Gastrocnemio: anatomia e biomeccanica

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Il gastrocnemio, o muscolo gastrocnemio, è un muscolo superficiale della loggia posteriore della gamba. Insieme al muscolo soleo va a comporre il tricipite della sura. 

In generale il tricipite della sura e, ancora più nello specifico, proprio il muscolo gastrocnemio sono noti per la loro difficile allenabilità in termini ipertrofici. Molto spesso chi non riesce ad ottenere il risultato sperato in termini di aumento di massa muscolare del gastrocnemio apporta la motivazione della scarsa sensibilità all’allenamento per l’ipertrofia di questo muscolo come sua caratteristica genetica. Sicuramente questa componente non è da sottovalutare e, forse, si potrebbe dire che ha una maggiore incidenza rispetto ad altri distretti corporei. Molto più spesso però sono la tecnica di esecuzione scorretta ed una altrettanto scorretta programmazione e metodologia di allenamento che portano a quel risultato. 

Inoltre è importante prendere consapevolezza della modalità con cui questo muscolo assolve alla sua funzione che, volendo sintetizzare, si può ridurre a quella della propulsione in avanti durante il cammino e la corsa.

È già interessante citare uno studio condotto nel 2016 riguardo all’architettura e alla funzionalità dell’unità muscolo tendinea creata dal gastrocnemio e dal tendine d’Achille. I ricercatori hanno messo a confronto lo studio dell’unità muscolo tendinea di popolazioni pigmee e industrializzate. Come prima cosa è interessante notare come sia stata sottolineata dai risultati la grande differenza emersa in relazione a diversi fattori: dalla lunghezza delle fibre alla capacità di massima dorsiflessione della caviglia, dalla rigidità del tendine d’Achille all’economia in gesti specifici come l’arrampicarsi. Ciò che può risultare utile è che nelle popolazioni industrializzate le fibre muscolari tendono ad essere più corte e con una relativa capacità di esprimere forza in range di movimento minori.

In ogni caso come prima cosa per aumentare la consapevolezza nell’allenamento di un qualsiasi muscolo o distretto corporeo è necessario studiarne l’anatomia e la biomeccanica, e il muscolo gastrocnemio non fa eccezione. 

Gastrocnemio: anatomia

Come anticipato il muscolo gastrocnemio è un muscolo superficiale della loggia posteriore della gamba. Di questa loggia fanno anche parte il muscolo soleo, il plantare, il tibiale posteriore, il flessore lungo dell’alluce, il flessore lungo delle dita e il popliteo.

Il gastrocnemio è un muscolo biarticolare. Il suo capo mediale origina al di sopra del condilo mediale del femore, mentre il suo capo laterale al di sopra del condilo laterale. Sia il capo mediale che laterale hanno anche in parte origine dalla porzione posteriore della capsula articolare. Nel loro decorso verso il basso i due capi muscolari vanno a creare e delimitare la fossa poplitea unendosi poi nel tendine d’Achille. Oltre ai gemelli si unisce al tendine d’Achille anche il muscolo soleo: questi due muscoli insieme sono definiti come tricipite della sura.

Per puri fini nozionistici è interessante notare una particolarità abbastanza rara. Si stima che esista circa un 10% di individui, con maggior frequenza di incidenza nelle donne, che presenta un piccolo osso sesamoide di forma simile ad un fagiolo, nel capo laterale del gastrocnemio. Questo osso è definito fabella e si può articolare con il condilo laterale del femore. Nel caso causasse dolore spontaneamente o sotto pressione verrebbe definita fabella dolorosa e andrebbe rimossa chirurgicamente. 

Gastrocnemio: biomeccanica

Dal punto di vista biomeccanico è importante premettere che il muscolo gastrocnemio, soprattutto viste le interdipendenze anatomiche con il soleo, che i muscoli del tricipite della sura collaborano in maniera quasi inscindibile. La principale differenza è il raggiungimento della completa e maggiore attivazione dei gemelli a ginocchio esteso. Questo è dovuto al fatto che i muscoli gemelli sono biarticolari mentre il soleo è monoarticolare. 

Concentrando l’attenzione sul gastrocnemio esso ha la funzione di flettere plantarmente il piede e ne è anche il più forte supinatore. Sempre considerando come punto fisso del movimento la coscia coadiuva il bicipite femorale nella flessione del ginocchio. 

Facendo invece uno sforzo d’immaginazione e considerando come punto fisso il piede e la caviglia, il muscolo gastrocnemio ha la funzione di estensore del ginocchio. 

