Non si diverta curvi e malfermi sulle gambe tutto d’un tratto: con l’avanzare dell’età camminiamo più lentamente e facciamo passi più corti. Non è soltanto il segno di un generico “invecchiamento”, ma anche una strategia con cui l’organismo cerca di compensare la perdita delle capacità muscolari. Una simulazione biomeccanica pubblicata su Frontiers in Bioengineering and Biotechnology indica nella riduzione della forza muscolare massima uno dei fattori più importanti nel modificare il controllo della stabilità durante il cammino.

Perché una persona anziana tende ad accorciare il passo dunque? La risposta più immediata è che con gli anni diminuiscono forza, agilità ed equilibrio. Ma dietro quel modo di camminare più lento e prudente potrebbe esserci qualcosa di più sofisticato: una vera strategia di compensazione adottata dall’organismo per continuare a muoversi in sicurezza nonostante il progressivo deterioramento delle prestazioni muscolari.

A suggerirlo è lo studio “Effects of aging-related muscle degeneration on dynamic stability during walking: a musculoskeletal computer simulation study”, di Shoma Kudo, Masahiro Fujimoto e Akinori Nagano. Il lavoro affronta una questione importante anche nella prevenzione delle cadute: quale caratteristica del muscolo che invecchia influenza maggiormente il modo in cui manteniamo la stabilità mentre camminiamo?

Tre modi diversi in cui il muscolo invecchia
Con l’età non perdiamo semplicemente massa muscolare. Cambiano diverse proprietà del sistema neuromuscolare. Negli anziani sono documentati una diminuzione della forza, una minore rapidità nello sviluppo della forza e un allungamento dei tempi di disattivazione muscolare. Questi fenomeni si verificano contemporaneamente e proprio per questo, studiandoli direttamente nell’uomo, è difficile stabilire quanto ciascuno contribuisca alle modificazioni del cammino.

I ricercatori giapponesi hanno aggirato il problema utilizzando una simulazione computerizzata del sistema muscoloscheletrico.

Il modello comprendeva 18 muscoli degli arti inferiori e permetteva di modificare separatamente tre caratteristiche: forza isometrica massima, velocità massima di contrazione e tempo necessario alla disattivazione del muscolo.

In pratica hanno potuto chiedere al computer: cosa succederebbe al cammino se invecchiasse soprattutto la forza? E se invece rallentasse prevalentemente la contrazione? Oppure se cambiasse il tempo di disattivazione?

Un modello del passaggio dai 30 ai 70 anni
Per costruire il modello dell’anziano sono state utilizzate modificazioni muscolari descritte in letteratura nel passaggio indicativo dai 30 ai 70 anni. Rispetto al modello giovane, quello anziano presentava una riduzione del 30% della forza isometrica massima, una diminuzione del 20% della velocità massima di contrazione e un aumento del 20% del tempo di disattivazione muscolare.

Gli autori hanno quindi osservato come queste modificazioni influenzassero il cammino e, soprattutto, il cosiddetto Margin of Stability (MoS), il margine di stabilità. È un parametro biomeccanico che mette in relazione il centro di massa del corpo in movimento con la base di appoggio e consente di valutare la stabilità dinamica durante il passo.

Ed è qui che emerge il risultato più interessante.

La forza conta più della velocità
Quando i ricercatori hanno isolato le diverse componenti dell’invecchiamento muscolare, la riduzione della forza isometrica massima è risultata quella con l’influenza maggiore sul controllo della stabilità dinamica. Il suo effetto è stato superiore sia a quello prodotto dal rallentamento della velocità massima di contrazione sia a quello determinato dall’allungamento dei tempi di disattivazione del muscolo. Il risultato cambia in parte il modo di leggere il passo dell’anziano. Una persona anziana non cammina necessariamente più lentamente soltanto perché “non ce la fa” a procedere più velocemente. Il rallentamento può rappresentare anche una soluzione adottata dal sistema motorio per mantenere il corpo entro condizioni più facilmente controllabili.

Perché il passo diventa più corto
I numeri della simulazione sono eloquenti. La velocità media del modello giovane era di 1,26 metri al secondo, mentre nel modello anziano scendeva a 0,98 metri al secondo. Anche la lunghezza del passo diminuiva: da 0,67 metri nel giovane a 0,51 metri nell’anziano. Ancora più interessante è ciò che accadeva quando veniva ridotta soltanto la forza isometrica massima.

Anche in questo caso il modello accorciava il passo e diminuiva la velocità del centro di massa. Secondo gli autori, queste modificazioni contribuivano a stabilizzare il movimento. Ecco allora il possibile significato di quel caratteristico passo corto che osserviamo in molti anziani.

Può essere una strategia di sicurezza
Il corpo possiede una minore riserva muscolare e modifica automaticamente il proprio modo di muoversi: riduce la velocità, accorcia il passo e mantiene il centro di massa in condizioni più controllabili. Come un’automobile che affronta una strada difficile diminuendo la velocità per aumentare il margine di sicurezza.

