Una delle controversie, quando si prescrivono programmi di allenamento con sovraccarichi, è se l'uso di pesi liberi o macchine isotoniche sia migliore per aumentare la massa muscolare e la forza. I pesi liberi offrono un ambiente di allenamento più instabile, che migliorerebbe il reclutamento muscolare, mentre le macchine hanno il vantaggio di utilizzare un sistema di pulegge a "camma" che meglio si adatta alle curve di forza (macchine isotonche). Nello studio di Schwanbeck et al. (J Strength Cond Res. 2020 Jul; 34(7):1851-1859) gli autori hanno confrontato l'effetto dell'allenamento con i pesi liberi rispetto alle macchine su massa muscolare, forza, concentrazione di testosterone e cortisolo libero. Quarantasei soggetti (20 uomini e 26 donne, fascia di età tra i 18-30 anni) sono stati divisi in maniera casuale (utilizzando un generatore di numeri casuali computerizzato) in due gruppi: uno si allenava utilizzando i pesi liberi e l'altro utilizzava macchine perr otto settimane (intendendo non solo macchine isotoniche, ma anche solo esercizi con traiettoria guidata, come la Panca Piana o lo Squat alla Smith Machine). Il programma consisteva in un ciclo di due giorni di allenamento e un giorno di riposo. Il primo giorno si allenavano petto, schiena e tricipiti; il secondo arti inferiori, spalle e bicipiti. Per le prime 3 settimane, tutti gli esercizi sono stati eseguiti per 4 serie di 8-10 ripetizioni con 1 minuto di riposo tra le serie. Per le tre settimane successive, il peso è stato aumentato e tutti gli esercizi sono stati eseguiti per 4 serie di 6-8 ripetizioni con 1,5 minuti di riposo tra le serie. Nelle ultime due settimane, il peso è stato nuovamente aumentato e tutti gli esercizi sono stati eseguiti per 3 serie di 4-5 ripetizioni con 2 minuti di riposo tra le serie. Lo spessore dei muscoli bicipite brachiale e quadricipite (misurato con tecnica ad ultrasuoni B-Mode) e la forza muscolare sono stati misurati a 0 e 8 settimane. Le concentrazioni di ormoni salivari sono state valutate all'inizio, a metà (4 settimane) e alla fine (8 settimane) prima e al termine degli allenamenti. Lo spessore dei muscoli bicipiti e quadricipiti è aumentato senza differenze significative tra i gruppi. Si è trovata un'interazione gruppo×tempo per l'incremento di forza nella Panca Piana con Smith Machine, dove il gruppo che utilizzava la macchina incrementava di più rispetto a quello con pesi liberi (13,9 contro 8,6%). La forza nella Panca Piana e Squat con pesi liberi e la forza nello Squat alla macchina è aumentata in entrambi i gruppi (11-19%), senza differenze tra i gruppi. Gli uomini nel gruppo pesi liberi hanno avuto un aumento maggiore del testosterone libero in acuto da prima a dopo le sessioni di allenamento, rispetto agli uomini del gruppo con macchine e rispetto a tutte le donne. Inoltre, non c'erano differenze significative tra i gruppi nella risposta in acuto del cortisolo libero all'esercizio. Le sessioni di allenamento con pesi liberi hanno indotto maggiori aumenti del testosterone libero negli uomini; tuttavia, l'allenamento con pesi liberi o macchine isotoniche ha comportato aumenti simili della massa e della forza muscolare. Inoltre, i risultati hanno indicato che uomini e donne hanno risposto in modo simile al programma di allenamento nell'aumento dello spessore e della forza muscolare (cioè, non c'erano interazioni sessoxtempo). Lo studio indica che la modalità di allenamento (cioè, pesi liberi o macchine) non determina il grado di ipertrofia muscolare o aumento della forza.