances. J Funct Morphol Kinesiol. 2021 Feb 9;6(1):17. doi: 10.3390/jfmk6010017. PMID: 33572280.
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33572280/

Poco tempo fa ho avuto una discussione sul perché gli atleti maschi siano più performanti delle femmine. Il punto di partenza è ovviamente la maggiore massa muscolare e la minore massa grassa che caratterizza i maschi (quindi più forti e leggeri?). Ma è solo un punto di partenza di un argomento molto sfaccettato e le cui conseguenze non sono scontate. Ad esempio è vero che a parità di massa corporea, un uomo ha generalmente una maggiore forza massima ed esplosiva di una donna, ma se compariamo un maschio e una femmina a parità di massa muscolare (quindi la femmina probabilmente sarà più pesante), cosa succede? La ricerca ci dà qualche risposta.

Osservazione nel sesso femminile rispetto al sesso maschile
Massa grassaGeneralmente più elevata
Massa magraGeneralmente più ridotta e distribuita differentemente
Forza massima (il peso massimo che si riesce a spostare)Maggiore nei maschi, ma tendenzialmente uguale se corretta per la massa magra o per il volume del muscolo
Forza esplosiva (quanto veloce si riesce ad accelerare un carico)in alcuni studi, maggiore negli uomini anche aggiustando per massa magra. Un recente studio non ha invece mostrato differenze nella parte inferiore del corpo.

Considerando la forza massima, si vede che per una donna potrebbe influenzare non solo la differente composizione corporea, ma anche la distribuzione del muscolo. La parte inferiore delle donne tende ad essere più muscolosa della parte superiore, a differenza degli uomini. E quando si considerano maschi e femmine di uguale muscolatura, ecco che le differenze tendono ad annullarsi.

Ma quando si parla di forza esplosiva. alcuni studi mostrano che anche correggendo per massa magra, i maschi tendono ad essere più forti. Ci si rende conto che forse una spiegazione puramente quantitativa del muscolo non è sufficiente e bisogna andare a vedere le differenze qualitative e morfologiche del tessuto muscolare.

Osservazione nel sesso femminile rispetto al sesso maschile
Numero di fibre muscolariUguali (e anche di uguale funzionalità)
Concentrazione di enzimi della glicolisi Inferiore rispetto ai maschi. Gli enzimi della glicolisi servono per convertire il glucosio in energia all’interno dei muscoli. Per quanto riguarda la forza esplosiva, non scommetterei troppo su questo fattore visto che le principali vie metaboliche sono le riserve di ATP e Creatina.
Proporzione di fibre muscolariProporzione di fibre di tipo I maggiore rispetto ai maschi. Le fibre di tipo I sono le fibre lenti, più specializzate nell’attività aerobica.
Architettura muscolareNon sono note differenze fra sessi. Con l’architettura muscolare si intende il volume dei muscoli, la lunghezza delle fibre e l’angolo di pennatura (per i muscoli pennati). Esistono studi che mostrano come questi parametri influiscano la forza muscolare.

In questo post voglio parlare di un recente studio di Bartolomei e colleghi, in cui hanno analizzato proprio l’architettura muscolare e la sua influenza sulla forza massima ed esplosiva nei diversi sessi. Nel dettaglio, hanno voluto:

  1. Confrontare in atleti maschi e femmine le differenze fra forza massima ed esplosiva relativamente alle misure corporee e all’architettura muscolare
  2. Identificare delle relazioni fra l’architettura muscolare e le forza massima negli atleti

Gli autori hanno ipotizzato di trovare livelli maggiori di forza massima ed esplosiva nei maschi anche correggendo per massa corporea, massa magra e dimensione del muscolo.

Materiali e metodi

30 atleti (16 maschi e 14 femmine), sono stati reclutati per lo studio.

MaschiFemmine
Numero1614
Età26.4 ± 5.0 anni25.1 ± 3.2 anni
Peso88.9 ± 16.6 kg58.1± 9.1 kg
Altezza177.6 ± 9.3 cm161.7 ± 4.8 cm
Sport3 sollevamento pesi, 9 rugby, 4 atletica (lancio e salto con l’asta)3 sollevamento pesi, 7 rugby, 4 atletica (lancio e salto con l’asta)
Esperienza nell’allenamento coi pesi5.2 ± 2.9 anni, 4.6 ± 1.9 allenamenti a settimana4.1 ± 2.4 anni, 4.1 ± 1.5 allenamenti a settimana
Partecipanti

Lo studio si è tenuto in due sessioni, a distanza di 48 ore. Durante la prima visita per ogni soggetto si è valutato:

