medicina dello sport
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) SI (I ta e za : icin ) ciz SI di in On d e (I s In cu M a rts Fo ce & itat l epo e ien C n n R Sc tio ts ita or lC Sp na ur Jo V O L U M E 6 4 - N. 4 - D I C E M B R E 2 0 1 1 Winform Srl è una azienda certificata ISO 9001:2008 WinForm S.r.l. 30027 San Donà di Piave (VE) - Italy - Via Garda, 6 Tel.+39 (0)421 222026 Fax +39 (0)421 225314 [email protected] winformweb.com MEDICINA DELLO SPORT Rivista trimestrale della Federazione Medico-Sportiva Italiana. Continuazione di: Studi di Medicina e Chirurgia dello Sport, Medicina Sportiva Direttori G. SANTILLI - M. CASASCO Comitato Editoriale N. BACHL (Austria) - F. BENAZZO (Italia) - F. BOTRÈ (Italia) - P. CERRETELLI (Italia) - G. CERULLI (Italia) L. COIANA (Italia) - D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia) E. H. DE ROSE (Brasile) - H. H. DICKHUTH (Germania) - L. DI LUIGI (Italia) - P. E. DI PRAMPERO (Italia) - M. FAINA (Italia) C. FOTI (Italia) - W. FRONTERA (USA) - S. 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C. AREA MEDICA Attisani G., Faiola F., Luciani U., Bianchi G., Veicstenas A., Casasco M. 435 379 Effetti dell’affaticamento sulla disciplina del nuoto in pentatleti di alto livello. Influenza della scherma sulla performance del nuoto Valutazione elettromiografica della fatica dei muscoli estensori del rachide e dell’anca e relazione con le caratteristiche antropometriche in atleti con dolore lombare cronico Khorsandi Kolur M., Norasteh A. A., Daneshmandi H. Demarie S., Magini V., Galvani C., Bianco M. 449 393 Assunzione di carboidrati e immunosoppressione durante l’allenamento di judo Brito C. J., Gatti K., Lacerda Mendes E., Toledo Nóbrega O., Córdova C., Bouzas Marins J. C., Franchini E. 409 Training oculomotorio e performance di guida Guidetti G., Rigo S., Livio S., Zasa M. Vol. 64 - N. 4 Agenti stimolanti l’eritropoiesi e sport: dall’incremento teorico del trasporto di ossigeno alle possibili implicazioni cardiologiche Borrione P., La Zarevic Z., Di Salvo V., Pigozzi F. 459 Studio comparativo del rapporto tra esercizio fisico e tratti di personalità negli studenti maschi dell’Università di Scienze Mediche di Tabriz Garooci Farshi M., Masoomi A., Mashinchi Abbasi N., Yavari A. MEDICINA DELLO SPORT XV INDICE 473 507 AREA ORTOPEDICA Analisi di un fattore di rischio nell’età scolare: la variazione temporanea della freccia cervicale determinata dal peso dello zaino D’ottavio S., Esposito M., Pantanella L., Padua E., Annino G., Manzi V., Tonelli C., Candeloro C., Foti C. LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT NEI FASCICOLI 511 FORUM Allenamento della resistenza e regolazione dei lipidi ematici: una rassegna dell’evidenza 485 CASI CLINICI Shaw B. S., Shaw I., Goon D. T. Sinno C. 523 491 527 Il motociclismo 529 Coma ipoglicemico in body builder: case report NOTIZIARIO FEDERALE LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT CONGRESSI Caroli G., Bosco G. F., Gianfelici A., Guerrini G., Scevola M. XVI RINGRAZIAMENTI MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 64 December 2011 No. 4 CONTENTS 367 423 Angiotensin-converting enzyme genotype and rest interval length between sets in resistance training: a pilot study Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects: a personal experience PHYSIOLOGICAL AREA Machado M., Pereira R., Da Silva D. P., Zovico V. C., Cardoso B. S., Curty V. M., Finotti Machado R. J., Hackney A. C. 379 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes. Epée fencing influence on swimming performance MEDICAL AREA Attisani G., Faiola F., Luciani U., Bianchi G., Veicstenas A., Casasco M. 435 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles and its relationship with anthropometric characteristic of athletes with chronic low back pain Khorsandi Kolur M., Norasteh A. A., Daneshmandi H. Demarie S., Magini V., Galvani C., Bianco M. 449 393 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training Brito C. J., Gatti K., Lacerda Mendes E. , Toledo Nóbrega O., Córdova C., Bouzas Marins J. C., Franchini E. 409 Oculomotor training and driving performance Guidetti G., Rigo S., Livio S., Zasa M. Vol. 64 - N. 4 Erythropoiesis stimulating agents and sport: from the theoretical oxigen delivery enhancement to possible clinical cardiac issues Borrione P., La Zarevic Z., Di Salvo V., Pigozzi F. 459 Comparative study of the relationship between physical exercise and personality traits in male students of Tabriz University of Medical Sciences Garooci Farshi M., Masoomi A., Mashinchi Abbasi N., Yavari A. MEDICINA DELLO SPORT XVII CONTENTS 473 507 ORTHOPEDIC AREA Analysis of a risk factor in school age: temporary variation in the cervical spine determined by the weight of a backpack D’ottavio S., Esposito M., Pantanella L., Padua E., Annino G., Manzi V., Tonelli C., Candeloro C., Foti C. SPORT MEDICINE … FOR SPORT IN PAST ISSUES 511 FORUM Resistance training and blood lipid regulation: a review of the evidence 485 Shaw B. S., Shaw I., Goon D. T. CASE REPORTS Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report Sinno C. CONGRESSES SPORT MEDICINE … FOR SPORT Caroli G., Bosco G. F., Gianfelici A., Guerrini G., Scevola M. XVIII NEWS FROM THE FEDERATION 527 491 The motorcycling 523 529 ACKNOWLEDGEMENTS MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Physiological area Area fisiologica MED SPORT 2011;64:367-77 Angiotensin-converting enzyme genotype and rest interval length between sets in resistance training: a pilot study Genotipo dell’enzima di conversione dell’angiotensina e lunghezza dell’intervallo di riposo tra serie nell’allenamento della resistenza: uno studio pilota M. MACHADO 1, 2, R. PEREIRA 3, D. P. DA SILVA 1, V. C. ZOVICO 1, B. S. CARDOSO 1, V. M. CURTY 1, R. J. FINOTTI MACHADO 1, A. C. HACKNEY 4 1Laboratory of Physiology and Biokinetic Faculty of Biological Sciences and Health, UNIG Campus V at Itaperuna, Brazil 2Laboratory of Human Movements Studies Universitary Foundation of Itaperuna (Funita), Itaperuna, RJ, Brazil 3Department of Biological Sciences Sudoeste da Bahia State University 4Applied Physiology Laboratory, University of North Carolina at Chapel Hill, NC, USA SUMMARY Aim. The aim of this paper was to examine the relationship between ACE genotype and rest interval length between sets on the performance of a resistance training (RT) session. Methods. Twenty seven healthy subjects were separated according to the allele frequency of the ACE gene (DD, ID or II) and the their performance (defined as a volume completed for a resistance training session consisted for 4 sets with 85% of 1RM of bench press [BP], lat pulldown [LP], shoulder press [SP], triceps pulldown [TP], and biceps curl [BC]) with 1 and 3 min rest interval between sets and exercises was calculated. Results. The subjects carrying at least one D allele (DD and ID) had greater (P<0.05) strength than the homozygous II genotype in LP, TP and BC. The ACE II homozygotes showed fewer repetitions than the DD and ID in the RT session with a 3 min rest interval length. The same result was found for volume completed. Interestingly, there was no difference in performance among ACE polymorphisms when the session was carried out with 1 min rest intervals. Conclusion. The principle finding was II homozygotes showed a lower performance (total volume and total repetitions) than the D allele, homo- or heterozygous, when training with a longer rest interval between sets of RT. These findings may have implications for resistance exercise prescription in that genetic constitution may influence adaptation to such training programs. Key words: Polymorphism, genetic - Muscle, skeletal - Athletic performance - Resistance training. RIASSUNTO Obiettivo. Obiettivo del presente lavoro è stato l’esame della correlazione tra il genotipo ACE e la lunghezza degli intervalli di riposo tra sessioni di attività di allenamento di resistenza e sull’efficienza dell’allenamento. Metodi. Sono stati reclutati 27 soggetti, distinti secondo la frequenza degli alleli del gene ACE (DD, ID o II) e la loro efficienza (performance, definita come volume di attività completato per una sessione di allenamento di resistenza consistente in 4 fasi all’85% del test della panca [BP], di esercizio dorsale [LP], di distensione di spalla [SP], contrazione del tricipite [TP], di rotazione del bicipite [BC]) con 1 minuto di riposo tra le fasi e 3 minuti tra gli esercizi. Risultati. I soggetti che possedevano almeno un allele D (DD e ID) hanno una forza maggiore (P<0,05) rispetto agli Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 367 MACHADO ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING omozigoti II in LP, TP e BC. Gli omozigoti II hanno eseguito meno ripetizioni rispetto ai DD e ID nelle sessioni di allenamento con 3 minuti di intervallo; lo stesso risultato si è osservato per il volume di attività completato. Non ci sono differenze, invece, tra i diversi polimorfismi ACE quando le sessioni sono separate con un minuto di intervallo. Conclusioni. L’esito fondamentale risulta nel fatto che gli omozigoti II presentano una efficienza minore rispetto ai portatori di allele D, omo- ed eterozigoti quando vi siano periodi più lunghi di riposo tra le sessioni di allenamento. Ciò potrebbe influenzare la scelta dell’utilizzo dell’esercizio di resistenza, poiché la genetica influenza l’adattamento allo stesso esercizio. Parole chiave: Polimorfismo genetico - Muscoli scheletrici - Performance atletica - Esercizi di resistenza. C andidate genes have been identified as being important to the response of muscle phenotypes to resistance training (RT). One gene that has been proposed as a candidate is angiotensin-converting enzyme (ACE), which converts angiotensin I to angiotensin II. An insertion/deletion (I/D) polymorphism in this gene has been found to be responsible for half of the variation in ACE enzyme activity, with those who carry the deletion (D) allele have higher ACE enzyme activity than those who do not. Homozygotes for the I allele (II) have significantly less ACE activity than heterozygotes (ID), and heterozygotes have lower ACE activity than homozygotes for the D allele (DD).1, 2 Angiotensin II has been linked to overloadinduced cardiac hypertrophy and smooth-muscle hypertrophy.3, 4 Furthermore, administration of ACE inhibitors have been shown to inhibit hypertrophy in overloaded muscles, suggesting a role for angiotensin II in the skeletal muscle hypertrophy process.2, 5 The relationship between ACE genotype and performance in resistance exercise, however, is still a controversial subject. While some studies showed that strength and hypertrophy may be modulated differently for each ACE genotype, others showed a weak or no relationship. For example, Pescatello et al.6 and Sonna et al.7 reported a positive association between the D allele and baseline muscle strength. Folland et al.8 showed a gene by strength training interaction, such that carriers of the D allele (DD+ID) had greater RTinduced increases in strength compared with the II genotype. In contrast, Charbonneau et al.9 and Pescatello et al.6 failed to support the relationship between the D allele and muscle strength adaptation to RT. Despite previous results indicating a gene by strength training interaction, no studies have as yet related the ACE genotype with performance during RT. Performance in RT, defined as the volume completed during a workout (i.e., total number of repetitions completed over all sets of a proposed resistance training), is considered 368 I geni candidati sono stati identificati come importanti per la risposta dei fenotipi muscolari all’allenamento della resistenza (RT). Un gene che è stato proposto come candidato è l’enzima convertitore dell’angiotensina (ACE) il quale converte l’angiotensina I in angiotensina II. Un polimorfismo di inserzione/delezione (I/D) in questo gene è stato individuato come responsabile di metà della variazione nell’attività dell’enzima ACE, con i portatori dell’allele di delezione (D) che hanno una maggiore attività dell’enzima ACE rispetto ai non portatori. Gli omozigoti per l’allele I (II) hanno un’attività ACE significativamente minore rispetto agli eterozigoti (ID), mentre gli eterozigoti hanno un’attività ACE minore rispetto agli omozigoti per l’allele D (DD) 1, 2. L’angiotensina II è stata collegata all’ipertrofia cardiaca da sovraccarico e all’ipertrofia dei muscoli lisci 3, 4. Inoltre, la somministrazione di ACE-inibitori ha dimostrato di inibire l’ipertrofia in muscoli sovraccaricati, suggerendo un ruolo per l’angiotensina II nel processo di ipertrofia dei muscoli scheletrici 2, 5. La relazione tra genotipo ACE e performance negli esercizi della resistenza resta tuttavia un argomento controverso. Mentre alcuni studi hanno dimostrato che la resistenza e l’ipertrofia possono essere modulate in maniera diversa per ciascun genotipo ACE, altri studi hanno mostrato una relazione debole o inesistente. Pescatello et al.6 e Sonna et al.7, ad esempio, hanno riportato un’associazione positiva tra l’allele D e la forza muscolare al baseline. Folland et al.8 hanno indicato un’interazione tra gene e allenamento della forza, tale che portatori dell’allele D (DD+ID) presentano maggiori aumenti della forza indotti dall’RT rispetto al genotipo II. Charbonneau et al.9 e Pescatello et al.6, invece, non hanno supportato la relazione tra l’allele D e l’adattamento della forza muscolare per l’RT. Nonostante precedenti risultati abbiano indicato un’interazione tra gene e allenamento della forza, nessuno studio ha ancora collegato il genotipo ACE alla performance durante l’RT. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING the main variable for morphological and physiological adaptations resulting from such training.10 Several studies 11-16 have shown that the length of rest time between sets is crucial to the total volume reached. Shorter rest intervals are associated with lower volumes while longer intervals allow a greater recovery and consequently higher volume. The manipulation of the length of intervals therefore is considered essential in planning RT and the achievement of training goals.17, 18 Because research on RT and genetics is limited, we examined the influence of the ACE ID genotype on the muscle strength and performance to upper-body strength training sessions with different intervals lengths between sets. Consistent with the conclusions of previous reports,6, 7 we hypothesized that the muscle strength and RT performance would be greater among ACE DD homozygotes compared to carriers of the ACE I allele (II). Materials and methods Subjects Twenty seven healthy men, originally from the state of Rio de Janeiro in the southeast part of Brazil (21 White Brazilians (5 DD, 14 ID and 2 II) and 6 Pardo Brazilians (4 ID and 2 II)), volunteered to participate in the current study. All subjects were healthy (no muscle, cardiovascular, joint problems), moderately trained and were not using ergogenic substances or any other drugs. The purpose and procedures of the experiment were explained and consent was obtained prior to the commencement of the experiment. Prior to the study, all subjects had been participating in a structured RT program for a minimum of 12 months with a mean frequency of three sessions per week, utilizing approximately 30 sec to 3 min rest intervals between sets and exercises. All procedures were approved by the local Ethics Committee according to the Declaration of Helsinki. Experimental protocol After initial anthropometrical measures, baseline maximal strength (1RM) for the bench press (BP), lat pulldown (LP), shoulder press (SP), triceps pulldown (TP), and biceps curl (BC) was assessed during two sessions. To increase the reliability of 1RM assessments, the following Vol. 64 - No. 4 MACHADO La performance nell’RT, definita come il volume completato durante un allenamento (cioè il numero totale di ripetizioni completate nel corso di tutte le serie di un allenamento di resistenza proposto) è considerata la principale variabile per gli adattamenti morfologici e fisiologici che derivano da tale allenamento 10. Numerosi studi 11-16 hanno mostrato che la lunghezza del tempo di riposo tra le serie degli esercizi è cruciale ai fini del volume totale raggiunto. Intervalli di riposo più brevi sono associati a volumi più bassi mentre intervalli più lunghi permettono un maggiore recupero e di conseguenza il raggiungimento di volumi più elevati. L’alterazione della lunghezza degli intervalli di riposo è quindi considerata essenziale per la pianificazione di un RT e per il raggiungimento degli obiettivi di allenamento 17, 18. Poiché la ricerca su RT e fattori genetici è limitata, abbiamo esaminato l’influenza del genotipo ACE ID sulla forza muscolare e sulla performance per sessioni di allenamento della forza della parte superiore del corpo, con diverse lunghezze degli intervalli di riposo tra le serie. In maniera coerente con le conclusioni di precedenti studi 6, 7, abbiamo ipotizzato che la forza muscolare e la performance nell’RT sarebbero state maggiori tra gli omozigoti ACE DD rispetto ai portatori dell’allele ACE I (II). Materiali e metodi Soggetti Ventisette uomini sani, originari dello Stato di Rio de Janeiro, nel Brasile sud-orientale, (21 brasiliani bianchi [5 DD 14 ID e 2 II] e 6 brasiliani mulatti [4 ID e 2 II]) si sono offerti volontari per partecipare al presente studio. Tutti i soggetti erano sani (non presentavano problemi articolari, cardiovascolari o muscolari), moderatamente allenati e non facevano uso di sostanze ergogeniche o altri farmaci. L’obiettivo e le procedure dell’esperimento sono stati spiegati ed è stato ottenuto il consenso prima di avviare l’esperimento. Prima dello studio, tutti i soggetti avevano preso parte a un programma RT strutturato per un minimo di 12 mesi con una frequenza media di tre sessioni alla settimana, utilizzando da circa 30 secondi a 3 minuti d’intervallo di riposo tra le serie e gli esercizi. Tutte le procedure sono state approvate dal comitato etico locale in accordo alla dichiarazione di Helsinki. MEDICINA DELLO SPORT 369 MACHADO ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING strategies were employed: (a) the 1RM for each exercise was measured on two non-consecutive days that were separated by 72h, (b) exercise testing proceeded in the same sequence as listed above, (c) exercise technique was monitored and corrected as needed, and (d) all subjects received verbal encouragement. The highest 1RM load measured during the two familiarization sessions was used to calculate 85% for each exercise, which was the load used in the experimental RT sessions.15 One week after the last familiarization session, subjects performed the first of two resistance exercise sessions (separated by seven days) with either 1 min or 3 min (with the order selected according to a computer generated randomization list) rest intervals between sets and exercises. Warm-up prior to each bout consisted of pedalling 10 min on a cycle ergometer and dynamic stretching. During each resistance exercise bout, four sets with 85% of 1RM loads up to the voluntary exhaustion were completed for the BP, LP, SP, TP, and BC. The repetition cadence for each exercise was controlled with a digital sound signal (Beat Test & Training, CEFISE, Brazil) that was adjusted so that each repetition was completed in 3 seconds (1 concentric and 2 eccentric). To compare the performance during resistance training the numbers of repetitions and volume workout completed (load x repetitions) per set were recorded. Genotype analysis Blood samples was collected from antecubital vein in a seated position for detection of the ACE I/D polymorphism using the polymerase chain reaction (PCR) amplification of the region of intron 16 of the gene for ACE to determine if the Alu repeat sequences were present. In addition, individual DNA sequences were amplified using primers flanking the polymorphic region (Sense 5’CTG-GAG-ACC-ACT-CCC-ATCCTT-TCT3’ and antisense 5’GAT-GTG-GCCATC-ACA-TTC-GTC-AGA-T3’). PCR profiling and genotyping of the I/D polymorphisms were conducted as described previously. To avoid mistyping I/D heterozygotes as DD homozygotes due to the preferential amplification of the D allele in heterozygous samples, all DD homozygous samples were subjected to independent PCR amplification using a primer set that identifies an insertion-specific sequence that has been previously reported (sense 5’TGG-GACCAC-AGC-GCC-CGC-CAC-TAC3’ and antisense 370 Protocollo sperimentale Dopo le misurazioni iniziali dei parametri antropometrici, è stata valutata la forza massimale al baseline (1RM) per distensioni su panca piana (BP), trazioni alla lat machine (LP), distensioni alla shoulder press (SP), tricipiti ai cavi (TP) e curl per bicipiti (BC) nel corso di due sessioni. Al fine di aumentare l’affidabilità delle valutazioni 1RM, sono state adottate le seguenti strategie: (a) l’1RM per ogni esercizio è stata misurata su due giorni non consecutivi separati da 72 ore, (b) la prova da sforzo procedeva nella stessa sequenza elencata sopra, (c) la tecnica dell’esercizio era controllata e corretta al bisogno e (d) tutti i soggetti ricevevano incoraggiamento verbale. Il maggiore carico 1RM misurato durante le due sessioni di familiarizzazione è stato utilizzato per calcolare l’85% per ciascun esercizio, il quale era il carico usato nelle sessioni RT sperimentali 15. Una settimana dopo la sessione di familiarizzazione, i soggetti hanno effettuato la prima di due sessioni di allenamento della resistenza (separate da sette giorni) con 1 minuto oppure 3 minuti (con l’ordine selezionato in accordo a un elenco di randomizzazione generato da un computer) di lunghezza dell’intervallo di riposo tra le serie e gli esercizi. Il riscaldamento prima di ogni sessione è stato realizzato con una pedalata di 10 minuti su bicicletta ergometrica e con stretching dinamico. Durante ogni sessione di allenamento della resistenza, sono state completate quattro serie con l’85% di carichi 1RM fino all’esaurimento volontario per BP, LP, SP, TP, e BC. La frequenza di ripetizione per ogni esercizio è stata controllata con un segnale digitale sonoro (Beat Test & Training, CEFISE, Brasile) il quale era regolato affinché ogni ripetizione fosse completata in 3 secondi (1 concentrica e 2 eccentriche). Per confrontare la performance durante l’allenamento della resistenza sono stati registrati i numeri di ripetizioni e il volume dell’esercizio completato (peso x ripetizioni) per serie. Analisi del genotipo Sono stati raccolti campioni ematici dalla vena antecubitale in posizione seduta per la rilevazione del polimorfismo ACE I/D usando l’amplificazione della reazione a catena della polimerasi (PCR) della regione dell’introne 16 del gene ACE al fine di determinare se le sequenze ripetute Alu fossero presenti. Inoltre, sequenze individuali di DNA sono state amplificate utilizzando pri- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING 5’TCG-CCA-GCCCTC-CCA-TGC-CCA-TAA3’). 19 The reproducibility was greater than 99%, with most instances of error being due either to transcription or data entry. When discrepancies were found, the genotyping of the sample was repeated. All genotyping was performed by an experienced researcher who was blinded to subject data. The study was double blind with respect to the participants’ genotype. Statistical analysis After genotype analyses, subjects were placed into three groups according allele frequency: DD, ID or II. A χ2 test was used to determine whether the observed genotype frequency was in Hardy–Weinberg equilibrium (expected frequency of alleles: [p²+2pq+q²=1], where p is the more common allele and q is the less common allele). The reliability of the 1RM loads was assessed with the intraclass correlation (ICC) and the reliability was described as ‘excellent’ for ICC values in the range of 0.8-1.0 and “good” for 0.6-0.8, whereas values below 0.6 were ‘poor’ (20). Age, mass, height, Body Mass Index (BMI), baseline strength (1RM), number of repetitions and volume completed (load x sets x repetitions) for each exercise within each group were compared using Kruskal-Wallis ANOVA test. Significant main effects were further analyzed using pairwise comparisons with Dunn’s post hoc tests. Statistical significance for all analyses was accepted at p = 0.05. Statistical analysis was completed using SPSS® 15.0 for Windows (LEAD Technologies,USA). Results Table I shows the characteristics of the subjects after separation according to ACE genotype. A χ2 analysis indicated that the genotype frequencies of the subjects were in Hardy– Weinberg equilibrium (P=0.94). There were no significant differences between groups in any of the demographic measures, except BMI (greater in II ACE genotype group). Both 1RM tests showed high reliability by ICC (LP=0.955; SP=0.867; TP=0.817; BC=0.758) except for BP (ICC=0.6783) classified as good reliability. The DD genotype carriers had greater strength values than the homozygous II genotype in LP, TP, and BC (Table I). The number of repetitions performed at each set declined in all exercises, regardless of the Vol. 64 - No. 4 MACHADO mer fiancheggianti la regione polimorfica (senso 5’CTG-GAG-ACC-ACT-CCC-ATC-CTT-TCT3’ e antisenso 5’GAT-GTG-GCC-ATC-ACA-TTC-GTCAGA-T3’). La caratterizzazione e la genotipizzazione mediante PCR dei polimorfismi I/D sono state condotte come descritto in precedenza. Per evitare di trascrivere erroneamente gli eterozigoti I/D come omozigoti DD a causa dell’amplificazione preferenziale dell’allele D nei campioni eterozigoti, tutti i campioni omozigoti DD sono stati sottoposti ad amplificazione indipendente mediante PCR usando una serie di primer che identifica una sequenza d’inserzione specifica che è stata precedentemente riportata (senso 5’TGGGACCAC-AGC-GCC-CGC-CAC-TAC3’ e antisenso 5’TCG-CCA-GCCCTC-CCA-TGC-CCA-TAA3’) 19. La riproducibilità è stata maggiore del 99% con la maggior parte di casi di errore dovuti o alla trascrizione o all’immissione dei dati. Quando sono state rilevate incongruenze, la genotipizzazione del campione è stata ripetuta. Tutte le genotipizzazioni sono state effettuate da un ricercatore esperto tenuto all’oscuro dei dati dei soggetti. Lo studio era in doppio cieco rispetto al genotipo dei partecipanti. Analisi statistica Dopo le analisi del genotipo, i soggetti sono stati collocati in tre gruppi in base alla frequenza dell’allele: DD, ID oppure II. Un test del Chi quadrato (χ2) è stato utilizzato per determinare se la frequenza del genotipo osservato fosse nell’equilibrio di Hardy-Weinberg (frequenza attesa degli alleli: (p²+2pq+q²=1), laddove p è l’allele più comune e q è l’allele meno comune). L’affidabilità dei carichi 1RM è stata valutata mediante la correlazione intraclasse (ICC) e l’affidabilità è stata descritta come “eccellente” per valori ICC nell’intervallo 0,8-1,0 e “buona” per valori nell’intervallo 0,6 - 0,8 mentre i valori al di sotto di 0,6 sono stati considerati “scarsi” 20. Età, massa, altezza, indice di massa corporea (IMB) forza al baseline (1RM), numero di ripetizioni e volume completato (carico x serie x ripetizioni) per ogni esercizio all’interno di ciascun gruppo sono stati confrontati usando il test ANOVA di Kruskal-Wallis. I principali effetti significativi sono stati ulteriormente analizzati usando confronti a coppie con i test post-hoc di Dunn. La significatività statistica per tutte le analisi è stata accettata a P=0,05. L’analisi statistica è stata completata usando il software SPSS® 15.0 per Windows (LEAD Technologies, USA). MEDICINA DELLO SPORT 371 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING MACHADO Table I.—Subject characteristics by ACE genotype (mean±SD). Tabella I. — Caratteristiche dei soggetti in base al genotipo ACE (media±DS). Age (years) Height (cm) Mass (Kg) BMI (Kg.m-2) Bench Press 1RM (Kg) Lat Pulldown 1RM (Kg) Shoulder Press 1RM (Kg) Triceps Pulldown 1RM (Kg) Biceps Curl 1RM (Kg) (a) DD (n=5) ID (n=18) II (n=4) P 20.2±1.7 178±6 65.7±3.7 20.8±1.6 86.2±8.9 78.0±11.2 46.8±13.2 45.4±19.9 26.5±2.4 23.2±3.3 177±7 67.3±4.7 21.5±1.2 83.1±13.3 68.6±19.7 45.1±18.3 32.7±8.0 25.7±6.2 22.0±5.4 171±5 68.5±3.0 23.7±1.9a 71.5±3.9 52.0±3.7a 33.5±9.9 25.9±3.9a 22.9±3.7 a 0.38 0.30 0.80 0.04 0.07 0.04 0.36 0.05 0.05 DD vs II (p≤0.05) 12 DD ID II 10 Repetitions 8 6 4 2 0 A BP1 BP2 BP3 BP4 LP1 LP2 LP3 LP4 SP1 SP2 SP3 TP4 TP1 TP2 TP3 TP4 BC1 BC2 BC3 BC4 12 Repetitions 10 DD ID II § 8 § * * 6 4 2 B 0 BP1 BP2 BP3 BP4 LP1 LP2 LP3 LP4 SP1 SP2 SP3 TP4 TP1 TP2 TP3 TP4 BC1 BC2 BC3 BC4 Figure 1.—Number of repetitions for each set within each of the exercises. A) Length interval rest of 1 min; B) length interval rest of 3 min. *Difference between DD and II (P<0.05) §Difference between DD with ID and II (P<0.05). Figura 1. — Numero di ripetizioni per ciascuna serie all’interno di ciascun esercizio. A) Lunghezza dell’intervallo di riposo di 1 minuto; B) lunghezza dell’intervallo di riposo di 3 minuti. *Differenza tra DD e II (P<0,05) §Differenza tra DD con ID e II (P<0,05). length of the rest interval. However, the reduction was greater in the session with a 1 min rest interval (Figure 1). In each set performed there was a trend for a reduction in the number of 372 Risultati La tabella I mostra le caratteristiche dei soggetti dopo la separazione in base al genotipo ACE. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING MACHADO Volume (load × ripetitios) kg 1000 A DD ID II 800 600 400 200 0 BP1 BP2 BP3 BP4 LP1 LP2 LP3 LP4 SP1 SP2 SP3 TP4 TP1 TP2 TP3 TP4 BC1 BC2 BC3 BC4 Volume (load × ripetitios) kg 1000 B 800 * 600 * 400 DD ID II § * § § § * § § 200 0 BP1 BP2 BP3 BP4 LP1 LP2 LP3 LP4 SP1 SP2 SP3 TP4 TP1 TP2 TP3 TP4 BC1 BC2 BC3 BC4 Figure 2.—Volume (repetitions x load) for each set within each of the exercises in the sequence in which it was accomplished. A) Length interval rest from 1 min; B) length interval rest from 3 min. *Represents significant difference (P<0.05) compared DD vs. II §Represents significant difference (P<0.05) compared DD vs. ID and II. Figura 2. — Volume (ripetizioni per carico) per ogni serie all’interno di ciascun esercizio nella seguenza in cui è stato realizzato. A) Lunghezza dell’intervallo di riposo da 1 minuto; B) lunghezza dell’intervallo di riposo da 3 minuti. *Differenza significativa (P<0,05) confrontando DD con II §Differenza significativa (P<0,05) confrontando DD con ID e II. repetitions performed. The ACE II homozygote group showed fewer repetitions for select exercises (P<0.05) than the DD and ID in the wake of the session with a rest interval length of 3 min (Figure 1), this trend was not evident in the session with 1 min interval between sets. The volume (repetitions x load) performed at each set declined in all exercises, regardless of the length of the rest interval. However, the reduction in volume was greater in the session with 1 min rest interval (Figure 2). In each set there was a progressive reduction in the volume performed. The ACE II homozygotes showed lower volumes (P<0.05) for select exercises than the DD and ID in the session with a rest interval length of 3 min (Figure 2), this trend was not evident in the session with 1 min interval between sets. Significantly greater total volume (load x sets x repetitions) was completed for all exercises Vol. 64 - No. 4 Un’analisi del c2 ha indicato che le frequenze del genotipo dei soggetti rientravano nell’equilibrio di Hardy-Weinberg (P=0,94). Non vi erano differenze significative tra i gruppi in nessuna delle misure demografiche, eccetto l’IMC (maggiore nel gruppo con genotipo ACE II). Entrambi i test 1RM hanno mostrato un’elevata affidabilità mediante ICC (LP=0,955; SP=0,867; TP=0,817; BC=0,758) escluso il BC (ICC=0,6783) classificato come buona affidabilità. I portatori del genotipo DD hanno mostrato valori di forza più elevati rispetto al genotipo omozigotico II in LP, TP e BC (Tabella I). Il numero di ripetizioni effettuate in ogni serie diminuiva in tutti gli esercizi, a prescindere dalla lunghezza dell’intervallo di riposo. Tuttavia, la riduzione era maggiore nella sessione con 1 minuto d’intervallo di riposo (Figura 1). In ogni serie effettuata vi era una tendenza alla MEDICINA DELLO SPORT 373 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING MACHADO Volume (kg) (sets x repetitions per set x load) 3000 A 2500 2000 1500 1000 500 0 BP LP SP TP BC TP BC Volume (kg) (sets x repetitions per set x load) 3000 B * 2500 * 2000 * 1500 1000 500 0 BP DD LP SP ID II Figure 3.—Total volume (sets x repetitions x load) for each resistance exercise. A) Length interval rest from 1 min; B) length interval rest from 3 min. *Difference between DD and II ACE genotype for the exercise carried out with 3 min rest interval (P<0.05). Figura 3. — Volume totale (serie x ripetizioni x carico) per ciascun esercizio della resistenza. A) Lunghezza dell’intervallo di riposo da 1 minuto; B) lunghezza dell’intervallo di riposo da 3 minuti. *Differenza tra il genotipo ACE DD e II per l’esercizio realizzato con 3 minuti d’intervallo di riposo (P<0,05). during the 3 min bout versus the 1 min bout (P<0.05). In addition, DD carriers completed greater total volume for LP, SP and TP when compared to II carriers only with the 3 min rest interval (Figure 3). Discussion The main finding of this study was that there was a tendency for II homozygote to show a lower performance than the D allele, homo-or heterozygous which becomes more prominently displayed when training with a longer rest interval between sets of resistance exercise. The sample of this pilot study consisted of 27 young 374 riduzione del numero di ripetizioni effettuate. Il gruppo omozigotico ACE II ha mostrato minori ripetizioni per esercizi selezionati (P<0,05) rispetto alle varianti DD e ID sulla scia della sessione con intervallo di riposo di 3 minuti (Figura 1); tale tendenza non era evidente nella sessione con 1 minuto d’intervallo tra le serie. Il volume (ripetizioni x carichi) realizzato in ogni serie è diminuito in tutti gli esercizi, a prescindere dalla lunghezza dell’intervallo di riposo. Tuttavia, la riduzione nel volume è stata maggiore nella sessione con 1 minuto d’intervallo di riposo (Figura 2). In ogni serie, vi è stata una riduzione progressiva nel volume realizzato. Gli omozigoti ACE II hanno mostrato minori volumi (P<0,05) per esercizi selezionati rispetto alle varianti DD e ID nella sessione con intervallo di riposo di 3 minuti (Figura 2); tale tendenza non era evidente nella sessione con 1 minuto di intervallo di riposo tra le serie. Un volume totale significativamente maggiore (carico x serie x ripetizioni) è stato completato per tutti gli esercizi durante la sessione di 3 minuti rispetto alla sessione di 1 minuto (P<0,05). Oltre a ciò, i portatori della variante DD hanno realizzato un volume totale maggiore per LP, SP e TP rispetto ai portatori della variante II solo con l’intervallo di riposo di 3 minuti (Figura 3). Discussione La principale scoperta del presente studio è stato il rilevamento di una tendenza per gli omozigoti II ad ottenere una minore performance rispetto all’allele D, omo o eterozigote, la quale diventa più chiara nell’allenamento con un maggiore intervallo di riposo tra le serie di allenamento della resistenza. Il campione di questo studio pilota era composto di 27 giovani uomini con una distribuzione degli alleli di 18,5% (N.=5) per il genotipo DD, 66,7% (N.