Come anticipato nella prima parte di questo steso articolo questo muscolo è il principale promotore della propulsione in avanti durante la camminata e la corsa. 

Gastrocnemio: esercizi

Per ciò che concerne l’allenamento del muscolo gastrocnemio preso qui in esame non esistono linee guida predefinite. Quindi come allenare i polpacci

Nell’ottica dell’allenamento per l’ipertrofia gli esercizi più utilizzati sono il calf in piedi e il calf da seduti a ginocchia flesse. In quest’ultimo caso però il muscolo principalmente stimolato è il soleo (insieme al tibiale posteriore, al flessore lungo delle dita e dell’alluce). Ciò che però è sicuro e visibile agli occhi di tutti è che molto spesso si ha un approccio approssimativo e superficiale a tali esercizi. È facilmente visibile infatti che la maggior parte degli esercizi per gli arti inferiori coinvolgono quasi esclusivamente la muscolatura presente nella coscia e quasi mai quella presente nella gamba. Qualora invece si utilizzino gli esercizi citati poco prima, nella maggior parte dei casi vengono eseguiti scorrettamente e portati a termine con la minima, per non dire in assenza di, progressione. 

Queste affermazioni sono motivate dal fatto che alcuni ricercatori hanno evidenziato un aumento sia dell’1RM che dello spessore del muscolo gastrocnemio con un programma di allenamento a bassa intensità. I soggetti sono stati seguiti per un periodo di 6 settimane con due allenamenti a settimana del muscolo interessato. Nello studio si sono volute approfondire le possibili differenze presenti tra un allenamento al 30% dell’1RM con e senza limitazione del flusso sanguigno (Blood Flow Restriction: BFR). L’unica differenza presente tra i due gruppi, dato che l’1RM e lo spessore del muscolo gastrocnemio sono aumentati significativamente in entrambi, è che l’allenamento con la limitazione del flusso sanguigno ha portato ad un risparmio in termini di tempo dato il minor numero di ripetizioni totali necessarie per raggiungere questi risultati.

In uno studio condotto per indagare gli adattamenti del tricipite della sura all’allenamento eccentrico è stato evidenziato come vi sia un aumento e della lunghezza delle fibre e dello spessore muscolare. Per quanto riguarda il primo risultato si potrebbe dedurre che questo adattamento sia necessario al fine di migliorare l’espressione di forza per in un range di movimento maggiore. In relazione alle affermazioni scritte all’inizio del paragrafo è interessante notare come il protocollo di 12 settimane consistesse nell’aumento settimanale delle serie: per la prima settimana 3, dalla quinta all’ottava 4 e dalla nona all’ultima 5. Nello stesso studio si è potuto osservare come il capo laterale del gastrocnemio sia stato il meno responsivo a questo protocollo.

Se si vuole trarre il maggiore e migliore adattamento di un determinato muscolo o distretto muscolare è fondamentale anche comprenderne e definirne la funzione nella sua totalità. Il muscolo gastrocnemio è fondamentale nella camminata e nella corsa, in particolare nella propulsione in avanti. Per questo motivo sono presenti studi che analizzano vari aspetti dei muscoli gemelli, e non solo, in relazione al gesto della corsa. 

Uno dei più interessati approfondisce le differenze nella dinamica muscolo-tendinea del gastrocnemio e del soleo durante la corsa con due differenti modelli di appoggio plantare. Nell’articolo viene specificato come, data la maggiore affaticabilità dei muscoli gemelli rispetto al soleo, la tecnica di corsa sulle lunghe distanze ricada pressoché per chiunque sul modello con appoggio sul retropiede. In relazione all’argomento qui trattato il risultato più importante riguarda la maggiore attivazione del muscolo gastrocnemio durante la fase eccentrica del pattern di corsa con appoggio sull’avampiede. Per questo motivo per approcciarsi a questo modello di corsa viene consigliato almeno all’inizio di effettuare un allenamento eccentrico specifico e graduale per evitare infortuni sul lungo periodo. 

Sempre relativamente alla corsa alcuni ricercatori hanno effettuato uno studio sul cambiamento dei movimenti dei muscoli della coscia e della gamba durante la corsa su tapis roulant con leggins compressivi. Gli altri parametri presi in esami sono stati le vibrazioni dei tessuti molli (compresa ovviamente la muscolatura stessa), l’attivazione muscolare e l’economia della corsa. Sono stati registrati minor movimenti dei tessuti molli e minori vibrazioni degli stessi, oltre ad una minore contrazione muscolare. Per questo al termine dell’analisi è risultato più economico il gesto tecnico della corsa se effettuato indossando proprio con i leggins.