  1. Misure antropometriche: peso, altezza e stima della massa magra usando la plicometria
  2. Esplosività della parte superiore del corpo: Bench Press Throw alla smith machine col 50% del massimale
  3. Esplosività della parte inferiore del corpo: Counter Movement Jump (salto a seguitio di una accosciata)
  4. Forza isometrica massimale: Mid Shin Pull sempre alla smith machine. Con la barra bloccata all’altezza degli stinchi, i partecipanti dovevano tirare il più possibile la barra
  5. Massimale di squat

Durante la seconda visita invece si è valutato:

  1. Spessore muscolare: per i muscoli Trapezio, Gran Pettorale e Vasto Laterale (il muscolo più grosso del quadricipite)
  2. Angolo di pennatura del vasto laterale
  3. Lunghezza delle fibre del vasto laterale
  4. Massimale di panca
  5. Massimale di stacco da terra

I dati raccolti per ogni gruppo sono stati analizzati per trovare se esistesse:

  • Differenze fra femmine e maschi in performance e misure
    • Senza aggiustamenti
    • Aggiustando per massa magra
    • Aggiustando per spessore muscolare
  • Relazioni all’interno di ogni gruppo fra architettura muscolare e performance

Risultati

Di seguito i risultati senza aggiustamenti per massa magra:

MisuraDifferenze assolute fra maschi e femmineConsiderazioni
Massa grassaNessuna differenza significativaVuol dire che gli atleti maschi e femmine, pur pesando in meno 20kg in meno, avevano in media la stessa massa grassa.
Massa magra e spessore dei muscoliPiù elevato nei maschiCome era da aspettarsi, il gruppo maschile aveva più massa magra e i muscoli più spessi.
Lunghezza fibre del vasto lateralePiù elevato nei maschiI maschi erano 15 cm più alti in media, probabilmente avevano anche i femori più lunghi
Angolo pennatura del vasto lateraleNessuna differenza significativaLa pennatura pare sia un adattamento agli sport di forza, questo risultato suggerisce che possa essere identico fra maschi e femmine.
Differenze assolute senza aggiustamenti per massa magra

Di seguito i risultati aggiustando per massa magra

MisuraDifferenze aggiustate per massa magraConsiderazioni
Massimale squat e staccoNessuna differenza significativaQuesto risultato è conforme con quanto riscontrato in letteratura. A parità di massa magra, non ci sono differenze fra maschi e femmine nella forza massima per la parte inferiore del corpo
Counter Movement JumpNessuna differenza significativa
Mid shin pullNessuna differenza significativa
Bench press throwPiù elevato nei maschiNella forza esplosiva (e massima) su panca piana, i maschi sono risultati più forti
Massimale di pancaPiù elevato nei maschi
Differenze in forza massima ed esplosiva aggiustate per massa magra

A questo punto ci si è posta la domanda. Ci sono differenze se invece di aggiustare per la massa magra in generale, si aggiusta per lo spessore del muscolo? L’intuizione di fondo è capire se a parità di spessore del pettorale ad esempio, il massimale di panca è lo stesso. Quello che è emerso è che:

  • Correggendo per lo spessore del Vasto Laterale, c’era una differenza nelle misure di forza del peso corporeo. In pratica a parità di spessore, si è trovato che il gruppo femminile aveva una minore forza esplosiva e massimale
  • Anche correggendo per lo spessore del Gran Pettorale, si è ottenuto lo stesso risultato. Il gruppo femminile sembra essere meno forte.

Discussione

Devo dire che ho apprezzato questo studio sia come design, sia perché ha usato atleti professionisti. I risultati ottenuti hanno confermato altri studi in cui si mostra che le femmine, almeno nella parte inferiore del corpo, hanno forza massima ed esplosiva comparabile aggiustando per la massa magra. Lo studio ha inoltre mostrato che non esistono differenze nella pennatura del vasto laterale, suggerendo adattamenti simili all’allenamento.

Rimangono quindi degli interrogativi:

  1. Perché, anche aggiustando per la massa magra, la forza della parte superiore del corpo è risultata inferiore nel gruppo femminile?
  2. E infine perché aggiustando per la massa magra non ci sono differenze nella parte inferiore del corpo, ma ci sono differenze se si corregge per lo spessore del vasto laterale?