=18) per quello ID e 14,8% (4) per quello II. La distribuzione attesa nei caucasici è rispettivamente del 25%, 50% e 25% (2); la leggera differenza nel presente studio può essere attribuita all’eterogeneità nella distribuzione etnica. La forza al baseline (valutata mediante 1RM) ha mostrato differenze quando il genotipo ACE è stato confrontato con il genotipo ACE II (DD>II) in quattro dei cinque esercizi (BP quasi significativo, P=0,07). Tale scoperta avvalora i risultati di altri studi, i quali hanno mostrato una relazione MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING males and the distribution of alleles was 18.5% (n = 5) for DD genotype, 66.7% (N.=18) for ID and 14.8% (4) for II. The expected distribution in Caucasians is 25%, 50%, and 25% respectively (2), the slight differences in the present study can be attributed to heterogeneity in ethnical distribution. Baseline strength (assessed by 1RM) display differences when the DD ACE genotype was compared with the II ACE genotype (DD>II) in four of five exercises (BP nearly significant, P=0.07). This finding corroborates the results of others studies that displayed a relationship between D allele and strength.6, 8, 9 Physiological mechanisms to explain our findings that the 1RM were greater in carriers of the DD ACE genotype are not readily apparent from our data. Pescatello et al.,6 however, suggest that the associations among the ACE genotype and muscle strength are mediated by neurological mechanisms due to cross-education and learning effects and can be explained by the facilitation of the neuromuscular transmission mediated by angiotensin II. Furthermore, the D allele is linked with higher ACE activity and angiotensin II production than the ACE I allele,21 lending support for the neurological rationalization proposed by Pescatello et al.6 and thus could also explain our findings. The finding that the rest period length between sets and exercises affects the total number of repetitions in a training session, with fewer total repetitions performed when shorter rest periods are used, is supported by previous studies.11, 14 The aforementioned studies were specifically designed to compare performance in a RT session with long and short length rest intervals between sets, which has so far been studied very little. It has been well described that isolated exercises with shorter intervals decrease the volume and the total number of repetitions.13, 15, 16 But, it has not been well described as to how performance during a sequence of exercises similar to what is usually used in a RT program is affected by the interval of rest. Our results help to demonstrate the cumulative effects of the initial exercises on subsequent exercise, and the lengths of rest intervals between sets can modulate performance. We found no differences between ACE genotypes in the number of repetitions or volume when the subjects were exercise with rest intervals of 1 min. Short rest interval lengths are associated with major metabolic and hormonal changes when compared to longer intervals during RT.22, 23 The ACE I allele is associated with improvements in the efficiency of mitochondrial Vol. 64 - No. 4 MACHADO tra l’allele D e la forza 6, 8, 9. I meccanismi fisiologici che spiegano la nostra scoperta che l’1RM sia maggiore in portatori del genotipo ACE DD non sono facilmente desumibili dai dati. Pescatello et al.6, tuttavia, suggeriscono che le associazioni tra il genotipo ACE e la forza muscolare siano mediate da meccanismi neurologici dovuti alla cross education e all’apprendimento e possano essere spiegate dall’agevolazione della trasmissione neuromuscolare mediata dall’angiotensina II. L’allele D, inoltre, è collegato a un’attività ACE e a una produzione di angiotensina II più elevate rispetto all’allele ACE I 21, supportando la razionalizzazione neurologica proposta da Pescatello et al.6 e potendo di conseguenza anche spiegare le nostre scoperte. La scoperta che la lunghezza del periodo di riposo tra le serie e gli esercizi influisca sul numero totale di ripetizioni in una sessione di allenamento, con minori ripetizioni totali realizzate con l’utilizzo di più brevi periodi di riposo, è supportata da precedenti studi 11, 14. I succitati studi erano stati concepiti appositamente al fine confrontare la performance in una sessione RT con intervalli di riposo lunghi e corti tra le serie, la quale è stata finora studiata molto poco. È stato ben descritto che esercizi isolati con intervalli più corti riducono il volume e il numero totale di ripetizioni 13, 15, 16. Tuttavia, non è stato descritto bene in che modo l’intervallo di riposo influenzi la performance durante una sequenza di esercizi simile a quella normalmente utilizzata in un programma RT. I nostri risultati aiutano a dimostrare gli effetti cumulativi degli esercizi iniziali sugli esercizi seguenti e in che modo la lunghezza degli intervalli di riposo tra le serie possa modulare la performance. Non abbiamo rilevato differenze tra i genotipi ACE nel numero di ripetizioni o nel volume quando i soggetti si sono esercitati con intervalli di riposo di 1 minuto. Brevi intervalli di riposo sono associati a importanti cambiamenti metabolici e ormonali se paragonati a intervalli di riposo più lunghi durante un RT 22, 23. L’allele ACE I è associato a miglioramenti nell’efficienza della respirazione mitocondriale e forse nella funzione contrattile dei muscoli cardiaci e di quelli scheletrici con effetti positivi negli esercizi di resistenza 2, 24. Tali influenze del genotipo potrebbero aver contribuito in qualche maniera ad approssimare le differenze nella capacità di recupero e quindi nella forza tra i genotipi dei nostri gruppi ma sono necessari ulteriori studi per confermare tale ipotesi. MEDICINA DELLO SPORT 375 MACHADO ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING respiration and perhaps contractile function in both cardiac and skeletal muscle with beneficial effects in endurance exercise.2, 24 These influences of the genotype may have contributed somewhat to approximate the differences in recovery capacity and thus strength between the genotypes in our groups, but more studies are needed to confirm this hypothesis. When we provided a longer rest interval (3 min), differences between genotypes were observed. The longer rest time allows the physiological and metabolic variables to become closer to the resting levels, increasing time to reach fatigue. This reduction in fatigue seemed to allow the actions of the strongest muscles of the ACE DD genotype does more repetitions, and achieves higher total volumes. The reason for this difference is not clear, but it shows that the carriers of ACE DD genotype may be benefited by longer rest intervals between sets during RT and it can be related to the angiotensin II. Numerous studies demonstrate that the inhibition of angiotensin II attenuate overload-induced skeletal muscle hypertrophy in animal models.5, 25, 26 There is evidence that angiotensin II contributes to overload-induced skeletal muscle hypertrophy through paracrine/autocrine signalling and involves the AT1 receptors.5, 26 The details of the intracellular signalling pathways involved in angiotensin II stimulus to hypertrophy remain unclear, but may involve immediate changes since the AT1 receptor acts through protein kinase C (PKC) and calcineurin activity. Recent studies have demonstrated greater gains from muscle strength for subjects with the D allele as a result of the training when compared to I allele carriers.8, 27 Unfortunately, there are no previous data relating the angiotensin II and skeletal muscle performance during RT with different rest interval lengths between sets. In spite of this, we propose angiotensin II as a main candidate to promote the better performance in RT of ACE DD genotype carriers, since the angiotensin II contributes to overload-induced skeletal muscle hypertrophy. Quando abbiamo fornito un intervallo di riposo più lungo (3 minuti), abbiamo osservato differenze tra i genotipi. Un più lungo intervallo di riposo permette alle variabili metaboliche e fisiologiche di avvicinarsi ai livelli di riposo, aumentando il tempo necessario a raggiungere l’affaticamento. Sembra che tale riduzione nell’affaticamento abbia permesso ai muscoli più forti del genotipo ACE DD di compiere più ripetizioni e raggiungere maggiori volumi totali. Il motivo di tale differenza non è chiaro, ma mostra che i portatori del genotipo ACE DD potrebbero ricevere benefici da intervalli di recupero più lunghi tra le serie durante un RT e ciò potrebbe essere collegato all’angiotensina II. Numerosi studi dimostrano che l’inibizione dell’angiotensina II attenua l’ipertrofia da sovraccarico dei muscoli scheletrici in modelli animali 5, 25, 26. Vi è evidenza che l’angiotensina II contribuisca all’ipertrofia da sovraccarico dei muscoli scheletrici attraverso la segnalazione paracrina/autocrina e che coinvolga i recettori AT1 5, 26. I dettagli delle vie di segnalazione intracellulare coinvolte nello stimolo dell’angiotensina II per l’ipertrofia rimangono poco chiare, ma possono comportare cambiamenti immediati poiché il recettore AT1 agisce attraverso l’attività della protein chinasi C (PKC) e della calcineurina. Recenti studi hanno dimostrato maggiori aumenti nella forza muscolare per soggetti con l’allele D come risultato dell’allenamento se confrontati con portatori dell’allele I 8, 27. Sfortunatamente, non vi sono dati precedenti relativi all’angiotensina II e alla performance dei muscoli scheletrici durante l’RT con diversi intervalli di riposo tra le serie. Nonostante ciò, suggeriamo l’angiotensina II come principale candidata per promuovere una migliore performance nell’RT di portatori del genotipo ACE DD poiché l’angiotensina II contribuisce all’ipertrofia da sovraccarico dei muscoli scheletrici. Conclusions Riassumendo, i nostri risultati mostrano che sembra esserci un’influenza di natura genetica sulla performance (1RM) e tale effetto è evidente quando intervalli di riposo più lunghi sono utilizzati tra le serie di esercizi della resistenza. La conseguenza di tali scoperte è che i risultati attesi dall’allenamento della resistenza potrebbero dipendere da una combinazione di fattori genetici e dalla lunghezza dell’intervallo di riposo tra gli In summary, our results show that there appears to be a genetic influence on performance (1 RM), and this effect is apparent when lengthening rest intervals are used between sets of resistance exercises. The consequences of these findings are that the expected results to resistance training may be dependent on a combina- 376 Conclusioni MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 ACE GENOTYPE AND REST INTERVAL LENGTH BETWEEN SETS IN RESISTANCE TRAINING tion of genetics with the length of the interval of rest between exercises. More studies are warranted to confirm or refute these initial findings, especially owing to the limitations of this study (i.e., a small sample size, which implies low statistical power and the risk of spurious positive findings due to the contribution of outliers). Nonetheless, our results suggest a potentially promising line of research to be examined for a more precise prescription of RT. References/Bibliografia 1) Sayed-Tabatabaei FA, Oostra BA, Isaacs A, van Duijn CM, Witteman JCM. ACE Polymorphisms. Circ Res 2006;98:1123-33. 2) Jones A, Montgomery HE, Woods DR. Human performance: A role for the ACE genotype? Exerc Sport Sci Rev 2002;30:184-90. 3) Silva GJ, Moreira ED, Pereira AC, Mill JG, Krieger EM, Krieger JE. ACE gene dosage modulates pressure-induced cardiac hypertrophy in mice and men. Physiol Genomics 2006;27:237-44. 4) Geisterfer AA, Peach MJ, Owens GK. Angiotensin II induces hypertrophy, not hyperplasia, of cultured rat aortic smooth muscle cells. 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Sono necessari ulteriori studi per confermare o confutare tali scoperte iniziali, date soprattutto le limitazioni del presente studio (ad es. la piccola dimensione del campione, che implica una bassa potenza statistica e il rischio di scoperte positive spurie a causa del contributo dei valori estremi). Nonostante ciò, i nostri risultati suggeriscono una linea di ricerca potenzialmente promettente da esaminare per una prescrizione più precisa dell’RT. Strength Training. Med Sci Sports Exerc 2008;40:677-83. 10) Kraemer WJ, Ratamess NA. Fundamentals of Resistance Training: progression and Exercise Prescription. Med Sci Sports Exerc 2004;36:674-88. 11) Senna G, Salles BF, Prestes J, Mello RA, Simão R. Influence of two different rest interval lengths in resistance training sessions for upper and lower body. J Sports Sci Med 2009;8:197-202. 12) Miranda H, Simão R, Moreira LM, Souza RA, Souza JAA, Salles BS, Willardson JM. 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Received on November 17, 2011 - Accepted for publication on December 7, 2011. Conflicts of interest.—None. Corresponding author: M. Machado, Laboratory of Physiology and Biokinetic, Iguaçu University (UNIG), BR 356 - Km 02 Itaperuna, RJ, Brazil, CEP 28.300-000. E-mail: [email protected] Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 377 MED SPORT 2011;64:379-91 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes. Epée fencing influence on swimming performance Effetti dell’affaticamento sulla disciplina del nuoto in pentatleti di alto livello. Influenza della scherma sulla performance del nuoto S. DEMARIE 1, V. MAGINI 2, C. GALVANI 3, M. BIANCO 4 1Italian University Sport and Movement “Foro Italico”, Department of Human Movement and Sport Sciences, Laboratory of Sport Performance, Rome, Italy 2Italian University Sport and Movement “Foro Italico”, Department of Health Sciences, Rome, Italy 3Chatolic University of the Sacred Heart, Motor Science Degree Applied Exercise Physiology Laboratory, Milan, Italy 4Chatolic University of the Sacred Heart, Motor Science Degree, Milan, Italy SUMMARY Aim. Modern Olympic Pentathlon tournament comprises five sport disciplines and extends over long duration. It is likely that the residual effect of prior exercise creates physiological responses that differ from performing each discipline as a distinct event. Purpose of the present study was to examine the effect of epée fencing (EF) on subsequent swimming performance. Methods. Measured parameters (swimming best time over 200 m, rate of perceived exertion after swimming 200 m at maximal velocity; swimming velocity corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate; swimming velocity corresponding to the accumulation of 4 mM of blood lactate, blood lactate accumulation, respiratory exchange ratio at the velocity corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate, highest oxygen uptake, time to exhaustion and blood lactate accumulation during swimming at 1.43 m · s-1) were assessed at rest and after an EF competition. Results. A decreased performance level appeared in the test session performed after the EF competition. Cause of the performance deterioration can originate from several factors which include disturbance to swimming technical ability and metabolic malfunction. Conclusion. From the results of the present study, a need for an accurate competition strategy and an adequate carbohydrates intake and hydration, throughout the pentathlon competition disputed during one single day, should be considered a relevant aspect for success in pentathlon. Key words: Sports - Fatigue - Athletic performance. RIASSUNTO Obiettivo. La competizione olimpica di pentathlon moderno è composta di cinque discipline sportive e si estende per un lungo arco temporale. È possibile che l’effetto residuale derivante da un precedente esercizio fisico crei risposte fisiologiche diverse da quelle che scaturirebbero dalla pratica di ogni disciplina come evento distinto. Obiettivo del presente studio è stato quello di analizzare l’effetto della scherma sulla performance della disciplina successiva, il nuoto. Metodi. I parametri misurati (miglior tempo nel nuoto sui 200 m, tasso di sforzo percepito dopo il nuoto sui 200 m a velocità massima; velocità di nuoto corrispondente all’accumulo di 2 mM di lattato ematico; velocità di nuoto corrispondente all’accumulo di 4mM di lattato ematico, accumulo di lattato ematico, quoziente respiratorio alla velocità corrispondente all’accumulo di 2 mM di lattato ematico, maggiore consumo di ossigeno, tempo di esaurimento e Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 379 DEMARIE Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes accumulo di lattato ematico durante il nuoto a 1,43 m · s-1) sono stati misurati a riposo e in seguito a una competizione di scherma. Risultati. Un livello di performance minore è stato registrato nella sessione di test effettuata dopo la competizione di scherma. La riduzione della performance può essere dovuta a numerosi fattori, tra cui un disturbo arrecato all’abilità tecnica del nuoto e una disfunzione metabolica. Conclusioni. I risultati del presente studio suggeriscono che un’accurata strategia competitiva e un’adeguata idratazione e assunzione di carboidrati durante la competizione di pentathlon svolta in un singolo giorno rappresentano fattori importanti al fine di ottenere il successo nella competizione. Parole chiave: Sport multidisciplinare; pentathlon; affaticamento F atigue tolerance is crucial to the attainment of high performance in any form of vigorous sport. Most workers agree that fatigue can be represented in the form of a disturbance in human function as a direct result of effort expressed in a specific sport activity, this disturbance in function can be reflected in the deterioration of performance in tasks involving neuromuscular responses. Fatigue tolerance is considered to be particularly significant in sport activities of extended time length.1 What precisely causes this fatigue, however, is controversial. Much of the previous researches into exercise induced fatigue has taken a reductionist, or a cause-andeffect approach, into understanding fatigue. As a result, numerous linear models have been developed to explain what was thought to be “catastrophic” fatigue. These models include the cardiovascular/anaerobic model, energy supply/energy depletion model, the neuromuscular fatigue model, the muscle trauma model, the biomechanical model, the thermoregulatory model, psychological/motivational model, and the central governor model.2-5 Indeed, the nonlinear complex systems model of fatigue is an improved model of fatigue, whereby fatigue is understood to be the unconscious perception of the afferent feedback received through the various linear models outlined, the brain integrates these afferent signals it might receive from straining too far from homeostasis in order to protect the organism from death or injury. St Clair Gibson and Noakes,6 and Lambert et al.7 have commendably put forward that fatigue might be explained using a nonlinear complex systems model approach, whereby the perception of fatigue during exercise is a consequence of the complex interaction of multiple structured peripheral physiological systems acting as afferent signaller to the brain in a dynamic, non-linear integrative manner.8 In the complex model of fatigue, metabolic activity and both 380 L a resistenza all’affaticamento è fondamentale per ottenere una performance elevata in qualsiasi tipo di sport ad elevata intensità. La maggior parte degli addetti ai lavori concorda sul fatto che l’affaticamento sia rappresentabile sotto forma di un disturbo nella funzione umana derivante dallo sforzo profuso in un una specifica attività sportiva; tale disturbo nella funzione si può riflettere nel calo della performance in compiti che richiedono risposte neuromuscolari. La resistenza all’affaticamento è considerata particolarmente significativa in attività sportive che si estendono per un lungo arco temporale 1. Le cause precise di tale affaticamento, tuttavia, sono controverse. Gran parte delle precedenti ricerche sull’affaticamento derivante dall’esercizio fisico hanno adottato un approccio riduzionista o di causa-effetto nella comprensione dell’affaticamento. Di conseguenza, sono stati sviluppati numerosi modelli lineari per spiegare quello che si pensava fosse un affaticamento “disastroso”. Tali modelli includono il modello cardiovascolare/anaerobico, il modello dell’approvvigionamento/ esaurimento energetico, il modello dell’affaticamento neuromuscolare, il modello del trauma muscolare, il modello biomeccanico, il modello termoregolatorio, il modello psicologico/motivazionale e il modello della regolazione centrale 2-5. In realtà, il modello dei sistemi non lineari complessi dell’affaticamento è un modello dell’affaticamento perfezionato, dove l’affaticamento è inteso come una percezione inconscia del feedback afferente ricevuto attraverso i vari modelli lineari abbozzati e dove il cervello integra tali segnali afferenti che riceve quando ci si allontana eccessivamente dall’omeostasi al fine di proteggere l’organismo dalla morte o dalle lesioni. St Clair Gibson e Noakes 6 e Lambert et al.7 hanno avanzato l’ipotesi encomiabile che l’affaticamento possa essere spiegato usando il modello dei sistemi non lineari complessi, nel quale la percezione dell’affaticamento durante l’esercizio fisico è una conseguenza della complessa interazione di molteplici sistemi fisiologici periferici strutturati che agiscono come segnalatori afferenti al cervello in maniera integrativa, non lineare e dinamica 8. Nel MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes tissue specific and circulating metabolite and substrate concentrations have the capacity to signal afferent neural information to the central nervous system in a continuous manner in such a way that they are able to influence future adjustments to the exercise intensity or pace by the central governor. This model predicts that a number of different, or indeed all, peripheral physiological substrates and metabolites participate in the modulatory process, rather than the system being controlled by any single factor.7 Therefore, homeostasis must be maintained or restored in many physiological system thus influencing performance in a successive exercise bout performed in the same sport discipline, but also in a different one. Accordingly, decathlon is considered the most difficult of athletic events, since participants experience a unique challenge being asked to compete in a multitude of events with rather long periods in between, where the possibility of fatigue and inner fears of failure can take their toll. Just the sheer amount of time it takes to compete in a decathlon tests an athlete’s endurance both physically and mentally.9 Therefore, fatigue tolerance can be assumed to be vital to the achievement of high performance for Decathletes. In other multidisciplinary sports, such as triathlon, duathlon and biathlon it has been demonstrated that the sequential order of events may result in specific physiological and cognitive demands, which differentiate these sports from each discipline considered individually.10-12 In triathlons, adoption of a more even racing pace during cycling lowers exercise intensity and may spare a metabolic reserve for improved subsequent run performance. Therefore, particular areas are present within the triathlon where athletes can make choices that will affect their overall performance.13 Modern Olympic Pentathlon comprises five sport disciplines: epée fencing, swimming, horse riding and combined event (pistol shooting and running). Since each event has to be competed in a single day, such sport activity extends over long duration and demands the utmost of an individual’s physical and mental resources.1 The five events are not performed consequently and the physiological and technical requests placed upon athletes greatly vary from one discipline to another. The first pentathlon event is epée fencing (EF), a series of one-touch bouts with epée swords. It is a round-robin tournament, with a single touch deciding each match. Eventhough bouts last for one minute maximum, Vol. 64 - No. 4 DEMARIE modello complesso dell’affaticamento, l’attività metabolica e le concentrazioni specifiche dei tessuti, del sostrato e dei metaboliti in circolo hanno la capacità di segnalare informazioni neurali afferenti al sistema nervoso centrale in maniera continuativa, influenzando così i futuri aggiustamenti all’intensità dell’esercizio o al ritmo attraverso la regolazione centrale. Tale modello suggerisce che un numero di diversi, se non tutti, sostrati fisiologici periferici e metaboliti partecipa al processo modulatorio, in disaccordo con l’idea che il sistema sia controllato da qualsiasi fattore singolo 7. Quindi, l’omeostasi deve essere mantenuta o ripristinata in numerosi sistemi fisiologici, influenzando così la performance in una successiva sessione di esercizio effettuata nella stessa disciplina sportiva, ma anche in una diversa. Di conseguenza, il decathlon è considerato la più difficile delle competizioni atletiche poiché i partecipanti si trovano a dover competere in molteplici eventi con periodi intermedi piuttosto lunghi, dove la possibilità di affaticarsi e le paure interiori di sconfitta possono avere il loro peso. L’enorme quantità di tempo necessaria a competere nel decathlon è sufficiente da sola a mettere alla prova la resistenza di un atleta, sia fisicamente che mentalmente 9. Quindi, la resistenza all’affaticamento può essere considerata essenziale per il raggiungimento di un’elevata performance nei decatleti. In altri sport multidisciplinari, come il triathlon, il duathlon e il biathlon, è stato dimostrato che l’ordine sequenziale degli eventi potrebbe comportare richieste cognitive e fisiologiche specifiche le quali differenziano tali sport da ciascuna disciplina considerata singolarmente 10-12. Nei triathlon, l’adozione di un ritmo di corsa più costante durante l’evento ciclistico abbassa l’intensità dell’esercizio e potrebbe risparmiare una riserva metabolica per una migliore performance nel successivo evento della corsa. Quindi, nel triathlon sono presenti particolari aree dove gli atleti possono compiere scelte che influiranno sulla loro performance complessiva 13. Il pentathlon olimpico moderno comprende cinque discipline sportive: scherma, nuoto, equitazione ed evento combinato (tiro con la pistola e corsa). Poiché ogni evento deve essere tenuto in un singolo giorno, tali attività sportive si estendono per un lungo arco temporale e richiedono il massimo delle risorse fisiche e mentali di un individuo 1. I cinque eventi non hanno luogo in maniera consecutiva e le richieste tecniche e fisiologiche sugli atleti variano molto da una disciplina all’altra. Il primo evento del pentathlon è la scherma, una serie di sessioni con vittoria alla prima stoccata. Si tratta di un girone all’italiana, con una singola stoccata che decide ogni incontro. Sebbene le sessioni durino al massimo un minuto, ogni atleta deve competere in maniera singola contro 36 avversari diversi. Perciò, MEDICINA DELLO SPORT 381 DEMARIE Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes each athlete have to compete, once at the time, against 36 opponents. Therefore, the event can last up to two and a half hours. According to pentathlon coaches and competitors, fencing is the single most important event in the pentathlon program. Insurance of success requires the highest level of neuromuscular coordination and endurance among the five events. The physical demands of fencing are closely linked to the perceptual and psychological ones, and all are subjected to a continuous succession of changes during the bouts based on the behavior of the opponent. For this reason it is difficult to identify a significant relationship between any one physiological characteristic and performance, and performance is more likely to be influenced by perceptual and neuro-physiological characteristics. Fencers need to anticipate the opponent and to mask their true intentions with a game of feints and counter-feints, which must be supported by an adequate psycho-physical condition to prevent central and peripheral fatigue.14 Therefore, it is reasonable to assume that EF can impair some of the psyco-physiological quality of the pentathletes, and thus hardly hamper subsequent competitions. In a study aimed at ascertain whether a significant relationship existed between accumulative acute fatigue and pentathlon performance a combination of physical and emotional disturbances were reported to occur in greater number, and to be most exaggerated following fencing with respect to the other pentathlon disciplines. Post-fencing fatigue test results appeared to be the most decisive indicators of accumulative acute fatigue tolerance for pentathletes. Those competitors exhibiting less fatigue following fencing were also to become the leaders in the overall competition. A predominance of skill, conditioning to prevent fatigue, and the ability to pace oneself (conserving energy for later bouts) were suggested as possible explanations of these result.1 The second discipline to be faced in a pentathlon competition is front crawl swimming over 200 m. Swimming is a discipline greatly influenced by both technique skills and physiological qualities status of the athletes. Among the pentathlon events investigated by Hagerman 1 success in both fencing and swimming was reported to be dependent on a greater combined physical and mental response compared to the other pentathlon disciplines. Thus, during a race preceded by a long period of competition in fencing, swimming performance can be sup- 382 l’evento può durare fino a due ore e mezzo. A detta di allenatori e atleti del pentathlon, la scherma costituisce l’evento più importante nel programma del pentathlon. La garanzia del successo richiede il più elevato livello di resistenza e coordinamento neuromuscolare tra i cinque eventi. Le richieste fisiche della scherma sono strettamente legate a quelle percettive e fisiologiche, e tutte sono soggette a una continua successione di cambiamenti durante le sessioni in base al comportamento dell’avversario. Per tale motivo è difficile identificare una relazione significativa tra qualsiasi caratteristica fisiologica singola e la performance, poiché la performance ha più possibilità di essere influenzata da caratteristiche percettive e neuro-fisiologiche. Gli schermitori devono anticipare l’avversario e mascherare le loro reali intenzioni con un gioco di finte e controfinte che deve essere supportato da un’adeguata condizione psico-fisica per prevenire l’affaticamento centrale e periferico 14. Per tale motivo è ragionevole supporre che la scherma indebolisca alcune delle qualità psico-fisiologiche dei pentatleti e quindi ostacoli in maniera considerevole le competizioni seguenti. In uno studio mirato ad accertare l’esistenza di una relazione significativa tra affaticamento cumulativo acuto e performance nel pentathlon, una combinazione di disturbi fisici ed emozionali è stata riportata in maggior numero, e in maniera più esponenziale, in seguito all’evento di scherma rispetto alle altre discipline del pentathlon. I risultati dei test di affaticamento post-scherma si sono dimostrati gli indicatori più precisi della resistenza all’affaticamento cumulativo acuto per i pentatleti. I concorrenti che hanno mostrato un minor affaticamento in seguito all’evento di scherma hanno anche ottenuto i migliori punteggi nella competizione complessiva. Una preponderanza di allenamento delle abilità per prevenire l’affaticamento e la capacità di gestire le proprie forze (risparmiando l’energia per le sessioni successive) sono state suggerite come possibili spiegazioni di tale risultato 1. La seconda disciplina da affrontare nel pentathlon è il nuoto sui 200 m in stile libero. Il nuoto è una disciplina che è molto influenzata dallo stato delle abilità tecniche e delle qualità fisiologiche degli atleti. Tra gli eventi del pentathlon studiati da Hagerman 1, il successo nella scherma e nel nuoto è risultato essere dipendente da una maggiore risposta combinata fisica e mentale rispetto alle altre discipline del pentathlon. Perciò, durante una gara di nuoto preceduta da un lungo periodo di competizione nella scherma, è immaginabile che la performance sia facilmente ostacolata dall’affaticamento. In realtà, è possibile che l’effetto residuale del precedente esercizio crei risposte fisiologiche che sono diverse dall’effettuare ogni disciplina come evento distinto e i pentatleti dovrebbero gestire le loro risorse mentali e fisiche in maniera coerente MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes posed to be easily hindered by fatigue. Indeed, it is likely that the residual effect of prior exercise creates physiological responses that differ from performing each discipline as a distinct event and that pentathletes should handle their mental and physical resources to perform consistently throughout events.15, 16 Therefore, investigating the difference in athletes condition and performance between the same discipline performed singularly, or subsequently during a pentathlon competition could be useful in planning training programs and in setting competition strategies. Consequently, the purpose of the present study was to determine to what extent epée fencing can affect the athlete’s conditions and its following swimming performance. Due to the complexity of athlete’s adaptation to pentathlon training our work was carried out only on top level athletes taking part to the Italian National Team. Materials and methods Research have had Institutional Board approval and appropriate consent has been obtained pursuant to law. Six male top level pentathletes of the Italian National Team participated in the study (age 17.3±0.8 yrs, height 182.3±4.2 cm, weight 73±6.9 kg). Swimming performance and physiological parameters were assessed at rest (Re) and after a pentathlon competition (Co) limited to EF, the two test sessions were carried out on separate dates. EF competition took place at 3:00 PM, swimming tests were performed at 6:00 PM both in the Re and Co sessions. In order to avoid the measurement of one parameter to affect the other, during each swimming test only one of the below mentioned parameter was measured at the time. Therefore, each athlete had to undergo five swimming test at rest and another five after as many EF competitions. In order to avoid the familiarisation effect, three athletes underwent the Re tests first, while the other three the opposite. During all test sessions days athlete’s breakfast (at 8:00 AM) consisted of 4 rusks butter and jam, lunch (at 12:00 AM) of two sandwiches and fruits and snack (at 5:30 PM) of one energetic bar. Measured parameters were: 1. swimming best time over 200 m (t200), Vol. 64 - No. 4 DEMARIE lungo gli eventi 15, 16. Quindi, studiare le differenze nella condizione e nella performance degli atleti tra la stessa disciplina effettuata singolarmente o dopo un’altra competizione di pentathlon potrebbe essere utile per progettare programmi di allenamento e impostare strategie competitive. Di conseguenza, l’obiettivo del presente studio è stato quello di determinare fino a che punto la scherma possa influire sulle condizioni di un atleta e sulla sua successiva performance nel nuoto. A causa della complessità dell’adattamento degli atleti all’allenamento del pentathlon il nostro lavoro è stato condotto solo su atleti di alto livello facenti parte della nazionale italiana. Materiali e metodi La ricerca è stata approvata dal comitato eticoscientifico ed è stato ottenuto un appropriato consenso in accordo alla legge. Sei pentatleti di sesso maschile di alto livello della nazionale italiana hanno partecipato allo studio (età 17,3±0,8 anni, altezza 182,3±4,2 cm, peso 73±6,9 kg). La performance nel nuoto e i parametri fisiologici sono stati valutati a riposo e dopo una competizione di pentathlon limitata alla scherma; le due sessioni di test sono state condotte in date separate. La competizione di scherma ha avuto luogo alle ore 15.00 mentre i test del nuoto sono stati effettuati alle ore 18.00, sia a riposo, sia dopo le sessioni competitive. Al fine di evitare che la misurazione di un parametro potesse influenzarne un altro, durante ogni test di nuoto solo uno dei parametri menzionati di seguito è stato misurato in quel momento. Quindi, ciascun atleta è stato sottoposto a cinque test di nuoto a riposo, e ad altri cinque test dopo altrettante competizioni di scherma. Al fine di evitare l’effetto di familiarizzazione, tre atleti sono stati sottoposti prima ai test a riposo e gli altri tre il contrario. Durante tutte le sessioni di test, la colazione degli atleti (alle ore 8.00) era composta di 4 fette biscottate con burro e marmellata, il pranzo (alle ore 12.00) era composto di due panini e frutta e la merenda (alle ore 17.30) di una barretta energetica. I parametri misurati sono stati: 1. miglior tempo di nuoto sui 200 m (t200) e tasso di sforzo percepito dopo il nuoto sui 200 m a velocità massima (RPE); 2. velocità di nuoto corrispondente all’accumulo di 2 mM di lattato ematico (v2); 3. velocità di nuoto corrispondente all’accumulo di 4 mM di lattato ematico (v4); 4. accumulo di lattato ematico (∆ [La]bv2) e quoziente respiratorio (RERv2) a v2; 5. maggiore consumo di ossigeno durante il nuoto (VO2peak), tempo di esaurimento (texVO2peak) MEDICINA DELLO SPORT 383 DEMARIE Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes and rate of perceived exertion after swimming 200 m at maximal velocity (RPE); 2. swimming velocity corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate (v2); 3. swimming velocity corresponding to the accumulation of 4 mM of blood lactate (v4); 4. blood lactate accumulation (∆[La]bv2) and respiratory exchange ratio (RERv2) at v2; 5. highest oxygen uptake during swimming (VO2peak), time to exhaustion (texVO2peak) and blood lactate accumulation (∆[La]bVO2peak) in relation to this test. Measurement were carried out in a 50 m swimming pool, swimming velocity was set by pace lights. 