Cambiamenti associati all'età nel comportamento delle unità motorie: implicazioni sulla modulazione della forza e sulla fatica in contrazioni isometriche = Age-Related Changes in Motor Unit Behavior: Implications for Force Modulation and Fatigue during isometric contractions

L’invecchiamento è associato a un progressivo deterioramento del controllo neuromuscolare e della forza, influenzati da modificazioni strutturali compensatorie, come processi di denervazione e reinnervazione delle unità motorie (MU). Questi cambiamenti, che possono manifestarsi già tra i 50 e i 60 anni, hanno conseguenze funzionali significative e favoriscono l’insorgenza della sarcopenia, aumentando il rischio di disabilità. Un approccio longitudinale consente di distinguere gli effetti del normale processo di invecchiamento dalla variabilità interindividuale. Il presente lavoro di tesi si inserisce in un progetto di ricerca più ampio, denominato Trajector-Age, e si propone di caratterizzare i cambiamenti trasversali e longitudinali del comportamento delle MU legati all’età, con particolare interesse ad eventuali risvolti dal punto di vista delle variazioni nello sviluppo della forza e nel comportamento a fatica. L’analisi delle implicazioni sul controllo della forza e sulla fatica negli anziani contribuisce a discriminare il ruolo dei meccanismi centrali, associati al comportamento delle MU, rispetto ai fattori periferici, e ad interpretare le evidenze contrastanti sulla fatica, talora ricondotte a processi di rimodellamento neurale. Sono state analizzate due fasce d’età critiche per il processo di invecchiamento, rappresentate rispettivamente da 11 adulti di mezza età (PRM; 58±4 anni) e 11 anziani (PRO; 78±5 anni), che hanno preso parte a tre sessioni sperimentali, a distanza di sei mesi l’una dall’altra (T0, T1 e T2). In aggiunta, è stato considerato un gruppo di controllo di 10 giovani (TOY; 26 ±2 anni), nelle contrazioni a fatica. I segnali elettromiografici ad alta densità (HDEMG) sono stati acquisiti dal muscolo vasto laterale (VL), durante contrazioni isometriche a rampa fino al 30% e 50% della contrazione volontaria massima (MVC) e una contrazione sostenuta al 50% MVC fino ad esaurimento. I segnali acquisiti sono stati elaborati con un software di decomposizione che permette di identificare gli istanti di attivazione delle singole MU che contribuiscono al segnale globale. L’analisi delle proprietà di sparo delle MU evidenzia una crescita limitata del firing rate (FR) dei PRO nella fase ascendente della rampa di forza, che quindi raggiunge un valor medio significativamente minore nel plateau rispetto ai PRM (9-15%). Dal rapporto tra la variazione di forza e di FR dal reclutamento alla fase di tenuta, emerge che, a parità di forza sviluppata, le MU dei PRO mostrano un incremento del FR contenuto rispetto ai PRM, fattore che influenza una ridotta capacità nei soggetti anziani di modulare la forza. Nelle contrazioni affaticanti, l’andamento del FR nel tempo è stato analizzato tramite regressione bilineare, al fine di identificare un punto di cambiamento nella tendenza (breakpoint). L’analisi della variazione del FR nel tempo ha evidenziato un aumento significativo del FR dei PRM rispetto agli altri due gruppi (0,02-0,03 pps/s) nella fase precedente il breakpoint, e una successiva riduzione nei PRO rispetto ai TOY (0,02 pps/s), suggerendo la presenza di adattamenti favorevoli alla resistenza alla fatica nei PRM, ma non evidenti nei PRO. In conclusione, questo studio ha rilevato una riduzione significativa della dinamica del FR nei soggetti anziani, evidenziandone implicazioni nel limitare la capacità di modulare la forza generata, e un miglior adattamento nelle condizioni affaticanti da parte dei soggetti di mezza età ma non dei soggetti più anziani.