Gli autori per rispondere a queste domande, propongono diverse ipotesi:

  • Differenze muscolari qualitative
    • Distribuzione: il corpo femminile ha più massa nella parte inferiore del corpo
    • Tipologia di fibre: fibre di tipo I in percentuale maggiore
    • Enzimi della glicolisi: più ridotti rispetto ai maschi
  • Differente uso muscolare durante gli esercizi
    • Sono documentate differenze nell’esecuzione dello squat con una gamba e nell’attivazione muscolare durante la panca piana
    • Se le femmine utilizzassero in percentuale diversa altri muscoli per seguire lo squat, si potrebbe spiegare perché risultino meno forti correggendo solo per il vasto laterale, semplicemente hanno usato altri muscoli!
  • Lunghezza delle fibre del vasto laterale maggiore e spessore assoluto più grande
    • Le fibre del gruppo maschile erano significativamente più lunghe e quindi in grado di contrarsi più velocemente.
    • In uno studio del 2020, Maden-Wilkinson et al. hanno mostrato che il volume del quadricipite correlava con una maggiore forza nella Leg Extension.
    • In questo studio invece si è usato lo spessore, e vorrei esprimere una mia opinione
    • Assumendo che anche il volume del pettorale correli con la forza sulla panca piana, l’aggiustamento sarebbe dovuto essere fatto sul volume, che a differenza dello spessore varia in modo cubico. Questo potrebbe aver sfalsato le statistiche.

Dopo aver visto gli interrogativi e le possibili spiegazioni, bisogna necessariamente riportare le limitazioni dello studio. Servono sia come spunto per sviluppi futuri, sia per soppesare certi risultati. Gli autori hanno identificato come limitazioni che:

  • La tecnica di esecuzione non è stata analizzata, quindi non si può sapere se le differenze fra i due gruppi siano dovute ad un diverso modo di eseguire gli esercizi. Ad esempio uno squat più “schienato” utilizza più la catena cinetica posteriore.
  • I test sono stati fatti su movimenti complessi e multiarticolari, ma è stato valutato lo spessore di soli tre muscoli.
    • Se consideriamo ad esempio lo stacco da terra, il vasto laterale è attivato in misura minore rispetto agli ischiocrurali o al grande gluteo.
    • Una misurazione di più muscoli averebbe potuto portare a risultati diversi.
  • Gli atleti si allenavano in palestra, ma sicuramente i protocolli di allenamento erano differenti.
    • Parliamo sia di differenze fra gruppi. Ad esempio se il gruppo maschile faceva più spesso la panca piana in palestra
    • Ma specialmente anche di differenze all’interno dei singoli gruppi. Ad esempio se un sottogruppo fra le praticanti di rugby, sollevamento pesi o atletica, fosse stato molto più allenato in un esercizio avrebbe potuto compromettere l’analisi statistica.

Applicazioni pratiche

Questo è stato uno studio interessante che ha contribuito alla questione ancora aperta delle differenze fra i due sessi per quanto riguarda forza massima e forza esplosiva. A livello pratico, l’unica cosa che si può prendere direttamente è che fra atleti praticanti di sala pesi, i maschi hanno in valore assoluto più elevato di massa magra, altezza e hanno una forza maggiore rispetto alle femmine.

Ma qui stiamo parlando di una fotografia in un certo istante del tempo. Se consideriamo invece l’allenamento e i progressi che si vedono in palestra, il discorso cambia. Molti studi hanno osservato che le femmine migliorano e diventano forti con lo stesso “rate” dei maschi. Vuol dire che i progressi percentuali di forza e ipertrofia saranno gli stessi. Poi molto probabilmente a parità di allenamento, un maschio (anche per la maggiore quantità di testosterone) tenderà a sviluppare più massa muscolare, ma non avrà progressi più rapidi di una femmina.

Infine voglio fare un appunto riguardo alla massa grassa. È vero che il corpo femminile ha una maggiore quantità di tessuto adiposo, ma è dovuto ad una quantità più elevata di grasso essenziale (che serve per vivere). Quindi se si usano le percentuali di massa grassa o il peso corporeo per valutare i progressi, l’unica comparazione che va fatta è con se stessi e mai con i dati di una persona del sesso opposto. Giusto per avere un’idea, il classico “fisico da spiaggia” che un maschio punta ad avere durante l’estate si aggira intorno al 10% di massa grassa. Per una femmina questa percentuale è circa quella delle bodybuilder professioniste durante la competizione, quindi al limite della sopravvivenza.