15 min warm up were always allowed before starting the tests. Gas exchanges were measured by a portable breath by breath apparatus (K4b2, Cosmed, Italy) connected to a snorkel (Aquatrainer, Cosmed, Italy). Blood lactate samples were taken from the earlobe and analysed by an amperometric system (EBIO Plus, Eppendorf, Germany). Best swimming time over 200 m was measured by manual chronograph. Rate of perceived exertion was assessed before and after the 200 m swam at maximal velocity in both Re and Co test sessions by the Borg’s 6-20 points scale. Swimming velocities, corresponding to the concentration of 2 mM and 4 mM of lactate in the blood stream, were measured by a standard protocol of the Italian National Swimming Federation for the national level athletes. It consisted of two 200 m free style swimming: the first 200 m swam at 90% of best race velocity, the second 200 m at maximal velocity. Blood samples were collected before each 200 m test (basal lactate values), at the end of each test, and 3, 6 and 9 min during the recovery periods. Before starting the second 200 m tests, the attainment of basal lactate level granted swimmer’s complete recovery. To asses v2 and v4, their values were extrapolated from the best fit line correlating peak blood lactate concentration, measured at the end of each 200 m test, and the corresponding swimming velocity. The test to asses respiratory exchange ratio and blood lactate accumulation at v2 (assessed in the Re condition) lasted 4 min and was carried out at the individually determined velocity corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate. Respiratory exchange ratios were assessed as mean values of gas exchanges measured during the last two minutes of the test when steady stated was ensured. Blood samples were taken after warm up, at the end of 384 e accumulo di lattato ematico (∆ [La]bVO2peak) in relazione a tale test. La misurazione è stata effettuata in una piscina da 50 m, la velocità di nuoto è stata impostata mediante le corsie illuminate. Sono stati consentiti sempre 15 minuti di riscaldamento prima dell’inizio dei test. Gli scambi gassosi sono stati misurati mediante un dispositivo ergospirometrico (K4b2, Cosmed, Italia) collegato a un tubo respiratorio (Aquatrainer, Cosmed, Italia). I campioni di lattato ematico sono stati prelevati dal lobo auricolare e analizzati da un sistema amperometrico (EBIO Plus, Eppendorf, Germania). Il miglior tempo di nuoto sui 200 m è stato misurato tramite un cronografo manuale. Il tasso di sforzo percepito è stato valutato prima e dopo il nuoto sui 200 m a velocità massima, sia nelle sessioni a riposo sia in quelle dopo la competizione mediante il punteggio 6-20 della scala di Borg. Le velocità di nuoto, corrispondenti alla concentrazione di 2 e 4 mM di lattato nel flusso sanguigno, sono state misurate mediante un protocollo standard della Federazione Italiana Nuoto per gli atleti della nazionale. Esso era composto di due nuotate in stile libero sui 200 m: la prima nuotata sui 200 m al 90% della migliore velocità di gara, la seconda sui 200 m a velocità massima. I campioni ematici sono stati raccolti prima dei due test sui 200 m (valori basali del lattato), al termine di ogni test e 3, 6, e 9 minuti durante i periodi di recupero. Prima di iniziare i secondi test sui 200 m, il conseguimento di un livello basale di lattato ha consentito al nuotatore di raggiungere un recupero completo. Per valutare v2 e v4, i loro valori sono stati estrapolati dalla loro curva di migliore approssimazione mettendo in correlazione la concentrazione picco di lattato ematico, misurata al termine di ogni test sui 200 m, e la relativa velocità di nuoto. Il test per valutare il quoziente respiratorio e l’accumulo di lattato ematico a v2 (valutato in condizione di riposo) è durato 4 minuti ed è stato eseguito alla velocità determinata individualmente corrispondente all’accumulo di 2 mM di lattato ematico. Il quoziente respiratorio è stato valutato come valori medi degli scambi gassosi misurati durante gli ultimi due minuti del test quanto è stato garantito uno stato stazionario. I campioni ematici sono stati raccolti dopo il riscaldamento, al termine del test e 3, 6 e 9 minuti durante il periodo di recupero. Al fine di calcolare ∆ [La]bv2, il valore del lattato misurato prima del test è stato sottratto da quello di picco misurato dopo il test. Il test eseguito per determinare VO2peak è stato effettuato a velocità di gara individuale sui 400 m in stile libero (1,43 m s-1 per il nostro gruppo di pentatleti) fino all’esaurimento; la concentrazione di lattato ematico è stata misurata prima di iniziare il test, al termine del test e 3, 6, 9 minuti dopo il test. ∆ [La]bVO2peak è stata considerata la differenza tra MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes test, and 3, 6, 9 min during the recovery period. To calculate ∆[La]bv2, the lactate value measured before the test was subtracted from the peak one measured after it. The test performed to determine VO2peak was carried out at the individual race velocity over 400 m free style (1.43 m · s-1 for our group of pentathletes) up to exhaustion, blood lactate concentration was measured before starting the test, right at the end 3, 6, 9 min after the test. ∆[La]bVO2peak was considered the difference between the highest lactate value measured after the test and the one measured before the test. After a 15 s averaging of the breath by breath gas exchanges quantification, VO2peak was assessed as the highest oxygen uptake value measured at the end of the test. Since body weight does not influence performance in swimming VO2peak was reported as ml O2·min-1. Due to the small sample size, a non parametric Wilcoxon-Mann-Whitney test was applied to compare the values measured at rest with those measured after competition. Normal distribution of data was ensured before proceeding with statistical analysis. P<0.05 was considered statistically significant. Results are presented as mean ± SD. Results Best swimming time over 200 m was significantly shorter for Re than Co (132.4±4.7 s Re, 134.7±4.7 s Co, P=0.02). RPE measured after the 200 m swam at maximal velocity (RPEas) did not result different (16±2 Re, 15± Co, P=0.52). Otherwise, the before swimming RPE (RPEbs) values resulted significantly lower for Re than Co (11±1 Re, 13±3 Co, P=0.02). In the Re condition both v2 and v4 were lower than in the Co test session, eventhough not at a statistically significant level (1.22±0.0 m · s-1 Re, 1.24±0.1 m · s-1 Co, P=0.66; and 1.27±0.0 m · s-1 Re, 1.29±0.1 m · s-1 Co, P=0.43, respectively), reflecting a lower concentration of blood lactate at the same work load in Co. During the 4 min test carried out at v2, it was found that, in the Re situation, ∆[La]bv2 and RERv2 were significantly higher (3.1±0.5 mM Re, 2.1±0.7 mM Co, P=0.02 and 0.89±0.1 Re, 0.82±0.0 Co, P=0.03, respectively) in the Re than in the Co test session. The results gathered from the VO2peak tests indicated that in the Co test sessions VO2peak was significantly reduced (4348±401 mL · min- Vol. 64 - No. 4 DEMARIE il maggiore valore di lattato misurato dopo il test e quello misurato prima del test. Dopo aver fatto una media di 15 s della quantificazione degli scambi gassosi respiro per respiro, il VO2peak è stato valutato come il valore di consumo di ossigeno più elevato misurato al termine del test. Dal momento che il peso corporeo non influenza la performance nel nuoto, il VO2peak è stato riportato come ml O2·min-1. A causa della ridotta dimensione del campione, un test non parametrico di Wilcoxon-MannWhitney è stato applicato per confrontare i valori misurati a riposo con quelli misurati in seguito alla competizione. Prima di procedere con l’analisi statistica, è stata garantita una distribuzione normale dei dati. P<0,05 è stato considerato statisticamente significativo. I risultati sono presentati come media ± DS. Risultati Il miglior tempo di nuoto sui 200 m è stato significativamente più corto nella sessione a riposo rispetto a quella dopo la competizione (132,4±4,7 s a riposo, 134,7±4,7 s dopo la competizione, P=0,02). L’RPE misurato dopo il nuoto sui 200 m a velocità massima (RPEas) non è risultato diverso (16±2 a riposo, 15±3 dopo la competizione, P=0,52). Diversamente, i valori RPE prima del nuoto (RPEbs) sono risultati significativamente più bassi a riposo rispetto a dopo la competizione (11±1 a riposo, 13±3 dopo la competizione, P=0,02). Nella condizione di riposo, sia i valori v2 sia quelli v4 erano più bassi rispetto alla sessione di test dopo la competizione, sebbene non in un livello statisticamente significativo (rispettivamente 1,22±0,0 m ·s-1 a riposo, 1,24±0,1 m s-1 dopo la competizione, P=0,66; e 1,27±0,0 m s-1 a riposo, 1,29±0,1 m s-1 dopo la competizione, P=0,43) riflettendo una minore concentrazione di lattato ematico allo stesso carico di lavoro dopo la competizione. Durante il test di 4 minuti condotto a v2, è stato rilevato che, in situazione di riposo, ∆ [La]bv2 e RERv2 erano significativamente più elevati (rispettivamente 3,1±0,5 mM a riposo, 2,1±0,7 mM dopo la competizione, P=0,02 e 0,89±0,1 a riposo, 0,82±0,0 dopo la competizione, P=0,03) nella sessione a riposo rispetto a quella dopo la competizione. I risultati raccolti dai test VO2peak hanno indicato che, nella sessione di test dopo la competizione, VO2peak era ridotto in maniera significativa (4348±401 ml min-1 a riposo, 4035±403 ml min-1 dopo la competizione, P=0,03). Nello stesso test, nella sessione a riposo, il tempo di esaurimento è risultato essere significativamente maggiore (160,2±30,8 s a riposo, 107,3±20,6 s dopo la competizione, P<0,001) e l’accumulo di lattato ematico significativamente più elevato (7,6±1,1 mM a riposo, 7,1±0,8 mM MEDICINA DELLO SPORT 385 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes DEMARIE Table I.—Differences calculated subtracting Re from Co values of some variables representative of the athlete’s performance level. Tabella I. — Differenze calcolate sottraendo i valori a riposo da quelli dopo la competizione di alcune variabili rappresentative del livello di performance degli atleti. Variable Unit of measurement t 200 RPEbs v4 v2 VO2peak tex s Points m · s-1 m · s-1 mL · min-1 s DCo-Re 2.3 2 0.02 0.02 -312.8 -52.9 SD SS ±1.1 ±2 ±0.08 ±0.11 ±253.1 ±10.2 * * * * t200: time over 200 m; RPEbs: RPE before swimming; v4: swimming velocities corresponding to the accumulation of 4 mM of blood lactate; v2: swimming velocities corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate; VO2peak: highest oxygen uptake during swimming; texVO2peak: time to exhaustion during the VO2peak test. SS: * difference statistically significant. Re, 4035±403 ml · min-1 Co, P=0.03). In the same test, in the Re session time to exhaustion resulted significantly longer (160.2±30.8 s Re, 107.3±20.6 s Co, P<0.001), and blood lactate accumulation significantly higher (7.6±1.1 mM Re, 7.1±0.8 mM Co, P=0.04). In Table I differences calculated subtracting Re from Co values of some variables representative of the athlete’s performance level are reported. 1 Discussion and conclusions Even though, the consistency of physiological adaptation to pentathlon training could be ensured including only top level athletes into our study, the scarce number of subjects has to be taken into account into all further considerations. The first important result of the present study demonstrated that swimming time over 200 m was significantly shorter in Re than in Co. Starting from the proved decreased swimming performance level in the Co session, many consideration can be sorted out. First of all, even if RPE after swimming did not differ in the two test sessions, RPE values collected before swimming resulted significantly higher after completion of the EF tournament, this result confirms that previous competition can hinder subsequent athlete’s performance level in multidisciplinary sports. Moreover, aerobic power, measured as VO2peak during swimming, resulted significantly reduced in the Co test session. In the same test session time to exhaustion resulted significantly longer and blood lactate accumulation significantly lower. In the Co test session the 386 dopo la competizione, P=0,04). Nella Tabella I sono riportate le differenze calcolate sottraendo i valori a riposo da quelli dopo la competizione di alcune variabili rappresentative del livello di performance degli atleti. Discussione e conclusione Sebbene la coerenza dell’adattamento fisiologico all’allenamento del pentathlon potrebbe essere assicurata dall’aver incluso esclusivamente atleti di alto livello nel nostro studio, lo scarso numero di soggetti deve essere tenuto in debito conto per tutte le ulteriori considerazioni. Il primo importante risultato del presente studio ha dimostrato che il tempo di nuoto sui 200 m è stato significativamente più corto nei test a riposo rispetto a quelli dopo la competizione. A cominciare dalla comprovata riduzione del livello di performance nel nuoto nella sessione dopo la competizione, possono essere effettuate numerose considerazioni. Per prima cosa, sebbene l’RPE dopo il nuoto non fosse diverso nelle due sessioni di test, i valori RPE raccolti prima del nuoto sono stati significativamente più elevati dopo il completamento del torneo di scherma e tale risultato conferma che la precedente competizione può ostacolare il successivo livello di performance di un atleta negli sport multidisciplinari. Inoltre, la potenza aerobica, misurata come VO2peak, durante il nuoto è stata significativamente minore nella sessione di test dopo la competizione. Nella stessa sessione di test, il tempo di esaurimento è stato significativamente più lungo e l’accumulo di lattato ematico significativamente minore. Nella sessione di test dopo la competizione, il minor tempo di esaurimento ha impedito agli atleti di raggiungere il loro massimo potenziale producendo così un più basso VO2peak, come confermato dal MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes shorter time to exhaustion impeded the athletes to reach their maximal potentiality thus producing a lower VO2peak, as confirmed by the lower blood lactate accumulation. This is in agreement with the higher RPE values recorded before swimming after the EF competition with respect to the RPE values stated at rest. Cause of the decreased performance level revealed in the Co test session can originate from several factors which include disturbance to swimming technical ability and metabolic malfunction. Swimming techniques can be deteriorated by the execution of previous disciplines which imply a totally different biomechanical attitude. Indeed, swimming have to do with fluency, ease of action, force and the ability to find a proper push against a fluid, while EF, being an open-skilled combat sport, is greatly affected by technical and tactical models utilized in relation to the adversary. Moreover, EF rely on the athlete’s quickness of movements in response to the opponent’s action.14 EF is also an asymmetrical sport activity that emphasizes its very high level of specific function, strength and control at the point that the asymmetry of the activity results in an asymmetry of the body, while swimming is historically considered one of the major symmetrical sports.14, 17 The present work also highlighted that swimming velocity corresponding to the accumulation of 4 mM of blood lactate, as well as the velocity corresponding to the accumulation of 2 mM of blood lactate, which are considered target velocities to establish aerobic qualities of swimmers, resulted increased in the Co test session. The increased v2 and v4 velocities in the Co test session could be explained by a deterioration of the capacity to utilize carbohydrates as substrate. Indeed, muscle glycogen content may affect the anaerobic threshold as reported by Hughes et al.18 Nine male subjects performed continuous incremental exercise on a bicycle ergometer pedaling at 50 and 90 rpm in a normal glycogen state (NG) and at 50 rpm in a glycogen-depleted state (GD) to determine if alterations in muscle glycogen content would affect their “anaerobic thresholds”. Lactate threshold [T(lac)]was identified as the points after which blood lactate began to increase nonlinearly as a function of work rate. The GD protocol shifted the T(lac) to a greater work rate relative to the NG state.18 Consistently, blood lactate accumulation and respiratory exchange ratio were significantly reduced after Co. Since metabolic pathways required by 200 m Vol. 64 - No. 4 DEMARIE minore accumulo di lattato ematico. Ciò è coerente con i più elevati valori RPE registrati prima del nuoto dopo la competizione di scherma rispetto ai valori RPE registrati a riposo. La causa della minore performance rilevata nella sessione di test dopo la competizione può essere dovuta a numerosi fattori che includono il disturbo all’abilità tecnica del nuoto e la disfunzione metabolica. Le tecniche di nuoto possono essere compromesse dall’esecuzione di precedenti discipline che implicano un’attitudine biomeccanica totalmente diversa. Infatti, il nuoto implica fluidità, agilità di azione, forza e capacità di trovare una spinta adeguata contro un fluido, mentre la scherma, essendo uno sport di combattimento caratterizzato da abilità aperte, è molto influenzata dai modelli tattici e tecnici utilizzati in relazione all’avversario. Inoltre, la scherma fa affidamento sulla velocità di movimenti di un atleta in risposta all’azione dell’avversario14. La scherma è anche un’attività sportiva asimmetrica che enfatizza il suo elevato livello di funzione specifica, forza e controllo, al punto che l’asimmetria dell’attività si traduce nell’asimmetria del corpo, mentre il nuoto è storicamente considerato uno degli sport maggiormente simmetrici 14, 17. Il presente lavoro sottolinea anche il fatto che la velocità di nuoto corrispondente all’accumulo di 4 mM di lattato ematico, oltre che la velocità corrispondente all’accumulo di 2 mM di lattato ematico, le quali sono considerate velocità ideali per stabilire le qualità aerobiche dei nuotatori, sono risultate maggiori nella sessione di test dopo la competizione. Le maggiori velocità v2 e v4 nella sessione di test dopo la competizione possono essere spiegate da un deterioramento della capacità di utilizzare i carboidrati come sostrato. Infatti, come riportato da Hughes et al. 18, il contenuto di glicogeno muscolare può influenzare la soglia anaerobica. Nove soggetti di sesso maschile hanno effettuato un esercizio continuativo e incrementale su una bicicletta ergometrica pedalando a 50 e 90 rpm in uno stato di glicogeno normale (GN) e a 50 rpm in uno stato di glicogeno esaurito (GE) per determinare se alterazioni nel contenuto di glicogeno muscolare potessero influire sulle loro “soglie anaerobiche”. La soglia di lattato [T(lac)]è stata identificata come i punti dopo i quali il lattato ematico inizia ad aumentare in maniera non lineare come una funzione del tasso di lavoro. Il protocollo GE ha spostato il T(lac) a un maggior tasso di lavoro relativo allo stato GN 18. In maniera coerente, l’accumulo di lattato ematico e il quoziente respiratorio erano ridotti in maniera significativa dopo la competizione. Dal momento che le vie metaboliche richieste dal nuoto sui 200 m richiedono un’ampia disponibilità di sostrati carboidratici, il disturbo metabolico, dovuto al precedente sforzo profuso nella scherma, potrebbe avere determinato la ridotta capacità ae- MEDICINA DELLO SPORT 387 DEMARIE Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes swimming necessitate large carbohydrate substrates availability, metabolic disturbance, due to the previous strain accomplished, could have lead to the decreased aerobic capacity measured in the present study. Consistently, in EF physical demands are reported to be high, involving the aerobic and anaerobic metabolisms.9 At this regard, an insufficient supply of carbohydrate during intense swimming training has been shown to impair the ability to exercise at high intensity.19 When carbohydrates oxidation has been examined in seven competitive cyclists, in a nine-month longitudinal study covering an entire cycling season, despite a brief dietary interview before each testing period, an insufficient carbohydrate intake just before the last test session has been reported. Authors suggested that the lack of carbohydrate availability may have compromised performance.20 Carbohydrate ingestion has been shown to be of benefit during the latter stages of prolonged exercise, when endogenous carbohydrate reserves are low and carbohydrate oxidation has fallen, it has been shown to increase blood glucose levels and carbohydrate oxidation, thereby enhancing performance.21-23 Improved exercise performance has been reported with the provision of exogenous carbohydrate during prolonged exercise as compared to the ingestion of a water placebo.24, 25 During successive days of intense prolonged exercise under conditions not eliciting hyperthermia, the factor most important for performance of prolonged and intense exercise has been demonstrated to be maintaining carbohydrate availability and thus oxidation, especially from blood glucose oxidation as muscle glycogen concentration declines. Therefore, a not adequate carbohydrate concentration in the diet has been suggested to generate a marked reduction in muscle glycogen stores and a deterioration in performance.26 Muscle glycogen content is well known to be a crucial factor in determining fatigue. A study was conducted with subjects tested in normal condition and in glycogen depleted condition.27 In the glycogen depleted condition subjects were fatigued an average of one work load earlier than when tested in the non glycogen depleted condition. The concentration of blood lactate was significantly reduced during exercise after depletion of body glycogen stores. Hormonally mediated changes in substrate selection, as well as substrate availability has been deduced to contribute to the lower blood lactate levels after glycogen depletion. The respiratory exchange 388 robica misurata nel presente studio. In maniera coerente è stato riportato che, nella scherma, le richieste fisiche sono elevate, coinvolgendo i metabolismi aerobico e anaerobico 9. A tal proposito, è stato dimostrato che un rifornimento insufficiente di carboidrati durante l’allenamento di nuoto ad alta intensità danneggia la capacità di allenarsi ad alta intensità 19. Quando l’ossidazione dei carboidrati è stata esaminata in sette ciclisti competitivi all’interno di uno studio longitudinale durato nove mesi, il quale ha coperto un’intera stagione ciclistica, nonostante una breve intervista nutrizionale prima di ogni sessione di test, è stato riportato un consumo insufficiente di carboidrati prima dell’ultima sessione di test. Gli autori hanno suggerito che la mancanza di carboidrati potrebbe avere compromesso la performance 20. È stato dimostrato che il consumo di carboidrati ha effetti benefici nell’ultimo stadio di un esercizio prolungato, quando le riserve endogene di carboidrati sono basse e l’ossidazione dei carboidrati è calata. È stato inoltre dimostrato che il consumo di carboidrati aumenta i livelli ematici di glucosio e l’ossidazione dei carboidrati, migliorando così la performance 21-23. È stata riportata una migliore performance nell’esercizio fisico con la fornitura di carboidrati endogeni durante l’esercizio prolungato rispetto all’assunzione di placebo a base di acqua 24, 25. Nei giorni consecutivi di esercizio intenso e prolungato sotto condizioni che non favoriscono l’ipertermia, è stato dimostrato che il fattore più importante per la performance di un esercizio intenso e prolungato è il mantenimento di una disponibilità di carboidrati e quindi di ossidazione, specialmente dall’ossidazione del glucosio ematico quando la concentrazione di glicogeno muscolare cala. Quindi, è stato suggerito che una concentrazione inadeguata di carboidrati nella dieta genera una marcata riduzione delle riserve di glicogeno muscolare e un deterioramento della performance 26. È ben noto che il contenuto di glicogeno muscolare è un fattore essenziale nel determinare l’affaticamento. Uno studio è stato condotto in soggetti valutati in condizioni normali e in condizioni di glicogeno esaurito 27. In condizione di glicogeno esaurito, i soggetti erano affaticati in media un carico di lavoro prima rispetto a quando sono stati testati nella condizione di glicogeno non esaurito. La concentrazione di lattato ematico era significativamente più bassa durante l’esercizio dopo l’esaurimento delle riserve di glicogeno. È stato dedotto che i mutamenti mediati dagli ormoni nella selezione del sostrato, oltre che la disponibilità del sostrato, contribuiscono a determinare i minori livelli di lattato ematico dopo l’esaurimento del glicogeno. Il quoziente respiratorio era significativamente più basso durante l’intero test di esaurimento del glicogeno, indicando un maggiore utilizzo dei lipidi come carburante respiratorio. Una maggiore MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes ratio was significantly reduced throughout the glycogen depletion test, indicating great utilization of fats as respiratory fuel. Increasing lipid oxidation during exercise may have slowed the rate of glycolysis and reduced lactate production. In subjects with normal respiratory control, a greater degree of metabolic acidosis has been shown to result in higher ventilation and reduced endurance time.28 Presumably, the differences in blood lactate accumulation between the Re and Co testing sessions can, to some extent, be accounted for by differences in plasma hormone concentrations and more particularly by catecholamine kinematics during exercise. Increased exercise stress is manifested in physiological and biochemical changes and is often in conjunction with psychological alterations, all of which result from an imbalance in homeostasis. Down-regulation of adrenoreceptors, or a decrease in receptor number, may take place as a consequence of the prolonged exposure to catecholamines that can occur as a result of intensified training, prolonged exercise and/ or psychological stress.29-31 The lack of plasma hormone measurements limits our ability to assess whether the differences in carbohydrates utilisation between Co and Re conditions might have been adrenergically mediated. It has to be reminded that participants to the present study underwent the swimming test sessions at the same time of the day both in the Re and in the Co test sessions, and that feeding schedule did not change much between Re and Co test sessions: breakfast provided ~420 kcal and lunch ~850 kcal plus ~35 kcal from fruits. Before swimming they had free water and ate only one energetic bar (35-40 kcal), both in the Re and the Co condition. Indeed, the lack of carbohydrates ingestion in between the pentathlon competitions could penalise the performance of the athletes. At this regard, the Union International de Pantathlon Moderne (UIPM) suggests that pentathletes should have a carefully calibrated diet, which comprises snacks available throughout the competition day. UIPM also states that, adequate caloric intake and optimal hydration are essential to provide the energy necessary for peak performance and injury prevention. An average 1.85 cm in height, 80 kg of body mass male pentathlete will consume approximately 3000 Kcal during a competition day, therefore, if the needs of the athlete are not taken care of, performance may be affected. In the 1996 American College of Sport Medicine position statement on “Exercise and Fluid Re- Vol. 64 - No. 4 DEMARIE ossidazione lipidica durante l’esercizio fisico potrebbe avere rallentato il tasso di glicolisi e ridotto la produzione di lattato. In soggetti con normale controllo respiratorio, è stato mostrato che un maggior grado di acidosi metabolica provoca una maggiore ventilazione e un ridotto tempo di resistenza 28. Presumibilmente, le differenze nell’accumulo di lattato ematico tra le sessioni di test a riposo e le sessioni dopo la competizione possono, in qualche misura, essere giustificate dalle differenze nelle concentrazioni di ormoni nel plasma e, più in particolare, dalla cinetica delle catecolamine durante l’esercizio fisico. Un maggiore stress da esercizio è manifestato nei cambiamenti fisiologici e biochimici ed è spesso connesso ad alterazioni psicologiche, condizioni che derivano tutte da uno squilibrio nell’omeostasi. La sottoregolazione degli adrenorecettori o una riduzione nel numero di recettori potrebbe avere luogo come conseguenza dell’esposizione prolungata alle catecolamine che può avere luogo come risultato di un allenamento intenso, di un esercizio prolungato e/o dello stress psicologico 29-31. L’assenza di misurazioni degli ormoni nel plasma limita la nostra capacità di valutare se le differenze nell’utilizzo di carboidrati tra le condizioni a riposo e quelle dopo la competizione possano essere state mediate adrenergicamente. È bene ricordare che i partecipanti al presente studio sono stati sottoposti alle sessioni di test nel nuoto nello stesso momento della giornata, sia nelle sessioni a riposo sia in quelle dopo competizione, e che il programma alimentare non è variato molto tra le sessioni di test a riposo e quelle dopo la competizione: la colazione ha fornito ~420 kcal mentre il pranzo ~850 kcal più ~35 kcal dalla frutta. Prima di nuotare, gli atleti hanno bevuto acqua e hanno consumato una sola barretta energetica (3540 kcal) sia nelle condizioni a riposo sia in quelle dopo la competizione. Effettivamente, la mancata ingestione di carboidrati tra le competizioni del pentathlon potrebbe penalizzare la performance degli atleti. A tal proposito, l’Union International de Pantathlon Moderne (UIPM) suggerisce che i pentatleti seguano una dieta attentamente calibrata che comprende snack disponibili durante l’intero giorno della competizione. L’UIPM afferma anche che, un adeguato consumo calorico e un’idratazione ottimale sono essenziali per fornire l’energia necessaria per il raggiungimento del picco di performance e per prevenire gli infortuni. Un atleta medio di sesso maschile, alto 1,85 e con 80 kg di massa corporea consumerà circa 3000 kcal durante un giorno di competizione, per cui, se non si presta attenzione alle necessità dell’atleta, la performance potrebbe risultarne compromessa. Nella posizione ufficiale assunta nel 1996 dall’American College of Sport Medicine su “esercizio fisico e reintegrazione dei liquidi” è stato affermato che “durante l’esercizio fisico intenso che dura più di un ora, è racco- MEDICINA DELLO SPORT 389 DEMARIE Effect of fatigue on the swimming event in high level pentathletes placement”, it was affirmed that “During intense exercise lasting longer than 1 h, it is recommended that carbohydrates be ingested at a rate of 30-60 g/h to maintain oxidation of carbohydrates and delay fatigue.32 Results of the present study confirm that fatigue accumulated during fencing hamper subsequent swimming performance. In agreement, Hagerman 1 reported that the highest scorers at the end of the pentathlon events were those who had survived the fence with less fatigue and that those athletes had trained more specifically for the fence event than the more fatigued fencers. In conclusion, results of the present study substantiate the need for an accurate competition strategy and training program preparation among the pentathlon disciplines. Moreover, an adequate carbohydrates intake and hydration throughout the pentathlon competition day, should be considered a relevant aspect for success. References/Bibliografia 1) Hagerman FC. An investigation of accumulative acute fatigue in participants at the 1966 World Modern Pentathlon Championship. J Sports Med Phys Fitness 1968;8:158-70. 2) Allman BL, Rice CL. Neuromuscular fatigue and aging: central and peripheral factors. Muscle Nerve 2002;25:785-96. 3) Millet GY, Millet GP, Lattier G, Maffiuletti NA, Candau R. Alteration of neuromuscular function after a prolonged road cycling race. Int J Sports Med 2003;24:190-4. 4) Kayser B. Exercise starts and ends in the brain. Eur J Appl Physiol 2003;90:441-9. 5) Green HJ. Mechanisms of muscle fatigue in intense exercise. 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Energy cost of running during a specific transi- 390 mandato che i carboidrati siano ingeriti a un tasso di 30-60 g per ora al fine di mantenere l’ossidazione dei carboidrati e ritardare l’affaticamento” 32. I risultati del presente studio confermano che l’affaticamento accumulato durante la scherma ostacola la successiva performance nel nuoto. In accordo, Hagerman 1 ha riportato che coloro che ottengono i punteggi più elevati al termine delle competizioni di pentathlon sono gli stessi che superano la scherma con minore affaticamento e che tali atleti si allenano in maniera più specifica per l’evento di scherma rispetto agli schermitori più affaticati. Per concludere, i risultati del presente studio confermano il bisogno della preparazione di un programma di allenamento e di una strategia competitiva accurata tra le discipline del pentathlon. Inoltre, un’adeguata assunzione di carboidrati e un’idratazione ottimale durante l’intera giornata competitiva di pentathlon dovrebbero essere considerate un aspetto importante al fine di raggiungere il successo. tion in duathlon. Can J Appl Physiol 2003;28:673-84. 