Analisi tramite elettromiografia ad alta densità (HDsEMG) delle proprietà delle unità motorie del vasto laterale in risposta a 6 settimane di allenamento: confronto tra sovraccarico eccentrico e convenzionale.

Objectives: The aim of this study was to analyze the neuromuscular adaptations induced by six weeks of strength training using eccentric overload (ECC) compared to a conventional protocol (CONV). In particular, the properties of motor units in the vastus lateralis were assessed through high-density surface electromyography (HDsEMG), focusing on recruitment and de-recruitment thresholds, discharge rate, activity duration, and persistent inward currents (PICs). Methods: Thirty-two healthy participants were randomly assigned to two groups: ECC and CONV. Each group completed a six-week training program consisting of three weekly sessions on the Biostrength® Leg Press. Neuromuscular assessments were conducted in the PRE and POST phases using isometric tests at 35% and 70% of MVC, with EMG activity recorded through a 64-channel HDsEMG grid. Motor unit discharge patterns were processed using DEMUSE algorithms and analyzed with the OpenHDsEMG software. Statistical analysis was performed using Linear Mixed Models and ANOVA. Results: Both protocols led to increases in maximal strength, with a greater improvement observed in the ECC group (+8.9%) compared to the CONV group (+3.9%). Recruitment threshold showed no significant changes, whereas de-recruitment threshold increased significantly in the ECC group, indicating a different control strategy during the descending phase of contraction. Mean discharge rate increased in the CONV group at 70% MVC, whereas it decreased in the ECC group, suggesting enhanced neural efficiency. Motor unit activity duration remained largely unchanged, except for a reduction during the descending phase in ECC males at 35% MVC. PIC values did not show significant changes, aside from a slight reduction in ECC males at 35% MVC. Conclusion: The findings indicate that both training protocols improve muscle strength, but eccentric overload training induces more specific neural adaptations, characterized by greater efficiency in motoneuron activation and altered control of de-recruitment. Conventional training increases motor unit discharge rate, whereas eccentric training allows force production with a lower neural drive. Given the distinct adaptations observed, the two protocols may be used complementarily depending on training goals.

Obiettivi: lo scopo di questo studio è stato analizzare gli adattamenti neuromuscolari indotti da sei settimane di allenamento di forza mediante sovraccarico eccentrico (ECC) rispetto a un protocollo convenzionale (CONV). In particolare, sono state valutate le proprietà delle unità motorie del vasto laterale tramite elettromiografia di superficie ad alta densità (HDsEMG), concentrandosi su soglia di reclutamento e di de-reclutamento, frequenza di scarica, durata dell’attività e correnti persistenti verso l’interno (PIC). Metodi: trentadue soggetti sani sono stati assegnati casualmente a due gruppi: ECC e CONV. Ciascun gruppo ha svolto un programma di allenamento della durata di sei settimane, con tre sessioni settimanali su Leg Press Biostrength®. Le valutazioni neuromuscolari sono state effettuate nelle fasi PRE e POST allenamento tramite test isometrici al 35% e al 70% della MVC, registrando l’attività elettromiografica tramite una griglia HDsEMG a 64 canali. Le sequenze di scarica delle unità motorie sono state processate tramite algoritmi DEMUSE e analizzate con il software OpenHDsEMG. L’analisi statistica è stata condotta tramite Linear Mixed Models e ANOVA. Risultati: entrambi i protocolli hanno determinato un incremento della forza massimale, più marcato nel gruppo ECC (+8.9%) rispetto al gruppo CONV (+3.9%). La soglia di reclutamento non ha mostrato variazioni significative, mentre la soglia di de-reclutamento è aumentata in modo significativo nel gruppo ECC, indicando un diverso controllo della fase discendente della contrazione. La frequenza di scarica media è aumentata nel gruppo CONV al 70% MVC, mentre nel gruppo ECC è diminuita, suggerendo un miglioramento dell’efficienza neurale. La durata dell’attività delle unità motorie è rimasta sostanzialmente invariata, ad eccezione di una riduzione nella fase discendente nei maschi ECC al 35% MVC. I valori di PIC non hanno mostrato cambiamenti significativi, salvo una lieve riduzione negli uomini del gruppo ECC al 35% MVC. Conclusione: i risultati indicano che entrambi i protocolli migliorano la forza muscolare, ma l’allenamento eccentrico con sovraccarico induce adattamenti neurali più specifici, caratterizzati da maggiore efficienza dell’attivazione motoneuronale e modificazioni nella gestione della fase di de- reclutamento. L’allenamento convenzionale incrementa la frequenza di scarica delle unità motorie, mentre l’eccentrico permette di generare forza con un minore drive neurale. Considerati i diversi adattamenti osservati, i due protocolli possono essere impiegati in modo complementare a seconda degli obiettivi della programmazione dell’allenamento.