Riferimenti

  • S. Bartolomei, G. Grillone, R. Di Michele, e M. Cortesi, «A Comparison between Male and Female Athletes in Relative Strength and Power Performances», J Funct Morphol Kinesiol, vol. 6, n. 1, feb. 2021, doi: 10.3390/jfmk6010017.
  • [1]B. M. Roberts, G. Nuckols, e J. W. Krieger, «Sex Differences in Resistance Training: A Systematic Review and Meta-Analysis», J Strength Cond Res, mar. 2020, doi: 10.1519/JSC.0000000000003521.
  • S. Alizadeh, M. Rayner, M. M. I. Mahmoud, e D. G. Behm, «Push-Ups vs. Bench Press Differences in Repetitions and Muscle Activation between Sexes», J Sports Sci Med, vol. 19, n. 2, pagg. 289–297, giu. 2020.
  • P. Lisman, J. N. Wilder, J. Berenbach, J. J. Foster, e B. L. Hansberger, «Sex differences in lower extremity kinematics during overhead and single leg squat tests», Sports Biomechanics, vol. 0, n. 0, pagg. 1–14, gen. 2021, doi: 10.1080/14763141.2020.1839124.
  • T. M. Maden-Wilkinson, T. G. Balshaw, G. J. Massey, e J. P. Folland, «Muscle architecture and morphology as determinants of explosive strength», Eur J Appl Physiol, gen. 2021, doi: 10.1007/s00421-020-04585-1.
  • T. M. Maden-Wilkinson, T. G. Balshaw, G. J. Massey, e J. P. Folland, «What makes long-term resistance-trained individuals so strong? A comparison of skeletal muscle morphology, architecture, and joint mechanics», J Appl Physiol (1985), vol. 128, n. 4, pagg. 1000–1011, apr. 2020, doi: 10.1152/japplphysiol.00224.2019.

Effetti di una eccentrica più lenta sul massimale di panca

  • Wilk M, Gepfert M, Krzysztofik M, Mostowik A, Filip A, Hajduk G, Zajac A. Impact of Duration of Eccentric Movement in the One-Repetition Maximum Test Result in the Bench Press among Women. J Sports Sci Med. 2020 May 1;19(2):317-322. PMID: 32390725; PMCID: PMC7196738.
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32390725/

Introduzione

La maggior parte degli esercizi coi pesi è divisa in due fasi: una fase in cui il muscolo si accorcia e una in cui il muscolo si allunga. Queste fase sono chiamate concentrica ed eccentrica. Esempi di eccentrica sono:

  • La barra che si abbassa verso il petto nella panca piana (pettorale e tricipite si allungano)
  • Lo scendere in buca durante lo squat (quadricipite, gluteo e polpacci)
  • La discesa durante una trazione (gran dorsale e bicipite).

Per variare gli esercizi, è una pratica comune alterare i tempi, la cadenza, di questi movimenti. Ad esempio è possibile fare una concentrica molto veloce per allenare la forza esplosiva, oppure rallentare il movimento di eccentrica per aumentare il tempo sotto tensione e aumentare il danno muscolare. E per chi ha mai provato quest’ultima variante, sa bene che per sopravvivere bisogna fare due cose:

  1. Abbassare il carico
  2. Diminuire il numero delle ripetizioni.

Ma questa regola vale anche per il massimale di panca? Ovvero se faccio una panca con la discesa lenta, il mio massimale si diminuirà? Intuitivamente sì, e almeno un altro studio precedente ha documentato questo effetto. In questo paper, gli autori vogliono provare a confermare i risultati comparando il massimale di panca con 2, 4 e 6 secondi di eccentrica su dei soggetti di sesso femminile con esperienza in sala pesi.

Metodi e procedure

21 donne hanno partecipato allo studio, di età 23.4 ± 2.2 anni, con un peso corporeo di 53 ± 6.7 kg. I soggetti avevano almeno 1 anno di allenamento di forza, nello specifico 2.3 ± 1.47 anni. Gli autori nell’introduzione non hanno specificato il loro massimale di panca, ma guardando i risultati finali, il massimale si potrebbe attestare sui 44.6 ± 3.5 kg. Per il loro peso corporeo e l’esperienza in sala pesi, i soggetti erano ben allenati: stando a strengthlevel.com, si pongono intorno ad livello intermedio.

Trovo sempre piacevole leggere studi con soggetti allenati di sesso femminile. Molti degli studi sull’allenamento coi pesi considera solo una popolazione maschile, ma vista la popolarità sempre più crescente ma anche di pesistica, powerlifting e strongwoman, è importante poter affidamento su una base scientifica per entrambi i sessi.