12) Hoffman MD, Street GM. Characterization of the heart rate response during biathlon. Int J Sports Med 1992;13:390-4. 13) Bentley DJ, Cox GR, Green D, Laursen PB. Maximising performance in triathlon: Applied physiological and nutritional aspects of elite and nonelite competitions. J Sci Med Sport 2008;11:407-16. 14) Roi GS, Bianchedi D. The science of fencing. Implications for performance and injury prevention. Sports Med 2008;38:465-81. 15) Kreider RB, Boone T, Thompson WR, Burkes S, Cortes CW. Cardiovascular and thermal responses of triathlon performance. Med Sci Sports Exerc 1988;20:38590. 16) Bertollo M, Saltarelli B, Robazza C. Mental preparation strategies of elite modern pentathletes. 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Demarie, PhD, Department of Human Movement and Sport Sciences, Laboratory of Sport Performance, Italian University Sport and Movement “Foro Italico”, piazza Lauro de Bosis 15, 00194 Rome, Italy. E-mail [email protected] Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 391 MED SPORT 2011;64:393-408 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training Assunzione di carboidrati e immunosoppressione durante l’allenamento di judo C. J. BRITO 1, 2 , K. GATTI 3, 4, E. LACERDA MENDES 3, 5, O. TOLEDO NÓBREGA 6, C. CÓRDOVA 2, J. C. BOUZAS MARINS 3, E. FRANCHINI 7 1Federal University of Sergipe, Sergipe, Brazil University of Brasília, Brasilia, Brazil 3Federal University of Viçosa, Viçosa, Brazil 4Goiás Pontifícial Catholic University 6University of Brasília, Brasilia, Brazil 5Federal University of Triângulo Mineiro, Uberaba, Brazil 7University of São Paulo, São Paulo, Brazil 2Catholic SUMMARY Aim. Hydro-energy replacement during exercise can act as an ergogenic aid and inhibit post-exercise immunosuppression. The aim of this paper was to test the hypothesis that carbohydrate (CHO) supplementation during judo training attenuates exercise-induced immunosuppression. Methods. Fifteen male judo athletes (age: 22.1±2.1 years; body mass: 78.4±8.9 kg) completed two 120-min training sessions, 7 days apart, in a double-blind crossover study. In the first session, eight judo athletes, separated at random, were supplemented with a CHO solution (CHO group; 3 mL/kg body mass), while the others received a placebo solution (PLA group). The opposite was conducted on the second training session. The solution was taken every 20 min in both 120-min sessions. The concentrations of glucose, leukocytes, neutrophils, lymphocytes and monocytes of athletes were measured before and immediately after exercise. Results. The concentrations of leukocytes and neutrophils increased (P<0.05) in both groups of athletes during the training session, but athletes in the CHO group exhibited lower concentrations of leukocytes and neutrophils at the end of the session vs. athletes in the PLA group (P<0.05). The blood glucose levels of the athletes in the CHO group increased (P<0.05) but the levels of the athletes in the PLA group decreased (P<0.05) during the training session. Conclusion. The intake of CHO solutions by judo athletes can be beneficial for the maintenance of blood glucose levels and can diminish disturbances of the immune system during a typical training session. Key words: Martial arts - Immunosuppression - Leukocytosis - Neutrophils - Carbohydrates. RIASSUNTO Obiettivo. La reintegrazione idro-energetica durante l’esercizio fisico può produrre un effetto ergogenico e inibire l’immunosoppressione post-esercizio. Obiettivo del presente lavoro è stato quello di verificare l’ipotesi che l’assunzione di carboidrati (CHO) durante l’allenamento di judo attenua l’immunodepressione indotta dall’esercizio fisico. Metodi. Quindici atleti di judo maschi (età: 22,1±2,1 anni; massa corporea: 78,4±8,9 kg) hanno sostenuto due sessioni di allenamento di 120-min, a distanza di 7 giorni, in uno studio incrociato doppio-cieco. Nella prima sessione, otto atleti di judo, scelti casualmente, sono stati supplementati con una soluzione di CHO (gruppo CHO, 3 ml/kg per massa corporea), mentre gli altri hanno ricevuto una soluzione placebo (gruppo PLA). Nella seconda sessione di alle- Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 393 BRITO Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training namento le somministrazioni sono state invertite. La soluzione è stata ingerita ogni 20 minuti in entrambe le sessioni di 120 min. Le concentrazioni di glucosio, leucociti, neutrofili, linfociti, e monociti degli atleti sono state misurate prima e immediatamente dopo l’esercizio. Risultati. Le concentrazioni di leucociti e neutrofili sono aumentate (P<0,05) in entrambi i gruppi di atleti durante la sessione di allenamento, ma gli atleti appartenenti al gruppo CHO hanno mostrato una concentrazione più bassa di leucociti e neutrofili alla fine della seduta di allenamento rispetto agli atleti appartenenti al gruppo PLA (P<0,05). Il livello del glucosio ematico degli atleti del gruppo CHO è aumentato (P<0,05), invece i livelli degli atleti del gruppo PLA sono diminuiti (P<0,05) durante la seduta di allenamento. Conclusioni. L’assunzione da parte degli atleti di soluzioni di CHO può essere positiva per il mantenimento del livello di glucosio nel sangue e può diminuire le alterazioni del sistema immunitario durante una tipica seduta di allenamento. Parole chiave: Arti marziali - Nutrizione - Immunosoppressione - Leucociti - Neutrofili - Carboidrati. J udo is a combat sport characterized by highintensity, complex intermittent actions performed to defeat the opponent by using specific techniques.1-3 As in other combat sports, judo athletes are categorized according to their body mass (BM). Thus, it is common for these athletes to avoid fluid ingestion during training sessions to achieve a lower weight category by dehydration.4 Such a practice can result in a decrease in performance during training sessions and, consequently, in a worse physical condition that could be achieved On the other hand, nutritional support, when properly planned, can assist in the maintenance of quality training and can improve physical performance. Considering that the judogi (judo uniform) weighs ~2 kg and increases the risk of dehydration, it is important that athletes start a training session by being properly hydrated and with optimum levels of muscle and liver glycogen. In addition, the fluids and energy lost during the training session must be restored, reinforcing the need to plan for the replacement of hydro-energy.5 In addition to being an ergogenic aid, hydroenergy replacement directly influences the immune system. The immune response to exercise depends on the intensity, duration and type of exercise, the concentration of plasma cytokines, body temperature and the athlete’s state of hydration and nutrition.6, 7 Immunosuppression increases the likelihood that an athlete will acquire infections,8, 9 especially of the upper respiratory tract9. Several hours of intense exercise affect the activity of several components of the innate and adaptive immune systems, resulting in a general depression of their functions.10 Performing exhausting 9 and high-intensity exercises 11 is closely associated with immunosuppression, especially when exercises are performed in hot environments 8 or under con- 394 I l judo è uno sport di combattimento caratterizzato da azioni di elevata intensità, in forma intermittente, mirate a battere l’avversario per mezzo di tecniche specifiche 1-3. Come avviene in altri sport di combattimento, gli atleti di judo vengono suddivisi in categorie in base alla loro massa corporea (IMC). Per questi atleti è pratica comune evitare l’assunzione di liquidi durante le sessioni di allenamento in modo che la disidratazione 4 gli permetta di rientrare in una categoria di peso inferiore. Questa pratica può tuttavia portare a una diminuzione del rendimento durante le sessioni di allenamento e, conseguentemente, a una peggiore condizione fisica. Viceversa, il supporto nutrizionale, se debitamente pianificato, può favorire il mantenimento di un allenamento di qualità e migliorare la prestazione fisica. Considerando che il judogi (il costume per la pratica del judo) pesa ~2 kg e aumenta il rischio di disidratazione, è importante che gli atleti comincino la sessione di allenamento adeguatamente idratati e con livelli ottimali del glicogeno epatico e muscolare. Inoltre, i fluidi e l’energia persi durante la sessione di allenamento devono essere reintegrati, sottolineando la necessità di pianificare la reidratazione 5. Oltre a essere un coadiuvante ergogenico, la reintegrazione idro-energetica influisce direttamente sul sistema immunitario. La risposta immunitaria all’esercizio dipende da intensità, durata e tipo di esercizio, e dalla concentrazione delle citochine ematiche, dalla temperatura corporea e dallo stato di idratazione e nutrizione dell’atleta 6, 7. L’immunosoppressione aumenta la probabilità che un atleta contragga infezioni 8, 9, in particolare delle vie respiratorie superiori 9. Lunghe ore di intenso esercizio fisico si ripercuotono sull’attività di numerosi componenti del sistema immunitario innato e adattativo, determinando una depressione generale delle sue funzioni 10. L’esecuzione di esercizi 11 faticosi 9 e di elevata intensità è strettamente correlata all’immunosop- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training ditions of dehydration.12 Because judo training sessions last approximately 120 min per day 13 and are performed indoors with the use of the judogi, immunosuppression in these athletes is commonly reported in the literature.13-15 However, it is not clear whether carbohydrate (CHO) consumption can reduce exercise-induced immunosuppression.10, 16 Thus, this study aimed to evaluate the influence of CHO ingestion (6% CHO in the form of a drink) on the immune system during a typical judo training session. In addition, we also sought to determine how CHO intake affects the rating of perceived exertion (RPE) and the heart rate (HR) of judo athletes. We hypothesized that CHO attenuates immunosuppression and the RPE in judo athletes during their training session. Materials and methods This study was performed using a doubleblind crossover design. We examined the influence of acute CHO consumption on the immune system, RPE and HR of judo athletes. The training regimen used in the present study was a typical judo training session, which is characterized by progressive and exhaustive exercises. The training sessions were held on two different days, with an interval of one week between sessions. All of the athletes were familiarized with the training regimen and the procedures used in the present study. Subjects The study included 15 adult male judo athletes (age: 22.1±2.1 years; BM: 78.4±8.9 kg; height: 177.5±5.2 cm; body fat: 17.2±3.3%; judo training experience: 10.4±5.7 years). The athletes were selected according to the following criteria: 1) more than 5 years of judo training experience; 2) participation in at least three competitions in the previous year. All the participants signed a written informed-consent form agreeing to the procedures and to the publication of the data. This study was approved by the Ethics Committee on Human Research of the Federal University of Viçosa. Pre-exercise protocol After assessment of eating habits, through questionnaires and recall of usual diet, we calculated the individualized diet for athletes ingest within three days prior to the start of the Vol. 64 - No. 4 BRITO pressione, soprattutto quando gli esercizi vengono svolti in ambienti caldi8 o in condizioni di disidratazione 12. Dal momento che le sessioni di allenamento del judo durano circa 120 min al giorno 13 e vengono eseguite al chiuso indossando il judogi, in questi atleti è comunemente riportata in letteratura 13-15 l’immunosoppressione. Ciononostante, non è chiaro se il consumo di carboidrati (CHO) sia in grado di ridurre l’immunosoppressione 10, 16 provocata dall’esercizio fisico. Questo studio ha pertanto lo scopo di valutare l’influenza dell’assunzione di CHO (CHO al 6% sotto forma di bevanda) sul sistema immunitario durante una tipica sessione di allenamento di judo. Inoltre, si è cercato anche di determinare come l’assunzione di CHO possa influenzare il livello di sforzo percepito (RPE) e la frequenza cardiaca (fc) degli atleti di judo. È stato ipotizzato che i CHO siano in grado di ridurre l’immunosoppressione e l’RPE negli atleti di judo durante la sessione di allenamento. Materiali e metodi Questo studio è stato realizzato usando un modello incrociato in doppio-cieco. È stata analizzata l’influenza del consumo intenso di CHO sul sistema immunitario, sull’RPE e la fc degli atleti di judo. Il regime di allenamento utilizzato nel presente studio è una sessione di allenamento tipica del judo, caratterizzata da esercizi sempre più impegnativi e faticosi. Le sessioni di allenamento hanno avuto luogo in due giorni diversi, con intervallo di una settimana tra le due sessioni. Tutti gli atleti sono stati portati a conoscenza di questo regime di allenamento e delle procedure utilizzate per la ricerca. Soggetti Lo studio ha coinvolto 15 atleti di judo maschi adulti (età: 22,1±2,1 anni; IMC: 78,4±8,9 kg; altezza: 177,5±5,2 cm; grasso corporeo: 17,2±3,3%; esperienza di allenamento di judo: 10,4±5,7 anni). Gli atleti sono stati selezionati in base ai seguenti criteri: a) oltre 5 anni di esperienza di allenamento di judo; b) partecipazione ad almeno tre competizioni nel corso dell’anno precedente. Tutti i partecipanti hanno firmato un consenso informato accettando le procedure e la pubblicazione dei dati. Questo studio è stato approvato dal Comitato Etico per le Ricerche Umane dell’Università Federale di Viçosa. Protocollo preliminare Dopo la valutazione delle abitudini alimentari mediante questionari e analizzando la dieta abi- MEDICINA DELLO SPORT 395 BRITO Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training experiment. The energy content of the diet served from 90% to 110% of estimated need of energy (estimate energy requirement, EER). All of the athletes were instructed to avoid any intense physical exercise 24 h before both training sessions and to fast for 8 h prior to the collection of blood samples. The experimental procedures began at 8:00 am with an isocaloric breakfast (pre-exercise meal), which consisted of juice, biscuits and cereal. The amount of total calories consumed by the all athletes in this meal was 350 kcal, which represented 14% of a 2500 kcal diet and was comprised of 60 g CHO, 4 g protein, 3 g saturated fat and 9 g total fat. This pre-exercise meal provided the athletes with enough fluids to maintain a normohydration status, contained low levels of fat and fiber, was high in CHOs to maintain high blood glucose levels and took into account the meal preferences of the athletes.5 One hour after breakfast, the athletes were weighed prior to beginning their training session. Immediately after the end of each session, the athletes were weighed again. The ambient temperature and relative humidity during each training period were monitored. These procedures were followed for both training sessions. Hydration protocol The hydroelectrolytic drink (CHO) used in this experiment contained 5% Glucose + 1% Fructose. The placebo solution (PLA), which did not contain CHO, was developed in the Department of Nutrition and Health of the Federal University of Viçosa using aspartame, water and sodium chloride. This solution had a similar taste, smell and color as the CHO-containing hydroelectrolytic drink. The amount of liquid consumed was calculated for each athlete individually and provided 3 mL/kg of BM/20 min. The athletes consumed the drink at 0, 20, 40, 60, 80, 100 and 120 min of the training sessions. Data collection On the first day, eight athletes chosen at random consumed CHO, and the others consumed PLA. On the second day, the treatments were reversed. Each training session lasted 120 min and was structured as follows: 40 min of general exercises, 40 min of judo techniques and 40 min of fighting simulation (randori). The general exercises consisted of warm-up exercises, calisthenics and muscular endurance exercises. The 396 tuale, è stata calcolata una dieta personalizzata per gli atleti da seguire almeno nei tre giorni precedenti l’inizio della sperimentazione. Il contenuto energetico della dieta forniva dal 90 al 110% del fabbisogno calorico stimato (fabbisogno calorico stimato, EER). A tutti gli atleti è stato chiesto di evitare attività fisiche intense nelle 24 ore precedenti entrambe le sessioni di allenamento e di digiunare per 8 ore prima della raccolta dei campioni ematici. Le procedure della sperimentazione sono iniziate alle 8:00 con una colazione isocalorica (pasto pre-esercizio), composta da succo di frutta, biscotti e cereali. La quantità complessiva di calorie assunte da tutti gli atleti mediante questo pasto è stata di 350 kcal, che rappresentavano il 14% di una dieta da 2500 kcal e comprendeva 60 g di CHO, 4 g di proteine, 3 g di grassi saturi e 9 g di grassi totali. Questo pasto assunto nella fase che precedeva l’esercizio, ha fornito agli atleti liquidi sufficienti a mantenere uno stato di normoidratazione, aveva un basso contenuto di grassi e fibre, un alto contenuto di CHO per mantenere elevati tassi di glucosio nel sangue e teneva in considerazione le preferenze alimentari degli atleti5. Un’ora dopo la colazione, prima di cominciare la loro sessione di allenamento, gli atleti sono stati pesati. Subito dopo la conclusione di ciascuna sessione, gli atleti sono stati pesati nuovamente. Durante ogni periodo di allenamento, sono state monitorate temperatura e umidità relativa dell’ambiente. Queste procedure sono state seguite in entrambe le sessioni di allenamento. Protocollo di idratazione La bevanda idroelettrolitica (CHO) usata in questo esperimento conteneva il 5% Glucosio + l’1% di Fruttosio. La soluzione placebo (PLA), che non conteneva CHO, è stata sviluppata dal Dipartimento per la Nutrizione e la Salute dell’Università Federale di Viçosa utilizzando aspartame, acqua e cloruro di sodio. Questa soluzione aveva sapore, odore e colore simile alla bevanda idroelettrolitica contenente CHO. La quantità di liquido consumato è stata calcolata singolarmente per ciascun atleta e ha fornito 3 ml/kg di IMC/20 min. Gli atleti hanno consumato la bevanda a 0, 20, 40, 60, 80, 100 e 120 min delle sessioni di allenamento. Rilevazione dei dati Il primo giorno, otto atleti scelti casualmente hanno consumato CHO e gli altri hanno consumato PLA. Il secondo giorno, le somministrazioni sono state invertite. Ogni sessione di allenamento ha avuto una durata di 120 min. ed è stata strutturata come segue: 40 min. di esercizi generali, 40 min. di tecniche del judo e 40 min. di simulazione MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training technical training was composed of judo-related falls (ukemi), judo techniques (uchi-komi) and throwing techniques (nage-komi). The randori was composed of 6 standing (tachi-waza) and 4 groundwork (ne-waza) combat repetitions, and each randori lasted 3 min, with a 1 min rest interval between each consecutive randori. The judo regimen used in the current study was similar to that previously reported to be carried out by Japanese judokas.13-15 Biochemical analysis of blood samples We collected 10 mL of blood from each athlete. For each blood sample, a 5 ml aliquot was stored in a tube containing EDTA and was used for blood analysis; the remaining 5 mL were stored and was used for the determination of blood glucose levels. After centrifuging the samples at 3400 × g at room temperature, the levels of blood glucose in the plasma were quantified on a semi-automatic spectrophotometer (Abbott Laboratories, IL, USA) using an enzymaticcolorimetric method. Leukocytes, neutrophils, monocytes and lymphocytes were counted on an automatic microanalyzer (ABX Microanalysis®, Hematologie ABX, SP, Brazil). The immune measurement was performed by flow cytometry and automatic spectrophotometric absorption using hemoclean, hemolysis and hemoton solutions. Anthropometric measurements The BM of the athletes was measured at the beginning and end of each training session using a standard scale (Soehnle®, SP, Brazil) with a 200-kg capacity and a 100-g limit of precision. The height of the athletes was measured using the stadiometer that was attached to the scale (precision within 1 cm). To measure skinfolds, we used Lange® calipers (Lange, Maryland, USA). Body density was estimated using the following equation developed by Thorland et al.17 for the evaluation of college wrestlers: D (g/mL) = 1.1030-[0.000815(SD)] + [0.00000084(SD2)] where: D=body density and SD=sum of subscapular and abdominal skinfold thickness. The percentage of body fat (% BF) was estimated by using the following equation developed by Brozek et al.18: %BF=457/D-414.2 Absolute (total) and partial (observed) dehydration was calculated by measuring the Vol. 64 - No. 4 BRITO di combattimento (randori). Gli esercizi generali erano costituiti da esercizi di riscaldamento, esercizi calistenici e di resistenza muscolare. L’allenamento tecnico era composto da cadute tipiche del judo (ukemi), tecniche del judo (uchi-komi) e tecniche di proiezione (nage-komi). Il randori era composto da 6 sequenze di combattimento in piedi (tachi-waza) e 4 a terra (ne-waza). Ogni randori è durato 3 min, con un 1 min di pausa tra ogni randori consecutivo. Il regime di allenamento utilizzato nel presente studio è stato simile a quello effettuato dai judoka giapponesi 13-15. Analisi biochimica dei campioni ematici Sono stati prelevati 10 ml di sangue da ogni atleta. Per ogni campione ematico, è stata versata una quantità pari a 5 ml in una provetta contenente EDTA ed è stata utilizzata per l’analisi del sangue; i restanti 5 ml sono stati conservati e impiegati per la determinazione dei livelli ematici di glucosio. Dopo aver centrifugato i campioni a 3400 × g a temperatura ambiente, i livelli ematici di glucosio nel plasma sono stati misurati su uno spettrofotometro semiautomatico (Abbott Laboratories, IL, USA) usando un metodo enzimaticocolorimetrico. Leucociti, neutrofili, monociti e linfociti sono stati contati con un microanalizzatore automatico (ABX Microanalysis®, Hematologie ABX, SP, Brazil). La misurazione immunitaria è stata eseguita mediante flussocitometria e assorbimento spettrofotometrico automatico utilizzando soluzioni hemoclean, hemolysis e hemoton. Misurazioni antropometriche L’IMC degli atleti è stato misurato all’inizio e al termine di ogni sessione di allenamento utilizzando una bilancia standard (Soehnle®, SP, Brazil) con portata 200 kg e un limite di precisione di 100 g. L’altezza degli atleti è stata misurata con lo stadiometro di cui era dotata la bilancia (precisione di 1 cm). Per la misurazione delle pliche cutanee sono stati impiegati plicometri Lange® (Lange, Maryland, USA). La densità corporea è stata valutata mediante la seguente equazione sviluppata da Thorland et al.17 per la valutazione dei wrestler universitari: D (g/ml)=1,1030-[0,000815(SD)] + [0,00000084(SD2)] dove: D=densità corporea e SD=somma degli spessori epidermici sottoscapolari e addominali. La percentuale di grasso corporeo (% BF) è stata stimata mediante la seguente equazione sviluppata da Brozek et al.18 MEDICINA DELLO SPORT %BF=457/D – 414,2 397 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training BRITO 1 2 9 3 4 5 6 7 8 6 5 6 7 6 3 5 6 7 8 EXERCISE BASELINE 0 10 20 30 6 5 6 7 6 3 5 6 7 8 6 JUDO TECHNIQUES 40 50 60 70 80 5 6 7 6 3 4 5 6 7 8 9 RANDORI 90 100 110 120 TIME (min.) Figure 1.—Schematic of the procedures and exercise regimen. The numbers within the bars indicate the parameters measured before, during and after the training session: 1=anthropometry and body composition, 2=pre-exercise meal, 3=temperature and relative humidity, 4=body mass, 5=hydration, 6=heart rate, 7=rating of perceived exertion, 8=blood glucose and 9=leukocyte counts. Figura 1. — Schema delle procedure e del regime di allenamento. Le cifre nelle barre indicano i parametri misurati prima, durante e dopo la sessione di allenamento: 1=antropometria e composizione corporea, 2=pasto pre-allenamento, 3=temperatura e umidità relativa, 4=massa corporea, 5=idratazione, 6=frequenza cardiaca, 7=valutazioni della fatica percepita, 8=glucosio ematico e 9=valore dei leucociti. amount of urine produced and the amount of liquid consumed during exercise. The absolute loss of BM was determined by calculating the difference between the initial and final BM, as shown in the following equation: % absolute dehydration = [(IBM-FBM)+urine loss+consumption]x100 ——————————————————————— IBM where IBM=initial BM and FBM=final BM. The partial dehydration was determined by calculating the difference between the initial and final BM, according to the following equation: (IBM-FBM)x100 % partial dehydration = —————————— IBM Disposable collector bags (Flexor®, RJ, Brazil) were used to collect the urine samples. Upon collection, the volume of urine was recorded, and the urine was discarded. The temperature and relative humidity of the air during the training sessions were measured using a thermohygrometer (Micronta®, SP, Brazil); recordings were made at the beginning of the session and every forty min thereafter. The athletes’ HR was measured before starting the training session (0 min) and every 10 min thereafter using HR monitors (Polar Systems®, AU, Finland). The RPE was monitored during the consumption of liquids using the 6-20 scale proposed by Borg et al.19 Figure 1 shows the data collection scheme according to the training period. 398 La disidratazione (totale) e parziale (osservata) è stata calcolata misurando la quantità di urina prodotta e la quantità di liquidi assunti durante lo svolgimento dell’esercizio. La perdita assoluta di MC è stata determinata calcolando la differenza tra MC iniziale e finale, come mostrato nella seguente equazione: % disidratazione assoluta = [(MCI – MCF) + perdita di urina + consumo] x 100 —————————————————————— MCI dove MCI=MC iniziale e MCF=MC finale. La disidratazione parziale è stata determinata calcolando la differenza tra MC iniziale e finale secondo la seguente equazione: (MCI – MCF) x 100 % disidratazione parziale = ————————— MCI Per la raccolta dei campioni di urina sono stati impiegati sacchetti monouso (Flexor®, RJ, Brazil). Dopo la raccolta, è stato registrato il volume dell’urina, successivamente eliminata. La temperatura e l’umidità relativa dell’aria durante le sessioni di allenamento sono state misurate utilizzando un termoigrometro (Micronta®, SP, Brazil); le registrazioni sono state eseguite all’inizio della sessione e successivamente ogni 40 min. La fc degli atleti è stata misurata prima di iniziare la sessione di allenamento (0 min) e successivamente ogni 10 min mediante monitor per fc (Polar Systems®, AU, Finland). La RPE è stata monitorata durante il consumo di liquidi utilizzando la scala 6-20 proposta da Borg et al.19 La Figura 1 mostra lo schema di raccolta dei dati in base alla fase di allenamento. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training BRITO Table I.—Temperature and relative humidity at the training session. Tabella I. — Temperatura e umidità relativa durante la sessione di allenamento. First Second Variables Initial 40 min 80 min Final Range Temperature º C Humidity % Temperature º C Humidity % 26.3 85 28.2 82 28.4 81 30.4 77 31.5 73 32.1 73 32.3 69.5 34.8 71 22.8% - 18.2% 23.4% -13.4% Statistical analysis Analisi statistica Data are presented as the mean±standard deviation. After conducting the Shapiro-Wilk test for normality, a two-way (solution and time) analysis of variance (ANOVA) with repeated measurements of the factor time was employed. To validate the repeated measurements of the ANOVA test, we used Mauchly’s sphericity test and, when necessary, the Greenhouse-Geisser correction. When significant differences were found by ANOVA, the Scheffe’s post-hoc test was applied. P-values of <0.05 were considered statistically significant. All the tests were conducted using SPSS version 14. I dati sono presentati come la media±la deviazione standard. Dopo aver eseguito il test di Shapiro-Wilk per la verifica della normalità, è stata impiegata una analisi delle varianze (ANOVA) a due vie (soluzione e tempo) con ripetute misurazioni del fattore tempo. Per la validazione delle ripetute misurazioni del test ANOVA, è stato impiegato il test della sfericità di Mauchly e, dove necessaria, la correzione di Greenhouse-Geisser. Quando il test ANOVA rilevava differenze significative, veniva applicato il test post-hoc di Scheffe. I valori P <0,05 sono stati considerati statisticamente significativi. Tutti i test sono stati eseguiti utilizzando la versione SPSS 14. Results Risultati The temperature and relative humidity measured during the two training sessions are shown in Table I. The average temperature and relative humidity during the first and second training sessions were 29.6±2.8 ºC and 77.1±7.1% and 31.4±2.8 º C and 75.8±4.9 %, respectively. In both sessions, there was an increase in the temperature and a decrease in the relative humidity. This change in temperature was expected because the training sessions began at 9:00 a.m. and ended at 11:00 a.m. No significant differences in the temperature and relative humidity were found between the two training sessions. The main findings on the influence of judo training on the immune response of the athletes are shown in Table II. The duration of training and the consumption of the CHO solution had significant effects (P<0.05) on the number of leukocytes and neutrophils present in the blood of the athletes and on the neutrophil/leukocyte ratio. Although the numbers of leukocytes and neutrophils increased during the training session, CHO intake significantly (P<0.05) attenuated this increase when compared to PLA. In other words, a smaller percentage variation (P<0.05) was observed between the beginning and final leukocyte and neutrophil counts when La temperatura e l’umidità relativa misurate durante le due sessioni di allenamento sono mostrate nella Tabella I. La temperatura e l’umidità relativa medie durante la prima e la seconda sessione di allenamento corrispondevano rispettivamente a 29,6±2,8 ºC e 77,1±7,1% e 31,4±2,8 º C e 75,8±4,9 %. In entrambe le sessioni si è verificato un aumento della temperatura e una diminuzione dell’umidità relativa. Questo cambiamento di temperatura era previsto in quanto le sessioni di allenamento iniziavano alle 9:00 e si concludevano alle 11:00. Non sono state rilevate differenze di temperatura e umidità relativa tra le due sessioni di allenamento. I risultati principali relativi all’influenza dell’allenamento di judo sulla risposta immunitaria degli atleti sono mostrati in Tabella II. La durata dell’allenamento e il consumo di soluzione di CHO ha avuto effetti significativi (P<0,05) sul numero di leucociti e neutrofili presenti nel sangue degli atleti e sulla proporzione neutrofili /leucociti. Sebbene il numero di leucociti e neutrofili sia aumentato durante la sessione di allenamento, l’assunzione di CHO ha significativamente (P<0,05) attenuato questo incremento rispetto all’assunzione della soluzione PLA. In altre parole, è stata osservata una minore variazione percentuale (P<0,05) tra il conteggio iniziale e finale dei leucociti e dei neutrofili nel caso in cui gli atleti hanno assunto la Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 399 BRITO Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training Table II.—Effect of carbohydrate consumption during judo training on leukocyte counts. Tabella II. — Effetto dell’assunzione di carboidrati sulle concentrazioni di leucociti durante l’allenamento di judo. Immune Cell Type Leukocytes (1) Initial Final % Range Neutrophils (1) Initial Final % Range Lymphocytes (1) Initial Final % range Monocytes (2) Initial Final % Range Neutrophils/leukocytes × 100 (%) Initial Final % Range Carbohydrate Drink Placebo 7.1±1.5 9.7±2a 22.5±4.5% 7.0±1.6 11.7±2.9b 67.1±10.2%c 4.0±0.9 6.4±1.8a 60±5.8% 3.8±0.7 8.3±2.1b 118.5±24.6%c 2.5±0.6 2.3±0.8 -8±1.9% 2.5±0.7 2.4±0.7 -4±1.1% 458±65 643±119 40.2±6.4% 485±75 635±123 40.9±7.2% 55.4±7.5 66.0±8.3a 19.1±2.5% 54.2±7.6 70.9±7.6b 30.8%±4.3c (1)Number of cells × 103/mm3. (2)Number of cells/mm3. aStatistical difference between baseline and final (P<0.05). bStatistical difference between carbohydrate and placebo (P<0.05). cDifference between the percentage of variation in the number of immune cells (P<0.05). the athletes consumed the CHO solution. The duration of training and the type of solution (P>0.05) had no significant effect on the numbers of lymphocytes and monocytes present in the blood. Table III shows the results of the measurements of the initial and final BM, the amount of fluid intake and the level of partial and absolute dehydration. The duration of training had a significant (P<0.05) effect on the athletes’ BM in both training sessions, but the type of solution consumed had no influence on BM (P>0.05). The athletes’ glucose levels, HR and RPE during both training sessions are shown in Figures 2-4, respectively. We found no statistically significant difference between the baseline and final blood glucose levels of the athletes (P>0.05), regardless of the type of fluid consumed. However, after 40 and 80 min of training, the CHO solution consumed by the athletes significantly increased their levels of blood glucose (P<0.05) when compared to the PLA condition. The duration of training significantly affected the HR of the athletes (P<0.05), independent of the type of solution consumed (P>0.05). After 10 min of training, athletes’ HRs were significantly higher than at rest (P<0.05) and remained 400 soluzione di CHO. La durata dell’allenamento e il tipo di soluzione (P>0,05) non ha avuto alcun effetto significativo sul numero di linfociti e monociti presenti nel sangue. La Tabella III mostra i risultati delle misurazioni della MC iniziale e finale, della quantità di fluidi assunti e il livello della disidratazione parziale e assoluta. La durata dell’allenamento ha avuto un effetto significativo (P<0,05) sulla MC degli atleti in entrambe le sessioni di allenamento, ma il tipo di soluzione ingerita non ha avuto alcuna influenza sulla MC (P>0,05). I livelli ematici di glucosio degli atleti, la fc e l’ RPE durante entrambe le sessioni di allenamento sono mostrate rispettivamente nelle Figure 2-4. Non è stata notata alcuna differenza significativa tra i livelli ematici di glucosio iniziali e finali degli atleti (P>0,05), indipendentemente dal tipo di fluido assunto. Tuttavia, dopo 40 e 80 min di allenamento, la soluzione di CHO consumata dagli atleti ha sensibilmente aumentato i loro livelli di glucosio nel sangue (P<0,05) rispetto alla condizione riscontrata nel caso della PLA. La durata dell’allenamento ha significativamente influenzato la fc degli atleti (P<0,05), indipendentemente dal tipo di soluzione assunta (P>0,05). Dopo 10 min di allenamento, la fc degli atleti era notevolmente più elevata che a riposo MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training BRITO Table III. — Fluid consumption, body mass and dehydration level during two judo training sessions after consumption of a carbohydrate or placebo solution. Tabella III. — Assunzione di liquidi, massa corporea e grado di disidratazione durante due sessioni di allenamento di judo dopo assunzione di carboidrati o soluzione di placebo. IBM (kg) FBM (kg) Carbohydrate 78.6±8.7 76.9±8.5a 1.6±0.2 Placebo 78.1±9.4 76.4±9.3a 1.6±0.2 Solution Fluid Consumption (L) Absolute Dehydration1 Partial Dehydration2 4.4±0.5% (3.5±0.6 kg) 4.3±0.5% (3.4±0.4 kg) 2.3±0.5% (1.8±0.4 kg) 2.2±0.5% (1.7±0.3 kg) aDifference between the initial (IBM) and final (FBM) body mass (P<0.05). (1)Difference between IBM and FBM plus the amount of liquid consumed. (2)Difference between IBM and FBM in kg. bc 19 bc Rate of percevied exertion Blood glucose (mg/dL) 130 120 110 a a 100 90 80 70 0 40 80 17 15 b 13 60 80 b 11 9 a 7 0 20 40 100 120 Time (min) Time (min) Carbohydrate b b 5 120 b Placebo Carbohydrate Figure 2.