Gastrocnemio: stretching

Per ciò che concerne l’importanza dello stretching del gastrocnemio, ed in generale della tricipite della sura, è importante notare come sintomi patologici a livello di piede e caviglia siano accompagnati nel 96,5% dei casi da una sua retrazione e accorciamento.

Lo studio che riporta questa informazione ha voluto indagare la differenza tra lo stretching statico del gastrocnemio eseguito con il piede a terra e la gamba tesa appoggiandosi con le mani al muro e quello effettuato con i piedi posizionati sopra una tavoletta inclinata. Per meglio specificare, nel primo caso il soggetto si pone ad una certa distanza dal muro eseguendo poi un passo in avanti appoggiandosi con le mani al muro stesso e mantenendo la gamba che rimane dietro tesa e con tutto il piede appoggiato a terra fino a sentire tensione a livello del muscolo interessato. Nel secondo, invece, il soggetto doveva posizionarsi in piedi su di una tavoletta inclinata a 30° e poi inclinarsi in avanti appoggiandosi al muro fino a sentire tensione bilateralmente. I ricercatori hanno evidenziato come sia significativamente migliore lo stretching con l’ausilio del piano inclinato. In questo caso infatti sono state registrate una maggiore flessione dorsale del piede, una minore attivazione muscolare (e quindi una maggior capacità di rilassamento del muscolo target) durante l’esecuzione. Inoltre è risultata maggiore anche la lunghezza delle fibre dopo lo stretching.

Un altro gruppo di ricerca ha evidenziato come cambino i parametri di stiffness del tendine d’Achille in relazione a quelli dei gemelli prima e dopo l’esecuzione di stretching statico. Dopo lo stretching è diminuita la stiffness sia del gemello mediale che laterale mentre è aumentata quella del tendine. Inoltre i risultati hanno sottolineato come la rigidità non omogenea delle varie regioni sia del muscolo che del tendine sia diminuita dopo l’allungamento. Questo potrebbe avere influenze sulla trasmissione di forza al calcagno e al tendine stesso da parte del muscolo, rendendo piò omogenea la sua azione. 

Conclusione

Alla luce delle evidenze riportate qui è possibile affermare che l’approccio per un corretto ed efficace allenamento del gastrocnemio deve prevedere diversi tipi di intervento.

Dato che le società industrializzate hanno una minore necessità di utilizzare questa muscolatura a ROM ampi è sicuramente utile mantenerne una buona elasticità tramite uno stretching correttamente e costantemente eseguito. A rinforzo di questa affermazione basti rileggere il dato secondo cui oltre il 95% di sintomi patologici a caviglia o piede è accompagnato da una eccessiva rigidità di questo muscolo. 

Oltre a questi fattori il mantenimento della corretta stiffness muscolo tendinea di gastrocnemio e tendine d’Achille si traduce in maggiore facilità di allenamento. Quest’ultimo, per poter essere definito corretto ed efficace, deve tenere conto sia dell’utilizzo di sovraccarichi con particolare attenzione al TUT , all’ampiezza del movimento e alla fase eccentrica, sia dell’esecuzioni di gesti dinamici e/o ciclici con particolare riguardo all’appoggio dell’avampiede soprattutto nella corsa.

In ultimo mai dimenticare la specificità relativa all’obiettivo finale dell’allenamento stesso.

Bibliografia

Butler EE, Architecture and functional ecology of the human gastrocnemius muscle-tendon unit. J Anat. 2016;228(4):561-568.

Gavanda S, Low-intensity blood flow restriction calf muscle training leads to similar functional and structural adaptations than conventional low-load strength training: A randomized controlled trial. Boullosa D, ed. PLoS ONE. 2020;15(6):e0235377.

Geremia JM, Triceps surae muscle architecture adaptations to eccentric training. Front Physiol. 2019;10:1456.

Yong JR, Foot strike pattern during running alters muscle-tendon dynamics of the gastrocnemius and the soleus. Sci Rep. 2020;10(1):5872.

Kim TH, Comparison of two static stretching techniques for the triceps surae in healthy individuals: wall and inclined board stretchings. Ann Rehabil Med. 2020;44(2):125-130.

Zhou J, Non-uniform stiffness within gastrocnemius-achilles tendon complex observed after static stretching. J Sports Sci Med. 2019;18(3):454-461.

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