Il paradosso: l’anziano cerca maggiore stabilità
Lo studio mette in evidenza anche un apparente paradosso. Il modello dell’anziano presentava un margine di stabilità maggiore rispetto al modello giovane. Ma questo non significa che un settantenne abbia necessariamente un equilibrio migliore di un trentenne. È quasi il contrario. Secondo gli autori, la riduzione delle capacità muscolari costringe il sistema a camminare in una condizione dinamicamente più stabile per riuscire a mantenere una locomozione continua. La prudenza del passo diventerebbe quindi una compensazione della riduzione della riserva muscolare. Finché questo adattamento funziona, l’organismo riesce a mantenere l’autonomia. Il problema può emergere quando la riserva funzionale si riduce ulteriormente e diventa insufficiente anche per compensare un piccolo imprevisto.

Perché questo può essere importante nelle cadute
Le cadute rappresentano uno dei problemi più rilevanti dell’invecchiamento e la letteratura citata dagli stessi autori collega la sarcopenia a un aumento del rischio di caduta. Quando inciampiamo, infatti, non basta “avere equilibrio”. Bisogna essere capaci di produrre rapidamente una forza sufficiente a spostare il piede, modificare il passo e riportare il centro di massa all’interno di una posizione controllabile. Per questo la quantità e soprattutto la funzione del muscolo possono diventare determinanti per l’autonomia. Con l’invecchiamento diminuiscono dimensione e numero delle fibre muscolari. La letteratura richiamata nello studio indica inoltre che la riduzione della massa muscolare è attribuibile in misura importante alla diminuzione delle dimensioni delle fibre di tipo II, quelle particolarmente coinvolte nelle azioni rapide. Non basta allora semplicemente camminare?

Lo studio non mette a confronto differenti programmi di allenamento e quindi non permette di stabilire quale esercizio sia migliore per prevenire le cadute ma offre un’indicazione fisiologica interessante. Se la perdita della forza massima rappresenta una delle componenti che maggiormente modificano il controllo della stabilità, preservare la forza muscolare durante l’invecchiamento assume un significato che va oltre il semplice mantenimento della massa muscolare. Non si tratta soltanto di avere gambe più forti. Significa conservare una maggiore riserva per alzarsi da una sedia, affrontare una scala, modificare rapidamente il passo e reagire quando qualcosa altera improvvisamente l’equilibrio. La passeggiata resta un’attività preziosa, ma il lavoro suggerisce perché nella prevenzione della fragilità acquistino importanza anche gli interventi mirati alla conservazione della forza, naturalmente adattati all’età e alle condizioni cliniche della persona.

La forza come “riserva di sicurezza”
Possiamo quindi immaginare la forza muscolare come una sorta di riserva funzionale. Nella vita quotidiana utilizziamo soltanto una parte delle nostre capacità. Ma quando inciampiamo o dobbiamo reagire rapidamente serve improvvisamente una quota maggiore di quella riserva. Se la disponibilità complessiva diminuisce, il sistema può cercare di proteggersi adottando movimenti più prudenti. Ed è esattamente ciò che suggerisce la simulazione: quando la forza disponibile diminuisce, il modello riduce passo e velocità e ricerca una condizione maggiormente stabile. Il modo di camminare potrebbe quindi diventare uno dei segnali attraverso i quali osservare indirettamente la perdita della riserva muscolare nell’anziano.

Cosa dimostra davvero lo studio
Occorre però distinguere bene il risultato scientifico dalla sua possibile applicazione. Questa ricerca non ha seguito anziani che cadevano e non ha sperimentato un programma di allenamento. È uno studio di simulazione biomeccanica.

Il modello è inoltre bidimensionale e non comprende completamente le componenti neurologiche e sensoriali dell’equilibrio. Gli stessi ricercatori indicano la necessità futura di modelli tridimensionali che integrino muscoli, sistema nervoso e sistemi sensoriali e che valutino situazioni più realistiche, come superfici irregolari e perturbazioni improvvise.

Ma proprio la simulazione offre un vantaggio difficilmente ottenibile nell’uomo: permette di modificare separatamente le diverse proprietà del muscolo e vedere quale pesa maggiormente sul comportamento del sistema.

E il risultato finale è netto
La degenerazione della forza isometrica massima emerge come un fattore limitante del controllo della stabilità durante il cammino più importante della riduzione della velocità massima di contrazione e dell’allungamento del tempo di disattivazione muscolare. Dietro il passo più corto di un anziano potrebbe esserci dunque molto più di quanto appare: non soltanto debolezza, ma il tentativo del corpo di adattarsi alla debolezza. E questo suggerisce una prospettiva importante per l’invecchiamento attivo: conservare la forza delle gambe significa conservare anche una parte del margine di sicurezza con cui affrontiamo ogni passo.

Lo studio
Kudo S, Fujimoto M, Nagano A. Effects of aging-related muscle degeneration on dynamic stability during walking: a musculoskeletal computer simulation study. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 12:1524751. Pubblicato il 13 gennaio 2025. DOI 10.3389/fbioe.2024.1524751.