—Mean blood glucose levels in the judo athletes. a, bP<0.05 for 40 and 80 min vs. 0 and 120 min for the same solution. cP<0.05 between solutions. Figura 2. — Valori medi del glucosio ematico negli atleti di judo. a, bP<0,05 per 40 e 80 min rispetto a 0 e 120 min per la stessa soluzione. cP<0,05 tra le soluzioni. Placebo Figure 4.—Change in the RPE before and after the training session. aP<0.05 RPE at 0 min vs. RPE after 20, 40, 60, 80, 100 and 120 min; bP<0.05 RPE specific moment vs. RPE after 0 and 120 min. Figura 4. — Cambiamenti dell’RPE prima e dopo la sessione di allenamento. aP<0,05 RPE a 0 min rispetto a RPE dopo 20, 40, 60, 80, 100 e 120 min; bP<0,05 momento specifico dell’RPE rispetto a RPE dopo 0 e 120 min. 190 Heart rate (bpm) 170 150 b 130 110 a 90 70 Carbohydrate 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Placebo 100 110 120 Time (min) Figure 3.—Mean HR of the athletes. aP<0.05 HR at 0 min vs. HR after 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 and 120 min; bP<0.05 HR after 10 min vs. HR after 0, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 and 120 min. Figura 3. — Frequenza cardiaca media degli atleti aP<0,05 fc a 0 min rispetto fc dopo 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 e 120 min; bP<0,05 fc dopo 10 min rispetto a fc dopo 0, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 e 120 min. Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 401 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training BRITO higher than at rest during all subsequent measurements (P<0.05). However, there was no statistically significant difference in athletes’ HRs beyond 20 min of training (P>0.05). Athletes’ RPEs increased significantly at the end of the training session when compared to baseline (P<0.05), regardless of the type of solution consumed (P>0.05). As expected, athletes’ RPEs were lower at rest than at any other time point during the training session (P<0.05). After 20 to 100 min of exercise, the athletes’ RPEs were significantly lower than at the end of the training session (P<0.05). (P<0,05) e si mantenuta più elevata che a riposo in tutte le misurazioni successive (P<0,05). Ciononostante, non sono state rilevate differenze statisticamente sostanziali nella fc degli atleti oltre i 20 min. di allenamento (P>0,05). L’RPE degli atleti è aumentato in modo significativo al termine della sessione di allenamento rispetto al valore iniziale (P<0,05), indipendentemente dal tipo di soluzione ingerita (P>0,05). Come previsto, l’RPE degli atleti era più basso a riposo che in qualsiasi altro momento della sessione di allenamento (P<0,05). Da 20 a 100 min. dall’inizio dell’esercizio, l’RPE degli atleti era sensibilmente più basso rispetto alla fine della sessione di allenamento (P<0,05). Discussion Overall, our results indicate that the consumption of CHO during a 120 min judo training session attenuates immunosuppression. Thermal conditions during exercise can influence an athlete’s physiological responses. During both of our experimental training sessions, the ambient temperature increased and the relative humidity decreased. According to the classification of the American College of Sports Medicine (ACSM),20 the judo athletes in this study were exposed to a moderate risk of heat exhaustion at the start of the two training sessions and to a high risk at the end of the training sessions. Besides decreasing sports performance, high temperatures can disturb the immune system.8, 20 Hyperthermia, either at rest or during exercise, is associated with an increased production of catecholamines, which promote the mobilization of immune cells.8 Therefore, it is possible that the increased ambient temperature observed during the training session contributed to the increase in leukocyte numbers in the blood (Table I). In agreement with our results, Umeda et al.13 also observed an increase in the neutrophil count of athletes in response to 120 min of judo training. However, it is important to note that they observed slightly lower average ambient temperature and relative humidity values than we did in the current study (28.2±0.4 °C and 61.2±1.9%). Our hydration regimen followed the ACSM guidelines,21 which recommend that 150 to 350 ml of water should be consumed every 15 to 20 min to replace water loss that occurs during exercise. In this study, we adopted a single strategy for the replacement of fluids during the training sessions (3 mL/kg of BM/20 min, resulting in ~235 mL each 20 min, which is in 402 Discussione Complessivamente, i nostri risultati indicano che l’assunzione di CHO durante una sessione di allenamento di judo della durata di 120 min. attenua l’immunosoppressione. Le condizioni termiche durante l’attività fisica possono influenzare le reazioni fisiologiche dell’atleta. Durante entrambe le nostre sessioni sperimentali di allenamento, la temperatura ambientale è aumentata mentre l’umidità relativa è diminuita. Secondo la classificazione dell’American College of Sports Medicine (ACSM) 20, gli atleti di judo di questo studio sono stati esposti ad un rischio moderato di disidratazione all’inizio delle due sessioni di allenamento e ad un rischio elevato al termine delle stesse sessioni. Oltre a diminuire la prestazione sportiva, le temperature elevate possono disturbare il sistema immunitario 8, 20. L’ipertermia, sia a riposo che durante l’esercizio fisico, è associata a un aumento di produzione delle catecolamine, che favoriscono la mobilitazione delle cellule immunitarie 8. Pertanto è possibile che l’aumento della temperatura ambientale osservata durante la sessione di allenamento abbia contribuito all’incremento del numero di leucociti nel sangue (Tabella I). In accordo con i nostri risultati, anche Umeda et al.13 hanno osservato un aumento della quantità di neutrofili negli atleti in risposta a un allenamento di judo della durata di 120 min. Ciononostante, è importante notare che essi hanno osservato valori medi di temperatura ambientale e umidità relativa leggermente inferiori rispetto a quelli da noi rilevati in questo studio (28,2±0,4 °C e 61,2±1,9%). Il nostro regime di idratazione ha seguito le linee guida dell’ACSM21, che consiglia il consumo di una quantità di acqua che varia da 150 a 350 ml ogni 15 - 20 min per reintegrare la perdita idrica che si verifica durante l’attività fisica. In questo studio è stata adottata una singola strategia per la reintegrazione dei fluidi durante le sessioni di MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training the range proposed by ACSM). However, the amount of fluid consumed by the athletes was not sufficient to maintain homeostasis, causing approximately 2% dehydration, regardless of the solution consumed (Table III). The few studies that have evaluated the influence of dehydration on immune function are controversial. For example, Mitchell et al.22 did not find differences in the numbers of leukocytes, lymphocytes, neutrophils and natural killer cells between athletes who performed exercise under hydrated or dehydrated conditions. It is important to note that dehydration may cause large immune disturbances in judo athletes. Using a longer duration of randori (70 min) than used here, Umeda et al.13 and Yamamoto et al.23 reported that judo athletes exhibited less leukocytosis and neutrophilia and a smaller decrease in BM after exercise than before exercise (0.8±0.1 kg and 1±0.1 kg, respectively, vs. 1.8±0.4 kg in the current study). However, neither study monitored the amount of liquid consumed by the athletes. In the present study, if the judo athletes had not consumed liquid during the training sessions, their levels of dehydration would have exceeded 4%. This level of dehydration decreases the number of T lymphocytes in judo athletes 24 and can affect the health and performance of athletes involved in combat sports.25 In the training regimen used here, we began each session with low intensity and general exercises and progressed to higher intensity and specific exercises. This progression in exercise intensity is reflected in the RPE and HR measurements over time (Figures 3, 4), which show that the baseline values were statistically lower than the final values. Several studies have reported that intense exercise disturbs the immune system9,26. In the latter part of training (randori), the high intensity effort endured by the athletes was possibly the largest contributor to the observed leukocytosis because intense activities increase the number of circulating immune cells.27 All the values obtained before the beginning of exercise and after 120 min were not statistically different, regardless of the type of solution consumed by the athletes. However, the levels of blood glucose remained higher during the training session when the athletes consumed CHO than when they consumed PLA. In agreement with these results, several studies have shown that consumption of CHO during exercise is beneficial for the immune system9. Con- Vol. 64 - No. 4 BRITO allenamento (3 ml/kg di MC/20 min, risultanti in ~235 ml ogni 20 min, che rientrano nell’intervallo proposto dall’ACSM). Tuttavia, la quantità di liquidi assunti dagli atleti non è stata sufficiente a mantenere l’omeostasi, causando approssimativamente il 2% di disidratazione, indipendentemente dalla soluzione ingerita (Tabella III). I pochi studi che hanno valutato l’influenza della disidratazione sulla funzione immunitaria sono controversi. Ad esempio, Mitchell et al.22 non hanno riscontrato differenze nel numero di leucociti, linfociti, neutrofili e cellule Natural Killer tra gli atleti che hanno svolto attività fisica in condizioni di idratazione o disidratazione. È importante notare che la disidratazione può causare importanti disturbi immunitari negli atleti di judo. Considerando una durata maggiore di randori (70 min.) rispetto a quanto descritto in questo studio, Umeda et al.13 e Yamamoto et al.23 hanno osservato che gli atleti di judo mostravano meno leucocitosi e neutrofilia e un piccolo decremento della MC dopo l’esercizio rispetto alla fase che precedeva l’esercizio (0,8±0,1 kg e 1±0,1 kg, rispettivamente, rispetto a 1,8±0,4 kg nel presente studio). Tuttavia, nessuno studio ha monitorato la quantità di liquido assunto dagli atleti. In questa ricerca, se gli atleti di judo non avessero ingerito liquidi durante le sessioni di allenamento, i loro livelli di disidratazione avrebbero superato il 4%. Questo livello di disidratazione fa diminuire il numero di linfociti T negli atleti di judo 24 e può influenzare la salute e la prestazione degli atleti che praticano sport di combattimento 25. Nel regime di allenamento qui utilizzato, ogni sessione ha avuto inizio con esercizi generali di bassa intensità per poi proseguire con esercizi più specifici di intensità più elevata. Questa progressione dell’intensità degli esercizi nel tempo si è riflessa sui valori di RPE e fc (Figure 3, 4): i valori iniziali erano statisticamente inferiori rispetto a quelli finali. Molti studi hanno osservato che l’attività fisica intensa disturba il sistema immunitario9,26. Nell’ultima parte dell’allenamento (randori) lo sforzo di elevata intensità sopportato dagli atleti ha probabilmente fornito il contributo maggiore alla leucocitosi osservata, in quanto l’attività fisica intensa fa aumentare il numero di cellule immunitarie circolanti27. Tutti i valori ottenuti prima dell’inizio dell’esercizio e dopo 120 min. non sono stati statisticamente diversi, indipendentemente dal tipo di soluzione ingerita dagli atleti. Tuttavia, i livelli ematici di glucosio sono rimasti più elevati durante la sessione di allenamento quando gli atleti hanno assunto CHO rispetto a quando hanno assunto la soluzione PLA. Confermando questi risultati, parecchi studi hanno dimostrato che il consumo di MEDICINA DELLO SPORT 403 BRITO Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training sumption of CHO maintains higher blood glucose levels during exercise, resulting in a lower endogenous catabolism of muscle and liver glycogen28. Reducing the catabolism of endogenous sources of CHO decreases the secretion of catabolic hormones, including cortisol and epinephrine.29 Because increased production of these hormones is associated with immunosuppression,26 CHO consumption can reduce the immunosuppression associated with intense exercise in athletes. In addition, longitudinal studies have found that, despite adjustments to training regimens, the immune systems of judo athletes are disturbed on a daily basis.15, 23 Thus, the consumption of CHO during exercise is essential to preserve the functions of the immune system and to maintain high performance during training. The normal leukocyte count for adults is between 3500 and 10000 cells/mm3 30. In this study, at the start of the training session, all athletes had normal levels of leukocytes. However, at the end of the session, 11 (73%) athletes who consumed PLA had leukocytosis, while only six who consumed CHO (40%) had leukocytosis (white blood cell counts above 10000 cells/mm3). In athletes, leukocytosis is associated with an increased susceptibility to infections, which, in turn, is highly associated with overtraining.11 Our results are consistent with those of Nemet et al.,31 who reported that acute exercise significantly increases the number of white blood cells in adolescent wrestlers. This immunosuppression may be associated with increases in the levels of stress hormones, such as cortisol and adrenaline, especially as the production of these catabolic hormones is more commonly increased in athletes who train or compete under conditions of CHO deprivation.22 With respect to judo, the regimens and fighting techniques used during training have been shown to significantly increase the secretion of cortisol by approximately 47 and 54%, respectively.32 Previous studies have reported that intense exercise causes leukocytosis.9 This increase in the number of circulating immune cells during exercise has been associated with post-activity immunosuppression, which increases susceptibility to infection.33 Bøyum et al.6 reported that the energy deprivation associated with strenuous exercise also disrupts the immune system, indicating that a lack of CHO consumption during exercise likely contributes to changes in the number of leukocytes. The magnitude of leu- 404 CHO durante l’esercizio ha un effetto benefico sul sistema immunitario9. L’assunzione di CHO mantiene elevati i livelli di glucosio nel sangue durante l’esercizio, determinando un più basso catabolismo endogeno del glicogeno epatico e muscolare 28. Riducendo il catabolismo delle fonti endogene di CHO, diminuisce la secrezione di ormoni catabolici, compresi cortisolo ed epinefrina29. Dato che l’aumento della produzione di questi ormoni è associata all’immunosoppressione26, l’assunzione di CHO è in grado di ridurre negli atleti l’immunosoppressione associata all’attività fisica intensa. Inoltre, studi longitudinali hanno provato che, nonostante le variazioni dei regimi di allenamento, i sistemi immunitari degli atleti di judo vengono quotidianamente alterati15,23. Pertanto, durante l’esercizio è fondamentale il consumo di CHO al fine di preservare le funzioni del sistema immunitario e mantenere elevati livelli di prestazione durante l’allenamento. Il valore normale dei leucociti per gli adulti è compreso tra 3500 e 10000 globuli/mm3 30. In questo studio, all’inizio della sessione di allenamento, tutti gli atleti presentavano valori normali di leucociti. Tuttavia, al termine della sessione, 11 (73%) atleti che avevano assunto la soluzione di PLA presentavano leucocitosi, mentre solo sei di quelli che avevano assunto CHO (40%) presentavano leucocitosi (valore di globuli bianchi superiore a 10000 globuli/mm3). Negli atleti, la leucocitosi è associata ad una aumentata sensibilità alle infezioni che, a sua volta, è fortemente associata al sovrallenamento 11. I presenti risultati sono coerenti con quelli osservati da Nemet et al.31, i quali riportano che l’esercizio intenso aumenta in modo significativo il numero di globuli bianchi nei wrestler adolescenti. Questa immunosoppressione può essere associata all’aumento dei livelli degli ormoni dello stress, quali cortisolo e adrenalina, poiché la produzione di questi ormoni catabolici negli atleti è solita aumentare durante l’allenamento o le competizioni in condizioni di insufficienza di CHO22. Per quanto riguarda il judo, è stato provato che i regimi e le tecniche di combattimento seguiti durante l’allenamento aumentano significativamente la secrezione di cortisolo rispettivamente di circa il 47% e 54%32. Precedenti studi riportano che l’attività fisica intensa provoca leucocitosi 9. Questo aumento del numero di cellule immunitarie circolanti durante l’esercizio fisico è stato associato all’immunosoppressione post-attività che porta all’aumento della sensibilità alle infezioni 33. Bøyum et al.6 riferiscono che l’insufficienza di energia associata ad attività fisica intensa, altera il sistema immunitario, sottolineando che la mancata assunzione di CHO durante l’attività fisica contribuisce a modifica- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training kocytosis is related to the intensity 9 and duration 34 of exercise. The numbers of leukocytes quantified in the athletes who participated in this study were similar to those seen in runners after 180 mim of exercise,9 although the total duration of activity in the current study was only 120min. Because judo training is predominantly aerobic with bouts of both alactic and lactic anaerobic contribution,1, 2 it is likely that anaerobic energy systems contributions the latter promoted the observed leukocytosis even though the activity performed in this study was of shorter duration. Neutrophils are the first line of defense against infections. These cells have high phagocytic capacity and produce reactive oxygen species that function as microbicides.35 In healthy adults, the normal range of neutrophils is between 1800 and 8000 cells/mm.3, 30 At baseline, all of the judo athletes exhibited normal levels of neutrophils. At the end of the training session, 13 (87%) athletes who consumed PLA had neutrophilia, while only 6 (40%) who consumed CHO did so (neutrophil values above 8000 cells/mm3) (Table II). In addition, the variation in the neutrophil/leukocyte ratio was also higher in athletes who consumed PLA (30.8±4.3%) than in those who consumed CHO (19.1±2.5%). Given these results, it appears that CHO consumption is essential to prevent postexercise neutrophilia. The results of this study are consistent with those obtained by Nemet et al.31 and Rysøy et al.36 In addition, Scharhag et al.37 observed that after 4 h of moderate intensity cycling, there was a pronounced increase in the numbers of circulating neutrophils. However, in another study of shorter duration (one hour) and more intense activity (resistance exercise), Rysøy et al.36 observed a significant increase in the number of neutrophils. This increase in neutrophils is likely related to muscle wasting induced by strenuous exercise because neutrophils are the first cells to respond to muscle microdamage and start the repair process.13 The variation in the neutrophil counts in this study was higher than previously observed in Japanese judo athletes.13, 35 Mochida et al.35 reported that athletes who participated in a judo training camp (6.5 h of daily training) exhibited a 25% increase in the number of neutrophils, while Umeda et al.13 reported an increase of 19.6%. It should be noted that the athletes who took part in these studies were from a higher competitive level than the athletes who partici- Vol. 64 - No. 4 BRITO re il numero dei leucociti. L’ordine di grandezza della leucocitosi è legato all’intensità 9 e alla durata 34 dell’attività fisica. Il numero di leucociti quantificato negli atleti che hanno partecipato a questo studio è simile a quello rilevato negli atleti che praticano la corsa dopo 180 min di attività 9, sebbene nel presente studio la durata complessiva dell’attività sia stata di soli 120 min. Dal momento che l’allenamento di judo è prevalentemente aerobico con momenti di apporto anaerobico sia alattico che lattico 1, 2, è probabile che l’aggiunta dei meccanismi di produzione di energia anaerobica abbia favorito la leucocitosi riscontrata, sebbene l’attività svolta durante questo studio sia stata di durata inferiore. I neutrofili sono la prima linea di difesa contro le infezioni. Queste cellule possiedono una elevata capacità fagocitica e producono un tipo di ossigeno reattivo che funge da microbicida 35. Negli adulti sani, il normale intervallo di neutrofili varia tra 1800 e 8000 globuli/ mm3 30. All’inizio, tutti gli atleti di judo mostravano valori dei neutrofili nella norma. Al termine della sessione di allenamento, 13 (87%) atleti che avevano assunto la soluzione PLA mostravano neutrofilia, mentre ciò si verificava solo in 6 (40%) degli atleti che avevano assunto CHO (valori dei neutrofili oltre gli 8000 globuli/mm3) (Tabella II). Inoltre, la variazione del rapporto neutrofili/leucociti era maggiore negli atleti che avevano ingerito PLA (30,8±4,3%) rispetto a quelli che avevano assunto CHO (19,1±2,5%). Sulla base di questi risultati, appare evidente che l’assunzione di CHO è fondamentale per prevenire la neutrofilia post-attività fisica. I risultati di questa ricerca sono in linea con quelli ottenuti da Nemet et al.31 e Rysøy et al.36. Inoltre, Scharhag et al.37 hanno osservato che dopo 4 ore di ciclismo con intensità moderata, si verificava uno spiccato incremento del numero di neutrofili circolanti. Tuttavia, in un altro studio basato su una minore durata (un’ora) e un’attività più intensa (esercizio di resistenza), Rysøy et al.36 hanno osservato una diminuzione significativa del numero di neutrofili. Questo aumento di neutrofili è probabilmente correlato alla perdita di massa muscolare indotta dall’esercizio intenso dato che i neutrofili sono i primi globuli che reagiscono ai microdanni della muscolatura e avviano il processo di riparazione 13. La variazione del valore dei neutrofili nella presente ricerca è stata maggiore rispetto a quanto precedentemente osservato negli atleti di judo giapponesi 13, 35. Mochida et al.35 riportano che gli atleti che partecipavano a un allenamento collegiale di judo (6,5 ore di allenamento quotidiano) mostravano il 25% di aumento del numero di neutrofili, mentre Umeda et al.13 riportavano un MEDICINA DELLO SPORT 405 BRITO Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training pated in the present study. Highly trained judo athletes probably have adaptations that have been acquired through practice. As such, they may produce lower concentrations of enzymes, such as creatine kinase and lactate dehydrogenase, resulting in less muscle damage during training.13 However, Wolack et al.34 found that judo athletes and sedentary individuals exhibited a similar reduction in neutrophil activity after strenuous exercise. The normal range for lymphocytes is between 900 and 2900 cells/mm.3, 30 At baseline, all the judo athletes had normal lymphocyte levels. However, at the end of the training session, only two athletes had lymphocytosis (lymphocyte counts above normal values) half on each condition. Lymphocytes are the main cells responsible for adaptive immunity, and a decrease in the number of these cells affects the body’s ability to respond to complex pathogens.10, 24 In this study, we did not observe a pronounced increase in the number of lymphocytes in the athletes. In contrast, Sureda et al.38 reported that one hour of football practice significantly increased the numbers of circulating lymphocytes. The normal range for monocytes is between 300 and 900 cells/mm.3, 30 At baseline and after training, all the judo athletes had normal monocyte levels. Monocytes play an important role in the phagocytosis of pathogens. Thus, a decrease in these cells can affect the innate immune system and the communication between innate and adaptive immune cells.16 The studies on the influence of exercise on monocytes are controversial. Unlike in the present study, Green et al.10 found that, in well-trained cyclists who could cover a distance of 40 km in 60 min, the numbers of monocytes in the blood increased over the course of one year, and CHO supplementation did not attenuate this increase. In contrast, Lancaster et al.39 reported a significant increase in monocytes after 150 min of cycling, which was prevented by consumption of a solution of 6.4% or 12.8% CHO during the activity. The results described here need to be confirmed by additional studies. In addition, it is important to consider some of the limitations of the present study. One such limitation is the absence of monitoring variables that directly affect the immune response (e.g., epinephrine and cortisol). Another limitation involves the inherent characteristics of judo, a sport where it is difficult to quantify the effort of the athletes.3 In 406 aumento del 19,6%. Va considerato che gli atleti che parteciparono a queste ricerche appartenevano ad un livello competitivo più elevato rispetto agli atleti che hanno partecipato al presente studio. Atleti di judo molto allenati probabilmente sono soggetti ad adattamenti che sono stati acquisiti attraverso la pratica. Sono pertanto in grado di produrre minori concentrazioni di enzimi, quali la creatina chinasi e il lattato deidrogenasi, e di conseguenza sono soggetti a un danno muscolare minore durante l’allenamento13. Ciononostante, Wolack et al.34 hanno scoperto che gli atleti di judo e gli individui sedentari mostrano una riduzione simile dell’attività dei neutrofili dopo un’attività fisica intensa. L’intervallo normale per i linfociti varia tra 900 e 2900 globuli/mm3 30. All’inizio, tutti gli atleti di judo mostravano valori normali dei linfociti. Tuttavia, al termine della sessione di allenamento solo due atleti avevano linfocitosi (valore dei linfociti superiore al normale) in ogni condizione. I linfociti sono le principali cellule responsabili dell’immunità adattativa; una diminuzione del numero di questi globuli influisce sulla capacità del corpo di reagire a patogeni complessi10, 24. In questo studio non è stato osservato uno spiccato aumento del numero di linfociti negli atleti. Al contrario, Sureda et al.38 riferiscono che un’ora di allenamento di calcio ha portato all’aumento significativo del numero di linfociti circolanti. L’intervallo normale per quanto riguarda i monociti varia tra 300 e 900 globuli/mm3 30. All’inizio e dopo l’allenamento, tutti gli atleti di judo avevano valori dei monociti normali. I monociti svolgono un ruolo importante nella fagocitosi dei patogeni. Pertanto, una diminuzione di queste cellule può influire sul sistema immunitario congenito e sulla comunicazione tra cellule immunitarie innate e adattative 16. Gli studi sull’influenza dell’esercizio fisico sui monociti sono controversi. Discostandosi dal presente studio, Green et al.10 hanno scoperto che, nei ciclisti ben allenati in grado di coprire distanza di 40 km in 60 min, il numero di monociti nel sangue aumentava nel corso di un anno, e la supplementazione di CHO non attenuava questo incremento. Al contrario, Lancaster et al.39 riferiscono un sensibile incremento di monociti dopo 150 min di pedalata, che veniva evitato assumendo una soluzione al di CHO 6,4 o 12,8% durante l’attività fisica. I risultati descritti in questo lavoro devono essere confermati da ulteriori studi. È inoltre importante considerare la presenza di alcuni limiti in questa ricerca. Un limite è rappresentato dall’assenza di monitoraggio di variabili che influiscono direttamente sulla risposta immunitaria (ad es, epinefrina e cortisolo). Un altro limite riguarda le MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Carbohydrate intake and immunosuppression during judo training BRITO addition, several factors, such as temperature, the intensity of training and dehydration, may have contributed to the immunosuppression observed. The present study examined the acute influence of judo training on the immune system. Given our results, we suggest that the consumption of CHO during exercise is beneficial to judo athletes because CHO helps to maintain adequate blood glucose levels and lower concentrations of neutrophils and leukocytes after training. caratteristiche del judo, uno sport in cui è difficile quantificare lo sforzo degli atleti 3. Anche altri fattori quali temperatura, intensità dell’allenamento e disidratazione, possono aver contribuito all’immunosoppressione riscontrata. Il presente studio ha preso in esame la forte influenza dell’allenamento di judo sul sistema immunitario. In base ai risultati ottenuti, si può suggerire che l’assunzione di CHO durante l’esercizio fisico è positiva per gli atleti di judo in quanto i CHO aiutano a mantenere adeguati valori ematici di glucosio e ad abbassare le concentrazioni di neutrofili e leucociti dopo l’allenamento. Conclusions Conclusioni These results can be used by coaches and judo athletes to establish strategies to improve athletic performance during training. We recommended that a liquid CHO solution be consumed during and after training (1-1.5 g/kg BM) to quickly restore hydro-energy homeostasis. To do this, the judokas must be weighed before and after training so that athletes can drink an amount of CHO equivalent to the net difference between their initial and final BM. Following these recommendations, judokas can reduce the adverse effects of intense exercise on their immune systems and can compete at a higher fitness level. Questi risultati possono essere utilizzati da allenatori e atleti di judo per determinare le loro strategie volte a migliorare il rendimento degli atleti durante l’allenamento. Si consiglia di assumere una soluzione liquida di CHO durante e dopo l’allenamento (1-1,5 g/kg MC) per reintegrare rapidamente l’omeostasi idro-energetica. A questo scopo, il judoka deve essere pesato prima e dopo l’allenamento in modo da somministrargli una quantità di CHO equivalente alla differenza netta tra MC iniziale e finale. Seguendo questi consigli, il judoka può ridurre gli effetti negativi dell’attività fisica intensa sul suo sistema immunitario e competere con una maggiore forma fisica. References/Bibliografia 1) Degoutte F, P Jouanel, E Filaire. Energy demands during a judo match and recovery. Br. J. Sports Med 2003;37:245-9. 2) Franchini E, Takito MY, Nakamura FY, Matsushigue KA, Kiss MAPD. Effects of recovery type after a judo combat on blood lactate removal and on performance in an intermittent anaerobic task. J Sports Med PhysFitness 2003;43:424-31. 3) Franchini E, de Moraes Bertuzzi RC, Takito MY, Kiss MA. Effects of recovery type after a judo match on blood lactate and performance in specific and nonspecific judo tasks. 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ZASA 4, 5 1Service of Audiovestibology Azienda USL Modena, Ramazzini Hospital, Carpi, Modena, Italy 2ENT Department Azienda ASS n° 1 Trieste, Maggiore Hospital, Trieste, Italy 3Professional driver 4Associazione Medico Sportiva FMSI di Parma, Parma, Italy 5Department of Anesthesiology, Critical Care and Pain Medicine University of Parma, Parma, Italy SUMMARY Aim. While driving it is very important to identify objects in the scene and to plan eyes movements able to maintain the fixation on the right targets. We verified if a new specific oculomotor training is able to improve both the drivers’ performances and their safety. Methods. Twenty non-professional drivers were divided into two groups and were evaluated in a safe driving circuit. Group 1 was evaluated in two different laps of the track, before and after a driving course based on oculomotor control, focused on saccadic movements. Group 2 was evaluated in two different laps of the track, without having undergone any course. Eye movements were recorded by Tobii glasses eye tracker. Results. Drivers from group 1 reduced both the time per lap and the number of saccadic movements more consistently than drivers from group 2. This study showed that an adequate training is able to reduce the number of saccades with cognitive control and to improve driving performance compared to the better knowledge of the route obtained by the simple repetition of laps on the same circuit. Conclusion. This multidisciplinary course based on the control of saccadic movements seems to facilitate predictive and memory guided saccades and to limit the voluntary saccadic exploration. In this way the cognitive component of contextual cueing is facilitated. Visual attention can be guided by acquired knowledge about spatial variables; thus, attention decides to select or ignore specific visual targets. Key words: Safety - Automobile driving - Saccades - Oculomotor nerve diseases. RIASSUNTO Obiettivo. Durante la guida, è fondamentale identificare gli oggetti sulla scena e pianificare i movimenti oculari atti a mantenere lo sguardo fisso sugli obiettivi importanti. Abbiamo studiato un nuovo training oculomotorio specifico per migliorare sia le performance di guida che la sicurezza dei conducenti. Metodi. Venti conducenti non professionisti sono stati suddivisi in due gruppi e sono stati valutati su un circuito di guida sicura. I soggetti del gruppo 1 sono stati analizzati in due giri del tracciato differenti, prima e dopo un corso di guida basato sul controllo oculomotorio, con particolare attenzione ai movimenti saccadici. I soggetti del gruppo 2 sono stati studiati in due giri del tracciato differenti, senza esser stati sottoposti ad alcun corso. I movimenti oculari sono stati registrati mediante occhiali Tobii. Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 409 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI Risultati. I conducenti del gruppo 1 hanno riportato una riduzione sia del tempo sul giro sia dei movimenti saccadici in maniera più consistente dei conducenti del gruppo 2. Questo studio dimostra che un training adeguato è in grado di ridurre il numero dei movimenti saccadici mediante il controllo cognitivo e di migliorare la performance di guida rispetto alla miglior conoscenza del tracciato ottenuta con la semplice ripetizione di giri sullo stesso circuito. Conclusione. Questo corso multidisciplinare basato sul controllo dei movimenti saccadici sembrerebbe incrementare i movimenti saccadici e guidati dalla memoria e limitare l’esplorazione saccadica periferica. In questo modo, la componente cognitiva del “cueing” contestuale è facilitata. L’attenzione visiva può essere guidata dalla conoscenza acquisita circa le variabili spaziali; pertanto, l’attenzione è in grado di di selezionare o ignorare specifici bersagli visivi. Parole chiave: Sicurezza - Guida automobilistica - Saccade - Nervo oculomotore, disturbo. W e live in a multi-sensorial environment which sends many information from various peripheral receptors (as visual, vestibular and proprioceptive ones) to our brain, in order to guarantee a perfect balance between our body and the environment itself. Our behavior while driving depends on various factors: external non-modifiable elements (as the weather), external modifiable elements (as the mechanical equipment) and those depending on our body (that are physical characteristics, psychological and adaptive abilities). Visual information (objects, persons, animals, buildings, locations…), acoustic information (sounds, voices, noises…), vestibular information from the labyrinths (linear and angular acceleration, head position), proprioceptive information (body position) and tactile information (skin perception of the posture and the movement) are fundamental for adaptive programs in every kind of environment. However, the cognitive system has a resources to avoid a situation of overload; therefore, only a small amount of information becomes conscious, to elaborate voluntary and automatic motor strategies and to store automatic adaptive motor programs. Selective attention is very important in this neuronal activity and it is modifiable by experience and training. Moreover many subjective cognitive processes like attention, memory, learning, motivation, decision and psychological factors are able to influence the information processing. The brain percepts at first the objects to which we pay attention; this also applies to people driving on daily bases.1-4 For this reason fixation and re-fixation mechanisms are very important while driving, but many factors may modify eye movements and visual control. The main goal of eye movements is to maintain the foveal control of the most important visual target in every static or dynamic condition. Eye movements are controlled by various 410 N oi viviamo in un ambiente multi-sensoriale che invia moltissime informazioni dai diversi recettori periferici (visivi, vestibolari e propriocettivi) al nostro cervello, al fine di garantire un perfetto equilibrio tra il nostro organismo e l’ambiente stesso. Il nostro comportamento alla guida dipende da diversi fattori: elementi esterni non modificabili (come le condizioni meteorologiche), elementi esterni modificabili (come lo stato meccanico) e quelli dipendenti dal nostro organismo (caratteristiche fisiche, psicologiche e capacità adattative). Le informazioni visive (oggetti, persone, animali, edifici, località, …), le informazioni acustiche (suoni, voci, rumori, …), le informazioni vestibolari dalle strutture del labirinto (accelerazione lineare ed angolare, posizione del capo), le informazioni propriocettive (posizione del corpo) e le informazioni tattili (percezione cutanea della postura e dei movimenti) sono fondamentali per la programmazione adattativa in qualsiasi situazione ambientale. Tuttavia, il sistema cognitivo ci obbliga ad evitare una situazione di sovraccarico; pertanto, soltanto una piccolo parte delle informazioni raggiunge il livello della coscienza, per essere elaborate in strategie motorie volontarie ed automatiche e per memorizzare programmi motori adattativi automatici. L’attenzione selettiva è fondamentale in questa attività neuronale ed è modificabile dall’esperienza e dal training. Inoltre, numerosi processi cognitivi soggettivi come l’attenzione, la memoria, l’apprendimento, la motivazione, la decisione e fattori psicologici possono influenzare l’elaborazione delle informazioni. Il cervello percepisce dapprima gli oggetti ai quali prestiamo attenzione; ciò si verifica anche nelle persone che guidano nella vita quotidiana 1-4. Per questo motivo i meccanismi di fissazione e re-fissazione sono molto importanti mentre si guida, ma numerosi fattori possono modificare i movimenti oculari e il controllo visivo. L’obiettivo principale del movimento oculare è di mantenere sulla fovea il bersaglio visivo più importante in qualsiasi condizione statica o dinamica. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance mechanisms: saccades movements, microsaccades, smooth pursuit, opticokinetic reflex, vestibulo-oculomotor reflex and vergence movements. These systems are closely linked the head control (eye-head co-ordination mechanism) and body movements (posture and gait control). Saccades are optimized for speed and there is inevitable blurring of the image on the retina as the retina is sweeping the visual field. Brain selectively stops visual processing with a mechanism that cuts off the processing of retinal images when it becomes blurred; thus, saccades are associated with blindness. This phenomenon is called saccadic masking or saccadic suppression 5-7 and it is characterized by the inability to detect changes in the location of a target when the change occurs immediately before, during, or shortly after the saccade. Suppression anticipates saccades by 50 ms, is maximal at the moment of saccadic onset, and outlasts saccades by 50 ms, totally also 120 ms. In everyday life, we usually make around 3 saccadic eye movements per second; consequently, we spent about 4 hours a day in the dark, but the cognitive reconstruction makes us unaware of it. An important characteristic of saccadic movements is the possibility to convert, through an appropriate training, peripherally-visually guided saccades quick, reflex involuntary movements - in memory guided saccades (or centrally guided saccades) in which the eyes move towards a remembered point without visual stimulus or in antisaccades in which the eyes move away from the visual onset. Antisaccades are more delayed than visually guided ones, and observers often make erroneous saccades in the wrong direction. A successful antisaccade requires inhibiting a reflexive saccade to the onset location, and voluntarily moving the eye in the opposite direction. Driving is a special form of locomotion. Most probably, it relies on those basic mechanisms that govern the perception of self-motion, such as the perception of the velocity flow field. However, driving has some particular constraints that make it very different from walking. When walking towards a target, people tend to turn onto a straight path in order to align the direction of heading and the retinal focus of expansion with the target,8 on the other hand, a car can only adopt a curved trajectory. Roads are designed to reflect this constraint and are also delimited in width. Thus, drivers are required not only to match the road curvature but also Vol. 64 - No. 4 GUIDETTI I movimenti oculari sono controllati da diversi meccanismi: movimenti saccadici, microsaccadici, “smooth pursuit”, riflesso ottico-cinetico, riflesso vestibulo-oculomotorio e i movimenti di vergenza. Questi sistemi sono strettamente collegati al controllo del capo (meccanismo di coordinazione occhio-testa) e ai movimenti del corpo (controllo della postura e dell’andatura). I movimenti saccadici sono rapidissimi e per evitare quel fastidiosissimo fenomeno dello scivolamento dell’immagine chiamato oscillopsia, il cervello interrompe selettivamente l’elaborazione visiva con un meccanismo che taglia l’acquisizione delle immagini retiniche quando esse diventano mosse; pertanto, ad ogni saccade corrisponde cecità. Questo fenomeno è chiamato mascheramento saccadico o soppressione saccadica 5-7 ed è caratterizzato dall’impossibilità di identificare cambiamenti del campo visivo da immediatamente prima a subito dopo il saccadico stesso. La soppressione anticipa i movimenti saccadici di 50 ms, è massimale durante tutto il movimento, e può durare anche 120 ms. Nella vita quotidiana, eseguiamo solitamente circa 3 movimenti oculari saccadici al secondo; di conseguenza, trascorriamo circa 4 ore al giorno al buio, ma la ricostruzione cognitiva ci rende inconsapevoli di ciò. Una caratteristica importante dei movimenti saccadici è la possibilità di convertire, mediante un training appropriato, le saccadi originate perifericamente – movimenti involontari rapidi e riflessi in saccadi originate dal s.n.c. (o movimenti saccadici centrali) in cui gli occhi si muovono verso un punto memorizzato, anche in assenza di stimolo visivo, o in movimenti antisaccadici, con movimento oculare opposto allo stimolo visivo periferico. Le antisaccadi centrali sono più lente rispetto a quelle periferiche “visual-guided” e nella prestazione sportiva si compiono saccadi errate nella direzione sbagliata. Il corretto movimento antisaccadico richiede l’inibizione di un movimento saccadico riflesso e la esecuzione di un movimento volontario degli occhi nella direzione opposta. La guida è una forma particolare di movimento. Molto probabilmente essa si basa su quei meccanismi che governano la percezione del proprio movimento, come pure la percezione della velocità. Tuttavia, la guida ha alcune restrizioni particolari, che la rendono molto diversa dal cammino. Quando si cammina verso un target, si tende a seguire un percorso diritto al fine di allineare la direzione della testa e della posizione degli occhi con il bersaglio 8; d’altra parte, una macchina si trova in condizioni eterogenee, con MEDICINA DELLO SPORT 411 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI to keep a proper distance from the lane edges. Lane markers act not only as spatial constraints but also provide some useful visual cues for directional control and lateral motion; this is particularly evident when driving at night. These peculiarities justify the need for specific models of visual steering control. Successful driving of a car, especially in a bend, requires a combination of speed, steering and position in the lane, with speed and steering being the controllable actions and the position on the lane the resultant variable. Previewing the road curvature by tracking a distant point contributes to the stability of steering.9 In order to control the steering, the two major strategies currently discussed are gaze sampling and orientation to the tangent point. Gaze sampling is a method relying on retinal flow information.10-12 The exact flow of each object depends on a number of parameters like the momentary heading direction and speed of the driver (i.e. his car), the depth structure of the environment and whether objects are static or move themselves (independently). Many researchers agree that driving experience is one of the key predictors of crash rates,13, 14 with young novice drivers being particularly at risk.15, 16 An important factor linking the potential increased crash risk of low visibility conditions with driving experience is the deployment of visual attention. This includes both foveal and peripheral attention, which have been shown to change with increased task experience. For instance, it has been suggested that the Useful Field of View (UFoV) is a better predictor of accidents in older drivers than the typical acuity tests.17 Also the extent of peripheral attention has been shown to be dependent on cognitive factors, such as processing load, which can be moderated by driving experience.18, 19 If night and rain driving increases cognitive demand then this may reduce the useful field of view in these conditions. It has been suggested that the efficiency of visual search strategies is one of the fundamental changes that marks the transition from novice to experienced driver.20 In addition, visual attention has been considered as a contributing factor for traffic crashes.21 Eye tracking is the process of measuring either the point of gaze and the motion of an eye. In 1983 Cohen 22 studied the eye movements of two groups of drivers, filming them with a special head camera: novice and experienced drivers had their eyes movement recorded while 412 rettilinei e molteplici curve. Le strade sono disegnate nell’ottica di questa restrizione e sono anche limitate in larghezza. Pertanto, i conducenti non solo devono impostare una corretta curvatura della traiettoria ma devono mantenere anche un’adeguata distanza dai bordi della corsia. I bordi delle corsie non solo costituiscono un limite spaziale, ma forniscono anche alcuni importanti dettagli visivi per il controllo direzionale e il movimento laterale; ciò è in special modo evidente nella guida notturna. Queste particolarità portano alla necessità di modelli specifici di controllo visivo della sterzata. Una guida sicura della macchina, soprattutto in curva, richiede una combinazione di velocità, sterzata e posizione nella corsia, essendo la velocità e la sterzata le azioni controllabili e la posizione nella corsia la variabile. Anticipare la curva seguendo un target alla fine della stessa contribuisce alla stabilità della guida in curva 9. Al fine di controllare la sterzata, le due principali strategie attualmente discusse sono il campionamento dei target visivi e l’orientamento verso un punto prememorizzato. Il campionamento del campo visivo è un metodo che si basa sul flusso di informazioni alla retina 10-12. Il numero dei vari target visivi che compaiono sulla retina dipende da vari parametri, come la direzione istantanea e la velocità del pilota (ossia della sua macchina), la conformazione del tracciato e la staticità o meno degli oggetti che cadono nel campo visivo. Numerosi ricercatori concordano che l’esperienza di guida rappresenta uno dei fattori predittivi chiave dei tassi di incidenti 13, 14, essendo i giovani conducenti novizi particolarmente a rischio 15, 16. Un importante fattore che collega il potenziale aumentato rischio di incidenti in condizioni di scarsa visibilità con l’esperienza di guida è rappresentato dall’implementazione dell’attenzione visiva. Essa include sia l’attenzione foveale sia quella periferica, che si modificano con l’aumentare dell’esperienza. Per esempio, è stato proposto che più ampio sia il “Campo Visivo Utile” (UFoV) minore è il numero di incidenti in conducenti anziani rispetto ai tipici tests di acuità 17. Anche l’ampiezza dell’attenzione periferica si è dimostrata essere dipendente da fattori cognitivi, come il carico di elaborazione, che può essere moderato dall’esperienza di guida 18, 19. Se la guida di notte o sotto la pioggia aumenta il carico cognitivo, quest’ultimo riduce progressivamente le informazioni impoverendole e fornendo solo pochi elementi discriminanti. È stato suggerito che il rendimento delle strategie di ricerca visiva sia uno dei cambiamenti fondamentali che segna la MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance approaching a bend of a narrow road. Comparison of the images showed that experienced driver checks the curve and even has fixation to right targets while novice driver needs to check the road and estimate uninfluenced targets. Kito et al. showed that, when approaching an intersection, drivers make repeated saccadic gaze movements; after entering the intersection, saccadic gaze movements are directed ahead. The number of gaze movements are significantly greater in large vehicles drivers.23 When a subject is asked to shift gaze as quickly as possible, the eye and head motorsystems both receive gaze-change commands, although they execute them in rather different ways. During the large gaze changes made at road junctions the pattern of eye and head movements is highly predictable, given only the sequence of gaze targets.24 The reflexions in the outside rear view mirror images, passing through double-gazed windows of the car, may provoke misperceptions.25 Low dose ethanol influences saccadic eye movements while driving.26 One of the most complex visual tasks when driving is exiting a multistory car park, which involves the scanning of hundreds of parked vehicles with an average fixation time of approximately 100 ms.27 The training and the experience are able to improve the role of the oculomotor system in drivers. Actually novice drivers were found to have higher processing time and less horizontal spread of search than experienced drivers as measured by the recording of eye movements while participants were driving a real car 28 or in a driving simulator 29 and experienced drivers had shorter fixation durations than novice drivers during the presentation of dangerous driving conditions.13 In addition it has been demonstrated that environmental factors such as driving during night and rain increases the risk of a crash. Both of these factors may be related to drivers’ visual search strategies that become more efficient with increased experience, first thanks to the ability in modifying eye movement strategies. The trained drivers were significantly more likely to gaze at areas of the roadway that contained information relevant to the reduction of risks (64.4%) than were the untrained drivers (37.4%) 30 and a recent analysis of 2000 police reports of crashes that involved licensed young- Vol. 64 - No. 4 GUIDETTI trasformazione da conducente novizio a quello esperto 20. Inoltre, l’attenzione visiva è considerata uno dei fattori che contribuiscono agli incidenti automobilistici 21. L’eye tracking è il processo di misurazione sia del punto di sguardo sia del movimento oculare. Nel 1983 Cohen 22 studiò i movimenti oculari in due gruppi di conducenti, filmandoli con una speciale telecamera: in questo modo vennero registrati i movimenti oculari di conducenti novizi e di quelli esperti mentre stavano approcciando una curva in una strada stretta. Il confronto delle immagini dimostrò che il conducente esperto valuta la curva e fissa i bersagli corretti, mentre il conducente novizio deve controllare la strada e valuta bersagli inutili. Kito et al. dimostrò che, ad un incrocio stradale, i conducenti eseguono numerosissimi saccadici in tutte le direzioni; dopo aver impegnato l’incrocio, i movimenti saccadici dello sguardo ritornano ad essere orientati in avanti. Il numero di movimenti dello sguardo è significativamente maggiore nei conducenti di veicoli voluminosi 23. Quando si chiede ad una persona di spostare lo sguardo il più velocemente possibile, entrambi gli occhi e il capo ricevono i comandi, sebbene essi siano in grado di attuarli con strategie molto diverse. Durante gli ampi cambiamenti di sguardo agli incroci stradali, il pattern dei movimenti degli occhi e della testa è altamente prevedibile 24. I riflessi nelle immagini negli specchietti retrovisori, passando attraverso i vetri della macchina, possono determinare mispercezioni 25. Anche bassi livelli di etanolo influenzano i movimenti oculari saccadici durante la guida 26. Una delle strategie oculomotorie più complesse durante la guida è messa in atto nella ricerca di un parcheggio in un grosso parking multipiano poiché si osservano rapidamente centinaia di veicoli parcheggiati con un tempo di fissazione medio di circa 100 ms 27. Il training e l’esperienza permettono di migliorare il ruolo del sistema oculomotorio nei conducenti. I conducenti novizi hanno tempi di elaborazione più lunghi e minor ampiezza orizzontale di ricerca rispetto ai conducenti esperti, come emerge dalla registrazione dei movimenti oculari durante la guida di una macchina reale 28 o in un simulatore di guida 29 e i conducenti esperti hanno durate di fissazione più brevi rispetto ai conducenti novizi durante la presentazione di condizioni pericolose di guida 13. Inoltre, è stato dimostrato che fattori ambientali come la guida notturna o sotto la pioggia MEDICINA DELLO SPORT 413 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI er drivers between the ages of 16 and 19 years indicates that the major contributor to crashes is the driver’s failure to scan the roadway for information that can reduce the driver’s risks.31 In general experienced drivers seemed to collect more information of the scene through a greater number of frequent shorter fixations distributed more widely across the driving scene 13, 28 and to be able to move their locus of attention quicker than novices. This strategy can be considered crucial in hazardous situations when the driver has to be able to anticipate dangerous on-road behaviours by maintaining awareness of many potential sources of hazard without becoming overly focused in any one source. It can easily be argued that not looking in the right place almost certainly guarantees that the drivers will not react to the risk appropriately. Car drivers can employ a number of strategies. The “tangent point strategy” proposes the use of the angle between the tangent point of the inner lane markings and the car’s current heading direction, which is proportional to the required steering angle. The “gaze-sampling strategy” proposes to fixate points on the future path and measure the curvature of optic flow vectors which can inform the drivers whether they over- or under-steer. Subjects normally look at the tangent point whereas they do not use gaze sampling of their own accord. Further, subjects drive more smoothly in terms of position on the lane and steering stability in the tangent-point condition. In general the tangent point condition is preferred 32 and previewing the road curvature by tracking a distant point contributes to the stability of steering.9 Actually when only the distant part of the road is visible, the curvature of the road is globally respected and driving is smooth, although some large lateral excursions from the centre of the road are observed.33 Conversely, when only the near part of the road is seen, the trajectory is jerkier. The driver succeeds, however, in keeping the vehicle close to the road centre. When both a near and a distant section are visible, driving performance is equivalent to a control condition where the whole road is visible. The conclusion is that, in the auto sports field, it is important to train what and where to look in order to reduce saccadic movements as much as possible, in particular the useless, misleading and destabilizing “parasites”, to eventually improve driving performance.34, 35 414 aumentino il rischio di un incidente. Entrambi questi fattori sono correlati alle strategie di ricerca visiva del conducente che diventa più efficiente con l’aumentare dell’esperienza, soprattutto grazie alla capacità di modificare le strategie di movimento oculare. I conducenti allenati puntavano lo sguardo più frequentemente verso aree della strada che contenevano informazioni rilevanti per la riduzione dei rischi (64,4%) rispetto ai conducenti non allenati (37,4%) 30 e una recente analisi di 2000 rapporti della polizia su incidenti stradali che hanno coinvolto conducenti patentati di età compresa tra 16 e 19 anni indica che il fattore principale che contribuisce agli incidenti è l’incapacità di esaminare la strada alla ricerca delle informazioni utili e determinanti per la sicurezza 31. In generale, i conducenti esperti sembrerebbero raccogliere più informazioni utili tramite un maggior numero di rifissazioni saccadiche, rapide, distribuite più ampiamente su tutto lo scenario di guida 13, 28 ed essere in grado di spostare il punto di attenzione più rapidamente rispetto ai novizi. Questa strategia è considerata indispensabile in situazioni pericolose quando il conducente deve essere in grado di anticipare comportamenti pericolosi sulla strada mantenendo la percezione delle numerose sorgenti potenziali di pericolo, senza focalizzarsi su una soltanto di queste. Si può facilmente sostenere che non guardare nel posto giusto implica quasi certamente che il guidatore non reagirà con rapidità ad un evento di rischio improvviso. I conducenti delle macchine possono utilizzare diverse strategie. La “tangent point strategy” propone l’utilizzo dell’angolo tra il punto di tangenza all’arco interno della curva e la direzione di corsa della macchina, che è proporzionale all’angolo di sterzatura richiesto. La “gaze-sampling strategy” propone di eseguire la curva fissando punti progressivi della curva per acquisire informazioni necessarie a sovrasterzare o sottosterzare. I soggetti normalmente guardano il punto di tangenza mentre non utilizzano lo sguardo di campionamento per propria ammissione. Inoltre, i soggetti guidano più agevolmente mantenendo una posizione centrale nella propria corsia, senza ricercare il punto di tangenza se non in condizione di emergenza. In generale, la condizione del punto di tangenza è preferita 32 e prevedere la curvatura della strada osservando un punto distante contribuisce alla stabilità della sterzata 9. Quando nella guida è visibile solo la parte fi- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance However, Lavie 36 has recently suggested a theory called “Cognitive load Hypothesis”. It suggests that a resolution to the early and late selection debate may be found if a hybrid model of attention that combines aspects from both views. According to this model, distractors can be excluded from perception when the level of “cognitive load” in processing task-relevant stimuli is sufficiently high to exhaust perceptual capacity, leaving none of this capacity available for distractor processing. However, in situations of “low cognitive load”, any spare capacity left over from the less demanding relevant processing will spill over to the processing of irrelevant distractors. Thus, in this model, early selection is predicted for situations of “high cognitive load”, whereas late selection is predicted for situations of “low cognitive load”. To transform the high cognitive load in low cognitive load it’s necessary to use the maximum eye tracking training to reduce the saccades number and to develop a voluntarily system of motor saccades execution, not modifiable by external useless events. Contextual cueing is a concept in psychology that refers to the manner in which the human brain gathers information from visual elements and their surroundings. Contextual cueing is defined as an attentional guidance or facilitation effect derived from past experiences of regularities of the world. In other words, visual attention can be guided by incidentally acquired knowledge about spatial invariants. The attention decides to select or ignore the visual targets. Anxiety produces a number of destabilizing factors, also with trained drivers. Howevwr, they increase visual, reflexive and unconscious saccades in a consistent manner while central voluntary saccades reduce significantly, based on training and cognitive processes.37 A recent study 38 demonstrated the influence of cognitive processes: a model comprising selected constructs from the TPB (affective attitude and perceived controllability), supplemented with cognitive variables derived from identity theory (self-identity) and social identity theory (perceived group norm and group identification) possesses good predictive validity in relation to speeding intentions. As a result, this eventually creates a situation in which the number of saccades is of a major part, there is major visual inhibition, major loss of details and thus reduces safe driving performance. Vol. 64 - No. 4 GUIDETTI nale della curva, la curvatura della vettura viene mantenuta con andatura moderata, anche con escursioni consistenti anche nell’ambito della propria corsia. Al contrario, quando è visibile solo il primo raggio di curva, la traiettoria della vettura è a scatti. Il driver, comunque, mantiene sempre la vettura il più vicino possibile alla linea di mezzeria. Quando sono visibili sia la parte prossimale sia quella distale della strada, la performance di guida è equivalente ad una condizione di controllo in cui l’intera strada è visibile. In conclusione, nell’ambito degli sports automobilistici, è fondamentale imparare cosa e dove guardare, in modo da ridurre i movimenti saccadici al minimo, in particolare quelli inutili, ingannevoli e destabilizzanti, e quindi per migliorare la performance di guida 34, 35. Tuttavia, Lavie 36 ha recentemente proposto una teoria chiamata “Ipotesi del carico cognitivo”. Secondo questa teoria, una risoluzione per il dibattito della selezione precoce o tardiva potrebbe essere trovata se un modello ibrido di attenzione che combina gli aspetti di entrambe le visioni. Secondo questo modello, gli elementi distraenti possono essere esclusi dalla percezione quando il livello di “carico cognitivo” nell’elaborazione di stimoli rilevanti è sufficientemente alto da esaurire la capacità percettiva, non permettendo alcuna elaborazione di nuovi segnali. Il contrario avviene se il “carico cognitivo” è ridotto, perciò c’è maggiore disponibilità del sistema ad elaborare nuove informazioni rilevanti. Perciò maggiore sarà il carico cognitivo, maggiore sarà la difficoltà individuale ad individuare nuovi elementi rilevanti nel campo visivo. Per trasformare l’elevato carico cognitivo in basso carico cognitivo è necessario utilizzare il massimo training nell’“eye tracking” per ridurre il numero dei movimenti saccadici e per sviluppare un sistema volontario di esecuzione dei movimenti saccadici, non modificabile da eventi esterni irrilevanti. Il contestual cueing o “attenzione di contesto” è un concetto della psicologia che si riferisce al modo in cui il cervello umano raccoglie le informazioni da elementi visivi e dall’ambiente. Il “cueing” contestuale è definito come una guida attenzionale o una strategia di selezione di moltitudini di target visivi basata su esperienze passate. In altre parole, esiste una selezione attentiva solo su determinati oggetti che si è sviluppata con l’acquisizione di precedenti esperienze che formano una consapevolezza di orientamento. L’attenzione decide di selezionare o ignorare i bersagli visivi. MEDICINA DELLO SPORT 415 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI Materials and methods Twenty non-professional drivers, who were informed of the goal of this study and who gave their consent, were divided into two homogeneous groups by age and sex (Table I) and were evaluated in a 1650 meters long circuit of safe driving: —— group 1: 10 subjects (drivers 1-10), 8 men and 2 women (age: average 50.4, min 40, max 56) were evaluated in two different laps of the track, before and after a driving course; —— group 2: 10 subjects (drivers 1W-10W), 8 men and 2 women (age: average 51.2, min 41, max 57) were evaluated in two different laps of the track, without any course The car was Giulietta Alfa Romeo 1900cc TD. The training for drivers was based on the experience of the professional driver Stefano Livio - winner in many Italian, European and World championships 39-42 and professional teacher of safe driving - in collaboration with the Autodromo of Modena. All cases were evaluated in the same day and in the same circuit of safe driving. Eye movements were recorded by Tobii glasses eye tracker from SR Labs (Figure 1), robust IR-based track technology able to accurately and objectively map eye tracking data to real-world objects. Automatic data aggregation removes need for manual coding and leads directly to statistical analysis. The phases of the training were: —— two “exploration laps” in order to know the circuit characteristics; —— one lap recording the ocular movements by eye tracker; —— 10 minutes of fixation and re-fixation exercises based on saccadic movements; —— 30 minutes of theoretical course; L’ansia produce diversi fattori destabilizzanti, anche in piloti allenati. Tuttavia, essa aumenta in maniera significativa i movimenti saccadici visivi, riflessi e inconsci mentre i movimenti saccadici centrali volontari sono significativamente ridotti, sulla base di training e processi cognitivi 37. Un recente studio 38 ha dimostrato l’influenza dei processi cognitivi studiando attraverso il modello TBP - affective attitude and perceived controllability (che si basa sulla percezione del controllo comportamentale legato ad atteggiamenti affettivi) le interazioni con variabili cognitive riguardanti comportamenti singoli ed in gruppo. Lo studio ha rilevato che in relazione alla velocità vi sono un relativo aumento di saccadi e, di conseguenza, una cecità alla visione maggiore, con inevitabile perdita di dettagli e ridotta sicurezza di guida. Materiali e metodi Venti conducenti non professionisti, che sono stati informati sullo scopo del presente studio e hanno dato il loro consenso, sono stati suddivisi in due gruppi omogenei per età e sesso (Tabella I) e sono stati valutati su un circuito di guida sicura lungo 1650 metri: — gruppo 1: 10 soggetti (piloti 1-10), 8 uomini e 2 donne (età: media 50,4, min 40, max 56) sono stati valutati in due giri differenti del tracciato, prima e dopo un corso di guida — gruppo 2: 10 soggetti (piloti 1W-10W), 8 uomini e 2 donne (età: media 51,2, min 41, max 57) sono stati valutati in due giri differenti del tracciato, senza alcun corso. La macchina utilizzata era una Giulietta Alfa Romeo 1900cc TD. 250 Table I.—The groups of drivers. Tabella I. — I gruppi di conducenti. Group 1: Drivers with course 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 416 Group 2: Drivers without course Age Gender 55 40 43 56 54 56 44 44 56 56 M F M M M M F M M M 1w 2w 3w 4w 5w 6w 7w 8w 9w 10w MEDICINA DELLO SPORT Age Gender 53 43 41 57 55 55 48 52 55 54 M F M M M M F M M M Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance Figure 1.—Tobii glasses eye tracker. Figura 1. — Occhiali Tobii. —— three laps of practical course; —— final lap with ocular movements recording. The visual strategy of the course was a “look at most useful point” strategy, based on the identification of few selected target points both in bend and in straight. During the theoretical course the teacher educated the drivers about the right oculomotor control while driving: 1. where are the most important targetpoints in the scene and in the circuit; 2. which object and which target-points to look at; 3. which object not to look at; 4. how to maintain the visual fixation on selected target. During the fixation and re-fixation exercises we did not use a drive simulator. The driver learns to memorize aspecific target-points on a screen and to make predictive and precise saccadic movements able to reach them even when moving the head. The objective of the training is to decrease the number of SM, in order to reduce the risk of blindness, and to improve the control of the car in all conditions. Results The number of saccadic movements and the time per lap for each driver are shown in Tables II, III. Drivers from group 1 reduced both the time Vol. 64 - No. 4 GUIDETTI Tutti i soggetti sono stati valutati nello stesso giorno e sullo stesso circuito di guida sicura. I movimenti oculari verso i target circostanti sono stati registrati in maniera accurata ed oggettiva mediante occhiali Tobii commercializzati da SR Labs (Figura 1), basati su avanzata tecnologia ad infrarossi. L’aggregazione automatica dei dati rimuove la necessità della codifica manuale e permette la diretta analisi statistica. Le fasi del training sono state: — due “giri esplorativi” al fine di conoscere le caratteristiche del circuito; — un giro di registrazione dei movimenti oculari con gli occhiali; — 10 minuti di esercizi di fissazione e re-fissazione basata sui movimenti saccadici; — 30 minuti di corso teorico; — tre giri di corso pratico; — giro finale con registrazione dei movimenti oculari. La strategia visiva del corso era una strategia focalizzata sulla ricerca del target visivo più utile basata sull’identificazione di pochi obiettivi selezionati sia in curva sia in rettilineo. Durante il corso teorico, il docente ha insegnato ai piloti il corretto controllo oculomotorio durante la guida: 1. dove sono i punti-bersaglio più importanti sulla scena e sul circuito; 2. quali sono gli oggetti e quali i punti-bersaglio da osservare; 3. quali oggetti da non osservare; 4. come mantenere la fissazione visiva sul punto-bersaglio selezionato. Durante gli esercizi di fissazione e re-fissazione, non è stato utilizzato un simulatore di guida. Il pilota impara a memorizzare punti-bersaglio aspecifici su uno schermo e a fare movimenti saccadici predittivi e precisi al fine di raggiungerli anche muovendo la testa. L’obiettivo del training è di ridurre il numero di saccadi (SM), al fine di ridurre il rischio di cecità, e di migliorare il controllo della macchina in tutte le condizioni. Risultati Il numero di movimenti saccadici e il tempo sul giro di ciascun conducente sono riportati nelle Tabelle II, III. I conducenti del gruppo 1 hanno ridotto sia il tempo sul giro sia il numero di movimenti saccadici in maniera più consistente rispetto ai conducenti del gruppo 2. In particolare sono stati ridotti gli SM con la massima ampiezza, più correlati con l’esplorazione dell’ambiente. MEDICINA DELLO SPORT 417 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI Table II.