Ma torniamo al paper. Lo scopo era quello di verificare gli effetti sul massimale di panca (1RM) usando diversi tempi di eccentrica (2, 4 e 6 secondi):

  • Ogni soggetto ha eseguito, in ordine casuale, una 1RM con 2 secondi, 4 secondi e 6 secondi di eccentrica (modalità crossover: tutti i soggetti eseguono tutti i test).
  • L’analisi statistica ha usato una ANOVA a misure ripetute per calcolare l’effetto della diversa eccentrica sul 1RM.

Prima del test, i soggetti hanno partecipato per tre settimane a delle sessioni per familiarizzare con le diverse eccentriche. Questa parte è essenziale per uniformare l’effetto dell’apprendimento motorio. Se uno dei soggetti allenasse con frequenza la panca con un’eccentrica lenta, probabilmente sarebbe più forte in quel movimento e potrebbe sfalsare i risultati. Il giorno del test i soggetti, dopo un riscaldamento, i soggetti sono stati assegnati ad una eccentrica casuale (2, 4 o 6 secondi) e hanno eseguito una ripetizione e recupero partendo dal 80% del 1RM:

  1. Una ripetizione di panca con la specifica eccentrica in modalità touch&go.
    • Uno spotter aiutava a fare l’unrack
    • La barra scendeva fino al petto
    • Appena toccato, doveva essere spinta in alto fino ad estendere completamente i gomiti
  2. La ripetizioni era considerata fallita se:
    • La barra non arrivava fino al petto
    • La barra rimbalzava sul petto
    • L’eccentrica non era conforme a quanto atteso (troppo veloce o troppo lenta)
    • Non si riusciva ad estendere completamente i gomiti
  3. In caso di successo, si riposava 5 minuti e si incrementava il peso di 2.5/5 kg

Una volta terminato il test, ogni soggetto è stato assegnato ad un’altra eccentrica casuale e ha ripetuto il test. Infine, un’ultima prova è stata fatta con l’eccentrica rimanente.

Risultati

Come era da aspettarsi, il 1RM è calato in maniera significativa con l’aumentare dell’eccentrica (in tutte le comparazioni, p < 0.0.1):

  • 2″ eccentrica: 44.6 ± 3.5 kg
  • 4″ eccentrica: 41.8 ± 3.6 kg (calo del 6.2 ± 1.7 %)
  • 6″ eccentrica: 40.6 ± 4.4 kg (calo del 3.1 ± 3.2 %, calo del 9.1 ± 3.1 % rispetto ai 2″)

La diminuzione del 1RM potrebbe essere dovuto a:

  • Aumento della fatica: maggiore il tempo sotto tensione, maggiore è lo stress meccanico che subiscono le fibre muscolari. Inoltre la contrazione muscolare restringe i vasi sanguigni, aumentando l’accumulo di metaboliti.
  • Uso meno efficiente del ciclo “Stretch-Shortening”: un allungamento di un muscolo seguito immediatamente da un accorciamento, riesce ad esprimere più forza rispetto al solo accorciamento (forse è dovuto ad un effetto molla dai tessuti elastici durante l’allungamento). Da studi precedenti risulta che probabilmente una eccentrica molto lenta è in grado di limitare questo effetto.

Applicazioni pratiche

Quindi questo studio ha confermato che una eccentrica lenta diminuisce anche la forza massimale. È difficile trarre delle vere applicazioni pratiche da questo studio, ma si possono fare considerazioni riguardo all’importanza di standardizzare le ripetizioni. Nello studio si vede come il massimale di panca sia influenzato dalla cadenza, un movimento volutamente più lento è in grado di esprimere meno forza.

Questa variazione di velocità può essere un bene o un male. Se voglio allenarmi per essere più forte nella panca piana, e non ho problemi di tecnica, non ha senso rallentare volutamente l’eccentrica. Se invece voglio variare il movimento e fare volutamente un esercizio più lento, non ha senso progredire di carico se devo accelerare il movimento. Quindi vuoi per specificità, vuoi per consistenza, è importante cercare di rimanere coerenti con l’esercizio che si sta eseguendo. Quindi:

  • Se stai facendo un allenamento di forza, fatti guardare da uno spotter o filmati per avere un feedback sulla velocità dell’eccentrica.
  • Se vuoi allenare una eccentrica controllata, usa un metronomo (o un’app equivalente). Nello studio per valutare la cadenza i soggetti avevano un metronomo regolato a 60 bpm (un tick per secondo).
  • Più fai lento il movimento, più il tuo massimale diminuirà, ma la differenza non è necessariamente così elevata. Se vuoi progredire in un esercizio ad eccentrica controllata, sentiti libero di aumentare il carico e abbassare le ripetizioni, a patto che la cadenza rimanga invariata.