—Group 1: number and amplitude of the saccades recorded in the lap. for each subject. before and after the course. and compared to the time per lap. Tabella II. — Gruppo 1: numero ed ampiezza dei movimenti saccadici registrati durante il giro, per ciascun soggetto, prima e dopo il corso, confrontati con il tempo sul giro. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Before Before Before Before Before 5°-10° 11°-20° >20° Total Time (sec) 29 35 37 47 34 33 31 27 29 33 36 22 46 38 10 38 36 41 35 33 17 5 14 7 3 15 10 13 14 17 82 62 97 92 47 86 77 81 78 83 After 115 115 114 98 89 104 94 96 102 97 5°-10° 11°-20° >20° Total Time (s) 29 37 35 30 31 24 21 18 20 23 33 31 38 25 8 27 24 29 24 21 7 6 14 3 0 4 3 4 5 5 69 74 87 58 39 55 48 51 49 49 92 92 91 85 81 89 85 84 86 84 Table III.—Group 2: number and amplitude of the saccades recorded in two different lap. for each subject. without any course. and compared to the time per lap. Tabella III. — Gruppo 2: numero e ampiezza dei movimenti saccadici registrati in due giri differenti, per ciascun soggetto, senza alcun corso, e confrontati con il tempo sul giro. First lap 1W 2W 3W 4W 5W 6W 7W 8W 9W 10W Second lap 5°-10° 11°-20° > 20° Total Time 5°-10° 11°-20° >20° Total Time (sec) 26 34 35 34 29 34 33 36 41 39 35 32 43 34 35 37 28 35 37 36 8 9 17 12 10 14 15 16 18 21 69 75 95 80 74 85 76 87 96 96 81 113 118 104 99 98 102 112 118 118 29 32 33 34 28 32 33 34 44 41 36 27 42 30 33 37 28 33 38 36 17 11 19 15 11 13 13 16 22 25 82 70 94 79 72 82 74 83 104 102 73 100 114 97 92 95 98 107 122 125 per lap and the number of saccadic movements more consistently than drivers from group 2. In particular SM with the greatest amplitude, more related to the exploration of the environment, were reduced. Therefore, oculomotor training allows both a greater security and a significant improvement of performance. In only one case of group 1 and 2 cases of group 2 time reduction was associated with an increase in the number of saccades. In these cases, the improvement of performance was not accompanied by an increase in security. Discussion and conclusions According to present results, an adequate training reduces the number of saccades with cogni- 418 Pertanto, il training oculomotorio permette di raggiungere sia una maggior sicurezza sia un significativo miglioramento della performance di guida. In solo un caso nel gruppo 1 e in 2 casi nel gruppo 2 la riduzione del tempo è risultata associata ad un aumento del numero dei movimenti saccadici. In questi casi, il miglioramento della performance non si è accompagnato con un aumento della sicurezza. Discussione e conclusioni Sulla base dei risultati riportati, un adeguato training riduce il numero di movimenti saccadici con il controllo cognitivo e migliora la performance di guida in maniera più consistente rispetto alla semplice ripetizione di giri di uno MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI Figure 2.—Learning of the right strategy for the selection of the most correct target-points. Figura 2. — Insegnamento della corretta strategia per la selezione dei bersagli più importati. Figure 3.—Visual fixation of target points. Figura 3. — Fissazione visiva. tive control and improves driving performance more consistently than the better knowledge of the route obtained by the simple repetition of laps on the same circuit. A proper learning of the right strategy for the selection of the most correct target-points and their visual fixation allow novice drivers to acquire a behavior similar to more experienced pilots’ one (Figures 2, 3). During the theoretical course and the training of fixation based on SM the driver learns to use predictive and memory guided saccades and to limit the voluntary saccadic exploration; consequently, the cognitive component of contextual cueing is facilitated. The training increases the attentional guidance or facilitation effect derived from past experiences. In other words, visual attention can be guided by acquired knowledge about spatial variables and the attention decides to select or ignore specific visual targets. By increasing the level of attention toward selected targets you can reduce 43 the number of peripherally-visually guided SM and centrally guided saccades. Sac- stesso circuito. Un adeguato insegnamento della corretta strategia per la selezione dei bersagli più importati e la loro fissazione visiva permettono ai conducenti principianti di acquisire un comportamento simile a quello dei conducenti più esperti (Figure 2, 3). Durante il corso teorico e il training di fissazione basato su SM, il conducente impara ad usare i movimenti saccadici predittivi e guidati dalla memoria e a limitare l’esplorazione saccadica periferica; di conseguenza, la componente cognitiva del “cueing” contestuale è facilitata. Il training aumenta l’attenzione alla guida o l’effetto di facilitazione derivato dalle pregresse esperienze. In altre parole, l’attenzione visiva può essere guidata dalla conoscenza acquisita circa le variabili spaziali e l’attenzione decide di selezionare o ignorare specifici bersagli visivi. Aumentando il livello di attenzione verso bersagli selezionati, si può ridurre 43 il numero di SM guidati perifericamente. Gli esercizi di fissazione e re-fissazione saccadica durante i movimenti del capo permettono l’adattamento della strategia oculomotoria anche durante le stimo- Table IV.—t-test: number of saccadic movements and time per lap in group 1 and group 2 in the first lap. Tabella IV. — t-test: numero di movimenti saccadici e tempo sul giro nel gruppo 1 e nel gruppo 2 nel secondo giro. Variable Number saccades 5°-10° Number saccades 11°-20° Number saccades > 20° Total number saccades Time per lap (sec) Vol. 64 - No. 4 Group N. Mean With course Without course With course Without course With course Without course With course Without course With course Without course 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 33.5 34.1 33.5 35.2 11.5 14 78.5 83.3 102.4 106.3 MEDICINA DELLO SPORT Std Deviation 5.64 4.33 10.29 3.82 4.99 4.22 14.48 10 9.4 11.9 Sig. (2-tailed) 0.793 0.630 0.242 0.400 0.427 419 Oculomotor training and driving performance GUIDETTI Table VI.—t-test: number of saccadic movements and time per lap in group 1 before and after the course. Tabella VI. — t-test: numero di movimenti saccadici e tempo sul giro nel gruppo 1 prima e dopo il corso. Variable Group 1 n Number saccades 5°-10° before after before after before after before after before after 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Number saccades 11°-20° Number saccades > 20° Total number saccades Time per lap (sec) Mean 33.5 26.8 33.5 26 11.5 5.1 78.5 57.9 102.4 86.9 SD Sig (2-tailed) 5.64 6.53 10.29 8.07 4.99 3.67 14.48 14.53 9.4 3.84 0.005 0.008 0.002 0.002 0.000 Table VII.—t-test: number of saccadic movements and time per lap in group 2 in the first and in second lap without course. Tabella VII. — t-test: numero di movimenti saccadici e tempo sul giro nel gruppo 2 nel primo e nel secondo giro senza corso. Variable Number saccades 5°-10° Number saccades 11°-20° Number saccades > 20° Total number saccades Time per lap (sec) Group 2 n Mean first lap second lap first lap second lap first lap second lap first lap second lap first lap second lap 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 34.1 34 35.2 34 14 16.2 83.3 84.2 106.3 104.8 cadic fixation and re-fixation exercises during head movements allow the adaptation of oculomotor strategy also during vestibular stimulations characterizing the driving conditions. Indeed in this way you get a better visual control and you can choose the best trajectory and reduce the risk of saccadic suppression with blindness. In some cases the decrease of the time per lap seemed to be followed by an increase in the number of saccades. We speculated that this increase was probably due to greater performance anxiety, so that the improvement of performance was not associated to an increase in terms of safety. The experience of a professional driver is critical to identify the ideal targets in different driving conditions and the oto-neurological knowledge is also crucial to develop the oculomotor training and to correct any problems learning the new oculomotor strategy. Therefore this kind of multidisciplinary 420 SD 4.33 4.94 3.82 4.71 4.22 4.66 10 12.01 11.9 11.69 Sig (2-tailed) 0.882 0.096 0.053 0.645 0.594 lazioni vestibolari che caratterizzano le condizioni di guida. Difatti, grazie all’interazione dei due sistemi, si può ottenere un miglior controllo visivo e si può scegliere la miglior traiettoria e ridurre il rischio di soppressione saccadica con cecità. In alcuni casi, la riduzione del tempo sul giro si è associata ad un aumentato numero di movimenti saccadici. Tale aumento è stato dovuto probabilmente ad una maggior ansia da prestazione, cosicché i miglioramenti della performance non si sono associati ad un aumento della sicurezza. L’esperienza di un pilota professionista è fondamentale per identificare i bersagli ideali in differenti condizioni di guida e la conoscenza e la conoscenza oto-neurologica è cruciale per lo sviluppo del training oculomotorio e per correggere qualsiasi problema imparando la nuova strategia oculomotoria. Pertanto, questa tipologia di corso multidisciplinare sembrerebbe in grado di modificare in breve tempo la strategia visiva dei conducenti e di MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Oculomotor training and driving performance course seems to be able to modify in a short time the visual strategy of the drivers and to increase both their safety and performances. However, the present study presents some limitations. The study population was small, so that a larger number of cases is necessary to confirm these promising results. Moreover, the study was led on a population of non-professional drivers and tests were performed on a sedan; therefore results are not applicable in the motorsport field. In fact, although present data suggest a possible positive influence of an oculomotor training on professional driving performances, the technique should be studied on professional drivers while driving race cars under competition. Nonetheless, present data represent an important finding, suggesting that a proper oculomotor training among common drivers could result in an improved road safety through a refinement of visual control, as previously discussed. Bibliography/Bibliografia 1) Yarbus AL. Eye movements during perception of complex objects. In: Riggs LA, editor. Eye movements and vision. New York: Plenum Press; 1967; 7. p. 171-96. 2) Just MA, Carpenter PA. A theory of reading: from eye fixations to comprehension. Psychol Rev 1980;87:329-54. 3) Posner MI, Snyder CR, Davidson BJ. 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Tuttavia, i dati riportati in questo studio sono importanti poiché indicano come un training oculomotorio adeguato tra conducenti non professionisti possa determinare una maggior sicurezza sulla strada raffinando il controllo visivo, come precedentemente discusso. search of driving situations: danger and experience. Perception 1998;27:951-64. 14) Gregersen NP, Bjurulf P. Young novice drivers: Towards a model of their accident involvement. Accid Anal Prev 1996;28:229-41. 15) Clarke DD, Ward P, Bartle C, Truman W. Young driver accidents in the UK: the influence of age, experience and time of day. Accid Anal Prev 2006;38:871-8. 16) Neyens DM, Boyle LN. The influence of driver distraction on the severity of injuries sustained by teenage drivers and their passengers. Accid Anal Prev 2008;40:254-9. 17) Ball K, Owsley C, Sloane ME, Roenker DL, Bruni JR. Visual attention problems as a predictor of vehicle crashes in older drivers. 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E-mail: [email protected] 422 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Medical area Area medica MED SPORT 2011;64:423-34 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects. A personal experience Onde T negative precordiali destre nei prepuberi: frequenza ed evoluzione nel tempo. Un’esperienza personale G. ATTISANI 2Department 1, 2 , F. FAIOLA 1,2, U. LUCIANI 1, 2, G. BIANCHI 1, 2, ARSENIO VEICSTENAS 2, 3, M. CASASCO 2, 4, 5 1PANATHLETICON, Sports Medicine, FMSI Operative Unit, Brescia, Italy of Health, Nutrition and Sports Sciences, University of Milan, Milan, Italy 3Specializing School Sports Medicine, University of Brescia, Brescia, Italy 4Federazione Medico Sportiva Italiana – FMSI 5University of Pavia, Pavia, Italy SUMMARY Aim. Negative T waves in right precordial leads in young subjects is regarded as normal. T-wave inversion gradually declines parallel with age, and the persistence of negative T waves V1 throughV3 after adolescence should arouse suspicion of underlying heart disease. The aim of this study was to determine the prevalence of T-wave inversion in subjects aged from 6 to 18 years, the changes in T-wave patterns with growth and development, and the clinical relevance of T-wave inversion after adolescence. Methods. Basal electrocardiography (ECG) tracings of 1858 subjects, subdivided by age group (6-8, 9-10, 11-13, 1415, 16-18 years), were reviewed to evaluate changes over a 6-year follow-up period. Results. T-wave inversion V1-V3 was observed in 132 (7.1%) subjects. The incidence of T-wave inversion in V1-V2 diminished from 32.2 to 3.3% of subjects, from 11 to 2.4% in V1-V3, and from 1.3 to 0.6% in V1-V4. Analysis of changes after 6 years showed the persistence T-wave inversion in only a modest percentage of subjects: children aged 6-8 years with T-wave inversion V1-V3 and V1-V4 (11 and 16%, respectively) at initial basal ECG were found to have the same pattern at 6-year follow-up assessment (1.7 and 0.8%, respectively). T-wave inversion in right precordial leads persisted in only a modest percentage of subjects during growth and development; in very few cases, persistence of Twave inversion suggested an underlying heart condition (1 case of noncompactation of the ventricular myocardium). Conclusions. The persistence of T-wave inversion in right precordial leads in young postadolescent athletes should prompt second level diagnostic examination and annual monitoring. The criteria should be based on anthropometric measurements and not on chronological age alone. Key words: Electrocardiography - Isolated noncompaction of the ventricular myocardium - Physical fitness. RIASSUNTO Obiettivo. La presenza di onde T negative sulle derivazioni elettrocardiografiche precordiali destre in soggetti in età prepubere è considerata una variante “normale”. La negatività si riduce gradualmente con l’avanzare dell’età e solo la persistenza di negatività dell’onda T tra V1-V3 dopo l’adolescenza è da ritenersi sospetta. Scopo del presente lavoro è stato determinare la prevalenza dell’onda T negativa nelle precordiali destre in soggetti di età tra 6 e 18 anni, variazione in funzione della crescita e suo significato dopo lo sviluppo adolescenziale. Metodi. Sono stati analizzati i tracciati ECG di base di 1858 giovani atleti, suddivisi per classi di età (6-8, 9-10, 11-13, 14-15 e 16-18 anni), valutandone le variazioni nell’arco di 6 anni. Risultati. Sono state osservate onde T negative tra V1-V3 in 132 soggetti (7,1%). L’incidenza delle onde T negative diminuisce con l’età, sia in V1-V2 (da 32,2% a 3,3%), sia in V1-V3 (da 11% a 2,4%), e sia in V1-V4 (da 1,3% a 0,6%). Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 423 ATTISANI Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects A distanza di 6 anni solo una modesta percentuale di soggetti presenta la persistenza del reperto: i bambini di 6-8 anni con negatività dell’onda T tra V1-V3 (11%) e V1-V4 (1,6) mantenevano dopo 6 anni tale negatività rispettivamente nel 1,7% e nello 0,8%. Nel tempo e con la crescita corporea adolescenziale solo una modesta percentuale di soggetti presenta la persistenza della negatività delle onde T precordiali destre. Solo in rari soggetti tale persistenza si è rivelata indice di patologia cardiaca (per es. 1 caso di miocardio non compattato). Conclusioni. La persistenza di negatività dell’onda T sulle precordiali destre dopo lo sviluppo adolescenziale in giovani atleti deve indurre ad un approfondimento diagnostico di secondo livello e ad un monitoraggio periodico, almeno annuale. La scelta di effettuare tale approfondimento deve essere basata soprattutto sulla base dei parametri antropometrici e non solo sull’età anagrafica. Parole chiave: Elettrocardiografia - Non compattazione del miocardio ventricolare sinistro isolata – Forma fisica. N umerous epidemiological studies have underscored the importance of regular physical activity appropriate for age and psychophysical condition, balanced diet and healthy lifestyle in the primary health prevention of many diseases, especially cardiovascular and dysmetabolic disorders. However, sports, whether for recreation or competition, can pose a major risk of even serious adverse events if the person has not undergone a legally required physical fitness examination. The physical fitness examination for competitive sports is regulated by Ministerial Decree (18/02/1982) and involves careful history taking, physical examination specific for the sport the person intends to engage in, as well as rest and 3-minute stress (step test) electrocardiography (ECG). Following the implementation of these directives, the occurrence of athlete deaths during and after sports events drop sharply, demonstrating the effectiveness of preparticipation physical fitness examination in preventing sudden athlete death and in detecting heart diseases that would otherwise have gone unnoticed.1 Preparticipation certification of physical fitness for competitive sports is not yet required of children and adolescents wanting to participate in recreational sports or physical activity. For these age groups, all that is needed is a certificate of good health which involves only history taking and a physical examination. In a previous study we found that basal ECG in young and prepubertal children proved a useful cardiac screening test particularly among young subjects.2 Performing basal ECG early is warranted by the fact that primary prevention of serious cardiac events and sudden death is a priority prevention measure.1, 3-5 In 81.5% of cases of sudden death in young athletes (<35 years of age) the cause was related to cardiovascular factors.6, 7 In the majority of young athletes, lethal events are caused by serious arrhythmias,8-10 often due to an underlying condi- 424 È ormai assodato da numerose ricerche epidemiologiche che l’attività fisica praticata con regolarità e commisurata all’età ed alle caratteristiche psicofisiche del soggetto, insieme ad una dieta equilibrata, alla astensione da abitudini di vita e comportamenti scorretti, rappresenti il pilastro fondamentale della prevenzione primaria nell’ambito di molte malattie quali, in primo luogo le cardiovasculopatie e i dismetabolismi. Al contrario l’attività sportiva, sia ludica che agonistica, può rappresentare un maggior rischio di eventi patologici anche severi, se non si è provveduto ad una attenta visita medico sportiva, così come la normativa vigente impone. La visita di idoneità sportiva agonistica è regolamentata dal Decreto Ministeriale (DM) del 18/02/1982 e prevede una attenta anamnesi, un esame obiettivo accurato e specifico per lo sport che si intende praticare ed inoltre in tutti la registrazione di un tracciato elettrocardiografico (ECG) sia a riposo che dopo breve sforzo di tre minuti (Step Test). Dopo l’introduzione nella legislazione italiana di queste direttive si è osservata una riduzione drastica della mortalità negli atleti durante e dopo l’evento sportivo, in quanto tale visita di idoneità si è dimostrata efficace nella prevenzione della morte improvvisa negli sportivi, permettendo l’individuazioni di patologie cardiache altrimenti non evidenziabili 1. Per attività sportiva di tipo ludico o praticata da bambini e ragazzi di età infantile per la quale non è richiesta ancora la certificazione di idoneità a svolgere attività sportiva agonistica, è prescritta la cosiddetta “certificazione di stato di buona salute” che, invece, prevede la raccolta della sola anamnesi e dell’esame obiettivo e, su tali elementi, viene stilato il giudizio dello stato di buona salute del soggetto. In un precedente nostro contributo noi abbiamo osservato che l’esecuzione anche del solo ECG basale in bambini e in prepuberi si è rivelato un utile screening cardiaco soprattutto nei più giovani 2. Quest’indicazione sull’utilità dell’ECG di base eseguito il più precocemente possibile è dovuta al fatto che la prevenzione primaria di gravi eventi cardiaci e della morte improvvisa rappresenta uno dei principali obiettivi da attuare 1, 3-5. La morte im- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects tion which could be revealed through proper screening. Numbering among the disorders that can be detected or suspected by basal ECG alone are arrhythmogenic right ventricular dysplasia, hypertrophic cardiomyopathology, dilated cardiomyopathy, congenital anatomic abnormalities of the coronary arteries, WolffParkinson-White and Brugada syndromes, and catecolanic ventricular tachycardia.5, 7, 11, 12 More recently, isolated noncompaction myocardium has been indicated as a potentially lethal disorder because it involves arrhythmias, cardiac insufficiency and thromboembolism.13, 14 For these reasons it is essential that sports physicians know how to interpret ECG findings in relation to the athlete’s age and development. Among the many variables that may be encountered at rest ECG are negative T waves in right precordial leads (V1 through V3 and sometimes to V4).13-15 While this ECG finding is regarded as abnormal in adults,13-15 it is universally recognized as a normal variant in young and prepubertal children.13-15 The presence of a normal variant is linked to the persistence of right-sided prevalence in the young heart.16 Negative T waves gradually diminish with age until puberty when they acquire an adult pattern.13-15 The persistence of negative T waves V1 through V3 after adolescence should arouse suspicion 17 as its natural history remains unclear. Some published studies have reported that a delayed decline in T waves could signal the initial expression of heart disease such as septal hypertrophy.18 The aim of this study was two-fold. First, the prevalence of negative T waves was investigated in a statistically significant number of amateur athletes aged from 6 to 18 years until they had completed puberty. Second, we examined the clinical relevance this finding could have after puberty, with a view to aid sports physicians in establishing correct diagnosis and indications for further testing. Materials and methods The study population was 1858 males (age range, 6-18 years) undergoing rest ECG for preparticipation certification of good health prior to engaging in artistic gymnastics or other sports (6-8-year-old group) or in soccer or other sports (6-12-year-old group). All subjects were consecutively examined and followed for at least 6 years to determine ECG changes over Vol. 64 - No. 4 ATTISANI provvisa in giovani atleti (di età inferiore a 35 anni) infatti è imputabile nell’81,5% dei casi a fattori cardiovascolari 6, 7. Nella maggioranza dei soggetti giovani tale emergenza è causata da un’aritmia importante 8-10, la quale molte volte interviene su un substrato patologico rilevabile tramite un idoneo screening. Tra le patologie che possono essere evidenziate o sospettate anche solo all’ECG basale nei giovani sportivi emergono alcune di notevole importanza quali la displasia aritmogena del ventricolo destro, la miocardiopatia ipertrofica, la miocardiopatia dilatativa, le anomalie anatomiche congenite del circolo arterioso coronarico, le sindromi di Wolff-Parkinson-White e di Brugada, la tachicardia ventricolare catecolaminica 5, 7, 11, 12. Più recentemente anche il miocardio non compattato isolato è indicato quale patologia potenzialmente letale sia perché gravata da aritmie, ma anche da insufficienza cardiaca e di trombo embolia 13, 14. Per tali ragioni è indispensabile, per lo Specialista in Medicina dello Sport, saper interpretare l’ECG anche in funzione dell’età e dello stato evolutivo dell’atleta. Infatti, tra le tante variabili che si possono incontrare a questo livello, possiamo evidenziare come una di queste sia la presenza, all’ECG a riposo, di onde T a polarità negativa sulle precordiali destre (da V1 a V3, talora fino a V4) 13-15. Tale aspetto elettrocardiografico se presente in adulti è considerato un reperto anomalo 13-15, mentre se presente in soggetti nell’età infantile e in età prepubere è universalmente accettato come una variante “normale” 13-15. Tale variante “normale” è ritenuta legata alla persistenza della “prevalenza destra” del cuore giovanile 16. La negatività delle onde T tende a ridursi gradualmente con l’avanzare dell’età fino ad assumere un aspetto “adulto” con la pubertà 13-15. La persistenza di negatività dell’onda T da V1 a V3 dopo l’adolescenza è da ritenersi sospetta 17 in quanto ancora non sono perfettamente indagate le tempistiche di tale evoluzione. Secondo alcuni dati in letteratura, tale ritardo di evoluzione delle onde T potrebbe essere la prima espressione di una patologia organica cardiaca, come ad esempio una ipertrofia settale 18. L’obiettivo del presente lavoro è duplice. Innanzitutto, in un campione statisticamente significativo di giovani atleti amatoriali di età compresa tra i 6 e i 18 anni è stata determinata la prevalenza dell’onda T negativa fino al completo sviluppo puberale. Secondariamente, si è esaminato quale significato attribuire a tale riscontro dopo tale periodo, con l’obiettivo finale di fornire al medico dello sport linee di comportamento di facile applicazione per una corretta diagnosi e per ulteriori accertamenti integrativi. Materiali e metodi Sono stati valutati gli ECG a riposo, di 1858 soggetti di età compresa tra 6 e 18 anni, tutti di MEDICINA DELLO SPORT 425 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects ATTISANI time and on repeated physical examination for permission to participate in competitive sports. Exclusion criteria were history of heart disease revealed on physical examination as murmurs or other signs of heart disease or alterations in rhythm or conductance (e.g., Wolff-ParkinsonWhite syndrome, long QT, right or left branch bundle block or other disorders) on basal ECG or the 3-minute step test. The study population was stratified by age group: 6-8 years (N.=668); 9-10 years (N.=625); 11-13 years (N.=290); 14-15 years (N.=120); 1618 years (N.=155). In accordance with current norms and 2010 COCIS recommendations, subjects 14 years of age or older with negative T waves V1 through V3-V4 underwent second level testing (transthoracic echocardiography and incremental maximal stress test) to determine the presence of possible heart disease. In a sample of 20 subjects (age <12 years) with negative T waves V1-V3 to V1-V4 on chest leads a transthoracic echocardiography was performed to measure left ventricular systolic and diastolic diameter and thickness of the interventricular septum and posterior wall. These measurements were then compared to the normal limits in relation to body weight and/or Body Mass Index (BMI, weight in kg divided by the square of height in cm). The purpose of this control examination was to determine whether there were variables outside the normal limits potentially suggestive of initial expression of heart disease. Results The ECG findings in this study sample (N.=1858) (Figure 1) were: —— Negative T waves V1 to V2 in 457 (25.5%) subjects stratified by age group as follows: −− 6-8 years: 247/668 (32.2%) −− 9-10 years: 161/625 (25.7%) −− 11-13 years: 58/290 (20%) −− 14-15 years: 4/120 (3.3%) −− 16-18 years: 5/155 (3.2%) —— Negative T waves V1 through V3 in 134 (7.1%) subjects stratified by age group as follows: −− 6-8 years: 74/668 (11%) −− 9-10 years: 41/625 (6.6%) −− 11-13 years: 13/290 (4.5%) −− 14-15 years: 2/120 (1.6%) −− 16-18 years: 4/155 (2.4%) —— Negative T waves V1 through V4 in 17 426 sesso maschile, consecutivamente considerati, giunti alla nostra osservazione per la certificazione di stato di buona salute, nel caso dei più giovani (6-8 anni per alcune specialità come la ginnastica artistica o 6-12 anni ad esempio per il calcio). Tutti i soggetti sono stati seguiti per un periodo temporale consecutivo di almeno 6 anni valutando le eventuali variazioni degli ECG nel tempo ed in occasione di successiva visita medico sportiva per attività agonistica. Sono stati esclusi da questa ricerca coloro che in anamnesi presentavano notizie di cardiopatia, che all’esame obiettivo presentavano soffi o altri segni suscettibili di patologia cardiaca o, infine, che presentavano all’ECG basale o dopo step test, quando richiesto, disturbi del ritmo o della conduzione cardiaca come la sindrome di Wolff-Parkinson-White, QT lungo, Blocchi di branca destra o sinistra, o altre alterazioni patologiche. I soggetti studiati sono stati così distribuiti per gruppi di età: 668 soggetti di età compresa tra i 6 e gli 8 anni (6-8 anni), 625 soggetti tra i 9 e i 10 anni (9-10 anni), 290 soggetti tra gli 11 e i 13 anni (11-13 anni), 120 soggetti tra 14 e i 15 anni (14-15 anni) e 155 soggetti tra i 16 e i 18 anni (16-18 anni). Sulla base della vigente normativa e dei suggerimenti del COCIS 2010, negli atleti di età superiore ai 14 anni che presentavano la persistenza di negatività dell’onda T da V1 a V3-V4 sono state eseguite indagini di secondo livello, quali Ecocardiogramma transtoracico (ECOCG) e Test ergometrico massimale incrementale (TEM), per verificare la presenza di una eventuale cardiomiopatia. Anche in un campione di 20 soggetti di età inferiore a 12 anni che presentavano onda T negativa da V1-V3 a V1-V4 sulle derivazioni toraciche si è registrato un ECOCG con particolare attenzione ai diametri sistolici e diastolici del ventricolo sinistro e allo spessore del setto interventricolare (SIV) e della parete posteriore. I valori osservati sono stati confrontati con i valori di normalità presenti in letteratura 19 in relazione al peso corporeo del soggetto e/o all’indice di massa corporea (IMC). Scopo del controllo è stato quello di verificare se vi fossero parametri che si discostassero in qualche modo dai valori di riferimento e fossero quindi indicativi di una cardiopatia in fase iniziale. Risultati Sul totale della popolazione esaminata (1858 soggetti, Figura 1) si è rilevato: — onda T negativa da V1 a V2 in 457 soggetti, pari al 25.5 % del totale, così distribuiti per gruppi di età: − 247 bambini, 32,2% dei 668 bambini di età compresa tra i 6-8 anni; MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects 35 ATTISANI 32.2 Percentage (%) 30 25.7 25 20 20 15 10 11 6.6 5 0 1.3 6-8 4.5 0.6 3.2 0.7 9-10 11-13 1.6 3.3 0.8 14-15 2.4 0.6 16-18 Age group (years) Negative T waves V1-V2 Negative T waves V1-V3 Negative T waves V1-V4 y=-19,362 Ln(x) + 35,419 y=-5,8134 Ln(x) + 10,786 y=-0,353 Ln(x) + 1,1381 R2=0,8729 R2=0,9597 R2=0,5923 Figure 1.—Histogram showing the incidence of negative T waves in right precordial leads (expressed as percentage of each age group). Figura 1. — Istogramna che mostra l’incidenza delle onde T negative precordiali (espresse come percentuale per ogni gruppo). (0.97%) subjects stratified by age group as follows −− 6-8 years: 9/668 (1.3%) −− 9-10 years: 4/625 (0.6%) −− 11-13 years: 2/290 (0.7%) −− 14-15 years: 1/120 (0.8%) −− 16-18 years: 1/155 (0.6%) The curve in the histogram (Figure 1) shows a reduction in negative T waves parallel with age in this population (statistically significant logarithmic trend for negative T waves V1-V2 [R2 = 0,8729], for negative T waves V1-V3 [R2 = 0,9597], for negative T waves V1-V4 [R2 = 0,5923]). Figure 2 shows the correlation between the mean body mass of the 5 age groups and negative T waves in precordial leads V1 to V2, and V3 V4. Figure 3 shows the correlation between the mean stature (height in cm) of the 5 age groups and negative T waves in precordial leads V1 - V2 and V3 - V4. Figure 4 the correlation between the BMI of the 5 age groups and negative T waves in precordial leads V1 - V2 and V3 - V4. Taken together, the four figures clearly demonstrate a decrease in the percentage of subjects with negative T waves V1 through V4 parallel with the increase in height, body weight and BMI, and between the younger (11-13-yearolds) and older (14-16-year-olds) age groups. The persistence of negative T waves in the two older age groups was not related to an increase in body mass, as the body weight and height Vol. 64 - No. 4 − 161 soggetti, 25,7% dei 625 soggetti del gruppo di età di 9-10 anni; − 58 soggetti, 20% dei 290 soggetti del gruppo di età di 11 e 13 anni; − 4 soggetti, 3,3% dei 120 soggetti del gruppo di età tra i 14 e 15 anni; − 5 soggetti, 3,2% dei 155 soggetti del gruppo di età tra i 16 e 18 anni. — onda T negativa da V1 a V3 in 134 soggetti, pari al 7.1%: − 74 bambini, 11% dei 668 bambini di età compresa tra i 6-8 anni; − 41 soggetti, 6,6% dei 625 soggetti del gruppo di età di 9-10 anni; − 13 soggetti, 4,5% dei 290 soggetti del gruppo di età di 11 e 13 anni; − 2 soggetti, 1,6% dei 120 soggetti del gruppo di età tra i 14 e 15 anni; − 4 soggetti, 2,4% dei 155 soggetti del gruppo di età tra i 16 e 18 anni. — La presenza un’onda T negativa da V1 a V4 è stata osservata in 17 soggetti, pari allo 0.97 % dei soggetti: − 9 bambini, 1,3% dei 668 bambini di età compresa tra i 6-8 anni; − 4 soggetti, 0,6% dei 625 soggetti del gruppo di età di 9-10 anni; − 2 soggetti, 0,7% dei 290 soggetti del gruppo di età di 11 e 13 anni; − 1 soggetto, 0,8% dei 120 soggetti del gruppo di età tra i 14 e 15 anni; − 1 soggetti, 0,6% dei 155 soggetti del gruppo di età tra i 16 e 18 anni. MEDICINA DELLO SPORT 427 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects ATTISANI generally overlapped with those of the entire respective age group. Among the subjects aged 6-8 years initially 40 35 Negative T waves (%) 30 25 20 15 10 5 0 20 30 40 50 60 70 Body mass (kg) Negative T waves V1-V2 Negative T waves V1-V3 Negative T waves V1-V4 Figure 2.—Correlation between body mass and negative T waves. Figura 2. — Correlazione tra massa corporea e onde T negative. Dall’analisi del grafico ad istogrammi mostrato in figura 1 si può notare come la riduzione della presenza di onde T negative segua in relazione curvilinea con l’aumentare dell’età (andamento logaritmico statisticamente significativo R2 pari a 0,8729 per la presenza di onde T negative tra V1-V2, R2 pari a 0,9597 per la presenza di onde T negative tra V1-V3 e R2 pari a 0,5923 per la presenza di onde T negative tra V1-V4). Nella Figura 2 si evidenzia la correlazione tra massa corporea media delle 5 classi di età prese in considerazione e la presenza di onde T negative sulle precordiali da V1 rispettivamente fino a V2, V3 e V4. La figura 3 mette in relazione la stessa suddivisione delle onde T negative con la statura media dei soggetti delle 5 classi di età. La figura 4 relaziona con gli stessi criteri delle precedenti il BMI con le onde T negative. La lettura d’insieme delle 4 figure rende chiaro come la percentuale di atleti che presentano una onda T da V1 a V2, V3 o V4 si riduce con l’aumentare della statura, del peso e del BMI e quindi con l’età tra la classe di età 11-13 anni e quella 14-16 anni. La persistenza di onda T negativa nelle due classi di età più avanzate non è in relazione alla crescita corporea essendo i valori di peso ed altezza mediamente sovrapponibili a quelli dell’intero gruppo di età di appartenenza. Tra i soggetti esaminati che all’epoca della prima visita avevano 6-8 anni presentavano all’ECG di base una incidenza di negatività dell’onda T tra V1-V3 e V1-V4, pari rispettivamente al 11% e al 35 40 30 Negative T waves (%) Negative T waves (%) 35 30 25 20 15 10 25 20 15 10 5 5 0 100 120 140 160 180 0 16 18 19 20 21 22 23 BMI (kg/m2) Height (cm) Negative T waves V1-V2 Negative T waves V1-V3 Negative T waves V1-V4 Negative T waves V1-V2 Negative T waves V1-V3 Negative T waves V1-V4 Figure 3.—Correlation between height and negative T waves. Figura 3. — Correlazione tra altezza e onde T negative. 428 17 Figure 4.—Correlation between body-mass index and negative T waves. Figura 4. — Correlazione tra indice di massa corporea e onde T negative. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects presenting with negative T waves V1-V3 and V1V4 on basal ECG (11 and 1.6%, respectively), at follow-up ECG 6 years later, 1.7 and 0.8% of the same subjects now in the 12-14 year age group presented with negative T waves V1-V3 and V1-V4, respectively. One case of complete right branch bundle block was noted. Among the subjects aged 9-10 years initially presenting with negative T waves V1-V3 and V1-V4 on basal ECG, at follow-up ECG 6 years later, only 0.32 and 0.16% presented with negative T waves V1V3 and V1-V4, respectively. Among the subjects aged 11-13 years initially presenting with negative T waves V1-V3 and V1-V4 on basal ECG, at follow-up ECG 6 years later, 1.4 and 0.70% of the same subjects now in the 12-14 year age group presented with negative T waves V1-V3 and V1-V4, respectively. Second level studies in subjects with persistent negative T waves V1-V3 revealed: —— in a 14-year-old boy: negative test results, but history taking disclosed an episode interpreted as stress syncope; further tests were unremarkable; —— in a 13-year-old boy: echo ECG detected papillary muscle hypertrophy (12 mm in diastole). Second level studies in subjects with persistent negative T waves V1-V4 revealed: —— in a 15-year-old boy: initial asymmetric septal hypertrophy; echo ECG detected thickening of the interventricular septum (13 mm); —— in a 16-year-old boy: initial concentric left ventricular hypertrophy; echo ECG detected thickening of the left ventricular wall (14-16 mm); —— in a 20-year-old man (at 6-year followup): basal ECG detected negative T waves V1-V4 and stress testing showed pseudonormalization of T waves; echo ECG showed concentric parietal hypertrophy (interventricular septum, 13 mm, posterior wall, 14 mm) predominantly at the distal half of the latero-apical wall, lateroapical wall trabeculae compatible with isolated noncompactation myocardium; normal cavitary dimensions, normal systole; mild tricuspid failure (PAP 40/5-10 mmHg). In the subject with negative T waves extending to the left sections, echo EG showed left ventricular hypertrophy of the free wall and the left ventricular papillary muscles. Control echo ECG in preadolescent subjects (8-12 years), taken as the control group, showed values outside the normal limits for weight and body mass. Vol. 64 - No. 4 ATTISANI 1,6%, a distanza di sei anni (quindi 12-14 anni) mantenevano tale negatività da V1 a V3 nel 1,7% e da V1 a V4 nello 0,8%. Da segnalare un caso isolato di comparsa di blocco di branca destro completo. Nei bambini del secondo gruppo, di età 9-10 anni all’epoca della prima visita, dopo 6 anni persisteva un’onda T negativa in V1-V3 solo nello 0,32% e da V1 a V4 nello 0,16% dei casi. Nel gruppo di soggetti che alla prima visita avevano 11-13 anni, a sei anni di distanza l’ECG basale presentava un’onda T ancora negativa da V1 a V3 nel 1,4% dei casi e nello 0,70% dei soggetti da V1 a V4. Gli esami di secondo livello praticati nei soggetti con persistenza di negatività dell’onda T da V1 a V3 hanno evidenziato: — in un giovane maschio di 14 anni completa negatività degli esami effettuati, ma in anamnesi veniva segnalato un episodio interpretato come sincope da sforzo, senza che i successivi esami mostrassero alcuna patologia evidente; — in un secondo caso, un ragazzo di 13 anni, all’ECOCG si evidenziava una ipertrofia dei muscoli papillari (12 mm in fase diastolica). Nei casi di persistenza dell’onda T negativa da V1 a V4 gli esami di secondo livello hanno evidenziato: — in un ragazzo di 15 anni iniziale ipertrofia settale asimmetrica (all’ECOCG si evidenziava spessore del Setto Inter-Ventricolare pari a 13 mm); — in un secondo soggetto, un ragazzo di 16 anni, ipertrofia concentrica ventricolare sinistra iniziale (all’ecocardiogramma si evidenziava spessore della parete ventricolare sinistra tra 14 e 16 mm). — in un giovane, che all’età del controllo dopo sei anni aveva 20 anni e mostrava persistenza di negatività dell’onda T da V1 a V4 all’ECG basale e pseudonormalizzazione delle T dopo sforzo, l’ECOCG metteva in evidenza “ipertrofia parietale concentrica (SIV 13 mm, PP 14 mm) prevalente a carico delle metà distale della parete laterale– apice, trabecolatura della parete lateralo-apicale compatibile con non compattazione miocardica isolata; normali dimensioni cavitarie, normale funzione sistolica; lieve insufficienza tricuspidale con PAP 40/ 5-10 mmHg”. Nel soggetto con estensione della negatività delle onde T anche alle sezioni di sinistra l’ECOCG ha mostrato la presenza di ipertrofia ventricolare sinistra della parete libera e dei muscoli papillari ventricolari di sinistra. Il controllo ECOCG praticato su soggetti di età preadolescenziale, 8-12 anni, e considerati come gruppo di controllo, non ha evidenziato valori che si discostassero da quelli considerati normali per peso e massa corporea presenti in letteratura. MEDICINA DELLO SPORT 429 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects ATTISANI Discussion Discussione Negative T waves in right precordial leads (V1 or V2 through V3) in prepubescent subjects (age groups 6-8 years and 9-10 years in this study population) are fairly common and should be regarded as a normal variant.17 With increasing age there is a decline in negative T waves. We observed a logarithmic trend in decline in relation to age, a novel finding. Also evident was that the prevalence of negative T waves decreased parallel with body growth (height, mass, and BMI). This is consistent with published data and underlines the observation that with age and growth during adolescence T wave reversion is a physiological process linked to normal development. Following this stage and with the attainment of adult physical characteristics, a moderate percentage of subjects will show negative T waves on right precordial leads. When extending from V1 to V3/V4, further diagnostic tests should be obtained. Such ECG findings, without signs of valvulopathies or systemic hypertension, could be suggestive of a misrecognized or a missed diagnosis of cardiomyopathy because its early phases were not detectable even with second level testing (echo ECG and maximum stress testing). The natural history of hypertrophic cardiomyopathy is highly variable, with some cases remaining nearly asymptomatic until adulthood. Furthermore, hypertrophy of the left ventricular septum and free walls tends to increase during growth, with rapid progression during puberty, whereas in adults it tends to progress slowly, with a gradual increase in myocardial fibrosis leading to a decline in systolic and diasystolic function of the ventricle.20 The faster progression during adolescence is thought to be due to genetic factors and hormonal changes typical of adolescence.17 Single case. As concerns the single case in this study population in which echo ECG detected isolated noncompactation myocardium, the literature describes numerous cases of this disorder in adults in whom it was long misrecognized, as in the present instance.21, 22 Isolated noncompactation myocardium is a severe cardiomyopathy; in advanced cases the prognosis is poor due to worsening heart failure and to severe arrhythmias and thromboembolism – and it is primarily a childhood condition. In the case series reported by Chin et al.23 the mean age at diagnosis was 7 years, La presenza di onde T a polarità negativa sulle precordiali elettrocardiografiche destre (in V1 o tra V1 e V3) in soggetti in età prepubere (gruppi di età 6-8 anni e 9-10 anni da noi studiati) è abbastanza frequente e va intesa come una variante “normale”, in accordo con la letteratura corrente 17. È noto che tale negatività si riduce gradualmente con l’avanzare dell’età e tale riscontro è mostrato anche dai nostri dati, dove in particolare si nota che tale fenomeno, in relazione all’età dei soggetti, segue un andamento logaritmico, non osservato finora in letteratura. È risultato evidente come la prevalenza di onde T negative si riduca con l’aumentare delle dimensioni corporee, come evidenziato dalle relazioni con altezza, massa e BMI mostrate nei risultati. Ciò concorda con i dati precedenti della letteratura, ma accentuando il riscontro che con il crescere dell’età e della massa corporea adolescenziale la positivizzazione delle onde T sia un processo fisiologico collegato allo sviluppo. Solo una modesta percentuale di soggetti dopo lo sviluppo adolescenziale e il raggiungimento di caratteristiche fisiche da adulto presenta la persistenza della negatività delle onde T negative sulle precordiali destre. In tal caso, estesa da V1 a V3/V4, si deve a nostro giudizio procedere ad un approfondimento diagnostico. Infatti, questo riscontro elettrocardiografico, in assenza di segni di valvulopatia o ipertensione arteriosa severa, potrebbe essere indicativo di una cardiomiopatia misconosciuta e precedentemente non riconosciuta perché in fase così precoce da non essere evidenziabile neanche con esami di secondo livello (ECOCG e TEM). È infatti noto come nella miocardiopatia ipertrofica, la storia naturale sia assai varia con casi che restano pressoché asintomatici fino all’età adulta. È peraltro noto come l’ipertrofia, sia settale che delle pareti libere del ventricolo sinistro, tenda ad aumentare progressivamente nella fase evolutiva del soggetto, ma con una particolare accelerazione durante la pubertà, mentre nell’età adulta invece si osserva uno sviluppo della massa ventricolare sinistra più lento, con progressivo aumento della fibrosi miocardica, responsabile questa del logoramento della funzione sistolica e diastolica del ventricolo stesso 20. Nell’accelerazione adolescenziale dell’ipertrofia si ritiene che, oltre a fattori genetici, interferiscano fattori ormonali tipici di questa fase dello sviluppo adolescenziale (17). Caso unico. Analogamente in riferimento al soggetto, peraltro unico, in cui all’ECOCG è stata riscontrata la presenza di “miocardio non compattato isolato” (IVNC), in letteratura sono descritti numerosi casi di soggetti adulti in cui la cardiopatia è stata a lungo misconosciuta, come nel caso presente 21, 22. È questa una miocardiopatia gravata, nei casi conclamati da una prognosi infausta sia per scompenso cardiaco ingravescente, sia per aritmie 430 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects with a net prevalence among males (56-88% in various series). Zambrano et al.24 reported an incidence of 0.014%. The disease of genetic origin is linked to the arrest of the endocardium and the myocardium during normal embryogenesis. It is now considered a rare disease; its real incidence in the population, including children, is unknown. It may manifest itself over a lengthy preclinical stage, which is why it is incidentally discovered at echo ECG performed for other reasons. It is accompanied by very severe arrhythmias, including ventricular tachycardia in 47% of cases, and sudden death, accounting for 50% of causes of sudden death, and it could be the first and lethal event when the disease manifests itself. Only recently recognized as a clinical entity, it poses a considerable challenge for differential diagnosis. Moreover, echo ECG often demonstrates abnormal structures interpreted as spurious tendon cords, especially in the apical regions of the ventricles; owing to the appearance of these features it is considered as a “paraphysiological” presentation. As in adults, the constellation of symptoms is variegated: some subjects may be nearly asymptomatic and diagnostic suspicion is aroused generally on echo ECG performed for other reasons. In others, symptoms may be pronounced. Studies report that diagnosis is based on echocardiographic evidence, 21-24 but the diagnosis is seldom easy to establish and may only be suspected at echo ECG; therefore, further imaging studies (echocontrastography or magnetic resonance) in doubtful cases are needed. The ECG tracing in these patients presents alterations varying from repolarization abnormalities, especially with negative T waves V1 through V4, as in our case, to signs of left ventricular hypertrophy, left branch bundle block and atrioventricular block. The persistence of negative T waves in right precordial leads after puberty should be accurately evaluated, taking into account more recent data on echo ECG findings in rare disease. Their extension to all left precordial leads including V6 warrants further diagnostic testing particularly to investigate for left ventricular hypertrophy. In the case of the 13-year-old boy presenting with negative T waves in precordial leads V1 through V3 and with moderate hypertrophy of left ventricular papillary muscles on transthoracic echocardiography, the echo ECG finding could be evidence for initial stage Vol. 64 - No. 4 ATTISANI severe e tromboembolismo, ed è una patologia prevalentemente pediatrica. Nella casistica presentata da Chin et al.23 l’età media al primo riscontro della miocardiopatia è stata di 7 anni e colpisce prevalentemente il sesso maschile (dal 56% al 88% dei casi nelle diverse casistiche). L’incidenza nell’adulto secondo Zambrano et al.24 è dello 0,014%. La malattia è legata ad arresto della normale embriogenesi dell’endocardio e del miocardico ed è di origine genetica. La IVNC è ora considerata una miocardiopatia, peraltro estremamente rara, di cui poco conosciamo della sua reale incidenza nella popolazione anche infantile. Può presentare una fase preclinica anche di lunga durata, tanto che il suo riscontro talora è del tutto occasionale nel corso di un ECOCG eseguito per altra causa. La malattia è gravata da aritmie molto severe, quali la tachicardia ventricolare (TV), presente in alcune casistiche nel 47% dei pazienti, e la morte improvvisa, che rappresenta il 50% delle morti improvvise e potrebbe essere il primo e fatale evento del manifestarsi della malattia. Questa particolare patologia miocardica, peraltro di recente individuazione, pone non facili problemi di diagnosi differenziale. Va inoltre considerato che in molti casi di miocardico non compattato isolato l’ECOCG mostra strutture abnormi interpretate come corde tendinee spurie, particolarmente alle regioni apicali dei ventricoli, aspetto che induce a ritenere il quadro come “parafisiologico”. Analogamente nell’adulto la sintomatologia è assai varia: vi sono casi pressoché asintomatici in cui il sospetto diagnostico è suggerito prevalentemente da un esame ecocardiografico, richiesto per altra causa. In altri la sintomatologia è conclamata. In letteratura è riportato che la diagnosi è ecocardiografica 21, 22-24, ma tale diagnosi non è sempre agevole e talora può essere solo sospettata all’ECOCG, quindi nei casi dubbi è necessario approfondire con un eco-contrastografia o la risonanza magnetica. L’ECG di questi pazienti presenta alterazioni che vanno dalle anomalie della ripolarizzazione, specialmente con onde T negative da V1 a V4, come nel caso da noi osservato, a segni di ipertrofia ventricolare sinistra, blocco di branca sinistro, blocchi atrioventricolari. La persistenza di onde T negative sulle precordiali destre dopo lo sviluppo puberale, quindi, deve essere valutato con maggior rigore, tenendo conto anche delle più recenti acquisizioni ecocardiografiche relative a patologie per fortuna rare. La loro estensione a tutte le precordiali sinistre fino a V6 ancor più necessita di un approfondimento diagnostico soprattutto per l’ipertrofia ventricolare sinistra. Nel caso del ragazzo di 13 anni che mostrava persistenza dell’onda T negativa nelle derivazioni precordiali da V1 a V3 e che all’ecocardiogramma transtoracico evidenziava moderata ipertrofia dei muscoli papillari del ventricolo sinistro, il risultato MEDICINA DELLO SPORT 431 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects ATTISANI hypertrophy of the left ventricle, as suggested by some authors.25, 26 Similarly, the finding of septal hypertrophy with negative T waves V1 through V3 (1 case) and that of concentric left ventricular hypertrophy with negative T waves V1 through V4 (1 case) should prompt caution insofar as these findings could be an early sign of initial hypertrophic cardiopathy.27 In these 2 patients control echo ECG should be repeated at least yearly to monitor possible progression of the disorder. ecocardiografico potrebbe essere indice di iniziale malattia ipertrofica del ventricolo sinistro, come ipotizzato da alcuni autori 25, 26. Analogamente la presenza di ipertrofia settale in un caso di persistenza all’ECG basale di negatività dell’onda T da V1 a V3 e di un’ipertrofia ventricolare sinistra concentrica accompagnata da negatività dell’onda T da V1 a V4 in un altro caso, induce ad un atteggiamento di prudenza in quanto tali aspetti strumentali potrebbero essere un indice di cardiopatia ipertrofica iniziale 27. In questi pazienti riteniamo che un controllo ecocardiografico, almeno annuale, debba essere consigliato per valutare una eventuale evoluzione nel tempo. Conclusions Conclusioni The finding of negative T waves in right precordial leads (V1 through V3/4) after adolescence in young athletes and in the young population in general should be followed up with second level diagnostic studies and regular monitoring at least yearly. Assessment should include transthoracic echocardiography and stress echo ECG, if needed, especially when clinical and ECG findings arouse suspicion of cardiomyopathy, particularly hypertrophic cardiomyopathy in its spectrum of clinical expressions. Currently, a finding of negative T waves in right precordial leads V1 through V3/4 in young and prepubertal children can be regarded as normal, especially if the T waves revert after exertion or submaximal exertion. Nevertheless, the relatively recent observation of altered repolarization (negative T waves V1 through V4) in a setting of asymptomatic isolated noncompactation myocardium also in children poses a challenge for correct interpretation and differential diagnosis. In many cases, the diagnosis was not established at the first echo ECG but only at subsequent examinations performed years later; furthermore, in the early stages of the condition, the morphological appearance on the echo electrocardiogram was interpreted as false tendon cords of the distal-apical regions of the left ventricle. Taken together, these observations indicate the need to accurately examine repolarization abnormalities in prepubertal children, which are often hastily interpreted as a juvenile Twave pattern also in children with evident preadolescent body development (10-11 years of age). A juvenile T-wave pattern may be considered in prepubertal children according to age and to anthropometric characteristics (height, weight, BMI). When anthropometric character- 432 La persistenza di negatività dell’onda T sulle precordiali destre (da V1 a V3/V4) dopo lo sviluppo adolescenziale non solo in giovani atleti, ma anche nella popolazione giovanile in generale, deve indurre ad un approfondimento diagnostico di secondo livello e ad un monitoraggio periodico, almeno con cadenza annuale. In particolare si dovranno controllare l’ecocardiogramma trastoracico e, se necessario, un ecocardiogramma da sforzo soprattutto se vi sono indici clinici ed elettrocardiografici che indirizzano verso alcune miocardiopatie, prima di fra tutte la miocardiopatia ipertrofica nelle sue diverse espressioni cliniche Attualmente la presenza di onde T sulle precordiali elettrocardiografiche di destra, da V1 a V3/V4, in età infantile e preadolescenziale è ritenuta ”fisiologica”, soprattutto se le onde T si positivizzano dopo sforzo anche sottomassimale. Pur tuttavia, la relativamente recente osservazione di alterazioni della ripolarizzazione (T negative) da V1 a V4 in presenza del miocardio non compattato isolato ed asintomatico (IVNC) anche in età infantile, pone non pochi problemi di interpretazione e di diagnosi differenziale. È segnalato che la diagnosi di IVNC in molti casi è stata formulata non al primo esame ecocardiografico, ma in esami successivi eseguiti anche dopo alcuni anni e che talora gli aspetti morfologici ecocardiografici di questa particolare forma di miocardiopatia, soprattutto in fase iniziale, sono stati interpretati come “false corde tendinee delle regioni distali-apicali del ventricolo sinistro”. Tutto questo induce a considerare con più severità le alterazioni della ripolarizzazione presenti in età prepubere e solitamente giudicati frettolosamente come “pattern juvalinis” anche in giovani con sviluppo corporeo pre-adolescenziale evidente (intorno ai 10-11 anni di età). Il quadro di “pattern juvalinis” può essere considerato in presenza di un soggetto prepubere non solo sotto il punto di vista anagrafico, ma soprattutto sotto il punto di vista antropometrico (alteza, peso, BMI). Quando sono presenti parametri antro- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Negative T waves in right precordial leads in pre-adolescent subjects istics are more typical of adolescence, even if the child is of prepubertal age, and in light of the new disease discussed above, we believe that at least transthoracic echocardiography should be obtained, specifying the diagnostic doubt (interventricular septum hypertrophy, isolated ventricular noncompactation or other) to call attention to the morphologic features on echo ECG typical of these diseases. Ordering an echo ECG on finding negative T waves in right precordial leads in young subjects without evidence of any other correlated condition appears to be of little use as a mass screening intervention to discover alterations which are difficult to detect in prepubertal children. It is extremely difficult to delineate diagnostic and ECG interpretation guidelines for sports physicians and sports cardiologists. Instead, thorough history taking investigating for sudden death among family members and in early age could aid in the identification of subjects at higher cardiovascular risk. Larger published case series and further research could help in better defining the clinical history and real epidemiology of this rare condition (noncompactation myocardium) and other conditions which may orient the suspicion of clinical presentation (e.g., hypertrophic cardiomyopathy). Refences/Bibliografia 1) Corrado D et al. 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Vi è quindi una estrema difficoltà circa il comportamento più corretto da parte del Medico sportivo e del Cardiologo dello sport nei riguardi di questo aspetto diagnostico ed interpretativo elettrocardiografico. Una attenta anamnesi familiare riguardante casi di morte improvvisa in familiari ed in età anche infantile probabilmente potrebbe permettere una selezione di soggetti più esposti al rischio cardiovascolare. Probabilmente una casistica più ampia presente in letteratura ed una ricerca puntuale sull’argomento potrà in futuro aiutare a meglio puntualizzare la storia clinica e la reale epidemiologia di questa rara malattia (miocardio non compattato) e di tutte le altre condizioni che possono indirizzare verso quadri clinici sospetti (come ad esempio la cardiomiopatia ipertrofica). graphic, and pathologic profiles. JAMA 1996;276:199-204. 7) Basso C, Corrado D, Thiene G. Cardiovascular causes of sudden death in young individuals includine athletes. 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Casasco, PANATHLETICON – Sports Medicine, FMSI Operative Unit, Via Aldo Moro 14, 25124 Brescia, Italy. E-mail: [email protected] 434 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 MED SPORT 2011;64:435-48 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles and its relationship with anthropometric characteristic of athletes with chronic low back pain Valutazione elettromiografica della fatica dei muscoli estensori del rachide e dell’anca e relazione con le caratteristiche antropometriche in atleti con dolore lombare cronico M. KHORSANDI KOLUR, A. A. NORASTEH, H. DANESHMANDI Department of Physical Education and Sport Sciences Guilan University, Rasht, Iran SUMMARY Aim. The aim of the study was to measure back and hip extensor muscle fatigue during Sorensen back endurance test in chronic low back pain (CLBP) athletes and healthy controls, and investigation of relationship between the back and hip extensor muscle fatigability and subject›s anthropometric characteristics. Methods. Thirty male wrestlers (N.=15 per group) participated in this study in two groups as athletes with chronic low back pain (mean age 24.06 yrs) and healthy athletes (mean age 24.04 yrs) after giving their written informed consent. Subjects performed Sorensen back endurance test until exhaustion, while electromyographic (EMG) power spectrum median frequency compression over time (MF slope) as indicator of the erector spinae muscle fatigability, and endurance time were recorded. Results. The results showed that the endurance time was shorter (P<0.05) in CLBP athletes compared to the healthy subjects. EMG power spectrum MF slope was higher (P<0.05) in CLBP group than in healthy subjects. Correlation analysis showed significant positive relation between BMI and endurance time in CLBP athletes (r=0.61) Body mass and BMI correlated moderate positively with MF slope of erector spinae muscles (r=0.62-0.76) in both groups. Discussion. The chronic low back pain athletes were weaker and fatigued faster than the healthy controls. The EMG fatigue analysis results suggest that the gluteus maximus muscles are more fatigable in chronic low back pain athlete than in healthy control subjects during a sustained back extension endurance test., Conclusion. Therefore, it should be emphasized in rehabilitation strategies to improve the endurance of back and hip extensor and reduce muscle fatigability and low back pain in athlete with CLBP. The possible association between BMI and body mass may suggest need for education regarding weight reduction as useful implement in chronic low back pain prevention. Key words: Athletes - Low back pain - Physical endurance. RIASSUNTO Obiettivo. Gli obiettivi dello studio sono la misurazione della fatica dei muscoli estensori del rachide e dell’anca durante il test di resistenza del rachide di Sørensen in atleti con dolore lombare cronico (CLBP) e in atleti sani del gruppo di controllo e l’indagine sulla relazione tra l’affaticamento muscolare degli estensori di rachide e anca e sulle caratteristiche antropometriche del soggetto. Metodi. Trenta wrestler di sesso maschile (N.=15 per gruppo), dopo aver consegnato il proprio consenso informato, hanno partecipato a questo studio divisi in due gruppi, gruppo di atleti con dolore lombare cronico (età media 24,06 anni) e gruppo di atleti sani (età media 24,04 anni). I soggetti hanno eseguito il test di resistenza del rachide di Sø- Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 435 KHORSANDI KOLUR Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles rensen fino ad esaurimento, nel contempo è stata registrata la compressione della frequenza mediana dello spettro di potenza dell’elettromiografia (EMG) nel tempo (pendenza MF), come indicatore dell’affaticamento del muscolo sacrospinale, insieme alla registrazione della resistenza. Risultati. I risultati hanno mostrato che il tempo di resistenza è stato più breve (P<0,05) negli atleti con CLBP rispetto ai soggetti sani. La pendenza MF dello spettro di potenza dell’EMG è risultata maggiore (P<0,05) nel gruppo CLBP rispetto al gruppo con atleti sani. L’analisi di correlazione ha mostrato una significativa relazione positiva tra BMI e tempo di resistenza negli atleti CLBP (r = 0,61). In entrambi i gruppi la massa corporea e il BMI sono correlati in modo positivo con la pendenza MF dei muscoli sacrospinali (r=0,62-0,76). Discussione. Gli atleti con dolore lombare cronico sono risultati più deboli e si sono affaticati prima rispetto ai soggetti sani. I risultati dell’analisi elettromiografica della fatica suggeriscono che la muscolatura dei grandi glutei, durante un test di resistenza di estensione del rachide a ritmo sostenuto, è più soggetta ad affaticamento nell’atleta con dolore lombare cronico rispetto ai soggetti sani di controllo. Conclusioni. Dovrebbe quindi essere posto l’accento sulle strategie di riabilitazione, sul miglioramento della resistenza degli estensori del rachide e dell’anca e sulla riduzione dell’affaticamento muscolare e del dolore lombare negli atleti con CLBP. La probabile associazione tra BMI e massa corporea può suggerire la necessità di informazione sulla riduzione del peso come strumento utile per la prevenzione del dolore lombare. Parole chiave: Atleti - Dolore lombare - Resistenza fisica. L ow back pain (LBP) is a common musculoskeletal disorder affecting the general population as well as athletes.1-3 Billions of dollars are spent annually on the treatment of LBP and low back injuries, which are also one of the major causes of lost work time in industry.4, 5 It is more common in some athletes than in others. In a prospective study, Lundin et al. (2001) found that wrestlers had the highest rate of severe LBP (54%, fifteen of twenty-eight), while rates were lower for tennis and soccer players (32%, nine of twenty-eight, and 37%, eleven of thirty, respectively).2 Granhed and Morelli (1988) found the lifetime prevalence of LBP to be 59% (nineteen of thirty two) in wrestlers compared with 23% (three of thirteen) in heavyweight lifters.6 Moreover, these injuries in amateur athletes often start a vicious cycle of chronic low back disorders which for the most part mean an end to those sporting activities and a prolonged disability to work.7 The association between back endurance and LBP has been a frequent subject of clinical research. Simple static endurance tasks such as the Biering-Sørensen test 8 have been useful in discriminating between patients with LBP and healthy subjects.9, 10 A history of LBP has been associated with shorter endurance times during exercises that challenge the back extensors. More elaborate tests using electromyographic (EMG) analyses of the back extensors have also been developed to assess muscle fatigue. In these studies shorter endurance times were closely related to a more rapid decrease in the EMG median frequency (MF), confirming a higher fatigability of the back extensors in study participants with LBP.9-12 The rate of fatigue 436 Il dolore lombare (LBP) è un comune disturbo muscoloscheletrico che interessa sia la popolazione generale che gli atleti 1-3. Miliardi di dollari vengono spesi ogni anno per il trattamento del dolore e delle lesioni lombari, che rappresentano inoltre una delle cause principali di assenza dal lavoro 4, 5. Questo disturbo è più comune in atleti di determinate discipline. In uno studio prospettico, Lundin et al (2001) hanno rilevato che i wrestler avevano una maggiore incidenza di dolore lombare acuto (54%, quindici su ventotto), mentre tali percentuali erano inferiori nei tennisti e nel calciatori (rispettivamente 32%, nove su ventotto e 37%, undici su trenta) 2. Granhed e Morelli (1988) hanno rilevato che nel corso della vita di un wrestler la prevalenza del dolore lombare era del 59% (diciannove su trentadue) rispetto al 23% (tre su tredici) riscontrata negli atleti di sollevamento pesi 6. Inoltre tali lesioni negli atleti amatoriali danno spesso il via a un circolo vizioso per la lombalgia, che nella maggior parte dei casi significa l’abbandono di queste attività sportive e la prolungata astensione dal lavoro 7. L’associazione tra la resistenza del rachide e il dolore lombare (LBP) è stata spesso oggetto della ricerca clinica. L’esecuzione di semplici attività statiche di resistenza come il test di Biering-Sørensen 8 è stata utile nella distinzione tra pazienti con LBP e soggetti sani 9, 10. La storia di dolore lombare è stata associata a ridotti tempi di resistenza durante gli esercizi che sollecitano gli estensori del rachide. Per la valutazione della fatica muscolare sono stati inoltre sviluppati test più elaborati che utilizzano le analisi elettromiografiche (EMG) degli estensori del rachide. In questi studi i ridotti tempi di resistenza sono strettamente correlati a una più rapida diminuzione della frequenza mediana (MF) dell’EMG, fatto che conferma il maggiore affaticamento degli estensori del rachide nei partecipanti allo studio affetti da dolore lombare 9-12. L’incidenza della fatica MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles depended on the spinal level measured. Poor back endurance, measured as holding time or decline in EMG MF, was also able to predict future incidence of LBP in healthy subjects.9, 13 Administration of the Biering–Sørensen test is inconsistently practiced in the literature, including differences in arm position, number of straps (or no straps) and conclusion criteria. These variations have been grouped together as modified Biering-Sørensen tests.14 This test is generally considered safe for both healthy and clinical populations.8, 15, 16 While forces required to maintain a horizontal position are well below forces of maximal voluntary isometric activations (MVIA) in healthy populations, 17,18, they may rise to as much as 85% of a MVIA in a patient with chronic LBP. 19 It has been suggested that performance of maximal activations in patients with LBP could compromise safety. 18 The evaluation of the back extensor muscle fatigability has important applications in ergonomics as well as in assessment of patients with LBP during rehabilitation. It has been observed that body weight 8,16,20 and body mass index 21 have a significant influence on lumbar back muscle fatigability in Sørensen endurance test. Body Mass Index (BMI), which is the ratio of body weight in kilograms to height in meters squared (Kg.m–2), gives a quantified answer to the question whether an individual is underweight, of normal weight, or overweight. Increased BMI is positively associated with chronic LBP.22, 23 Despite the wide-spread use of Sørensen back endurance test to monitor the low back muscle fatigue, the relationship between the EMG power spectrum compression during sustained isometric contractions and anthropometric characteristics in athletic subjects with CLBP and healthy individuals are not well understood. The aims of this study were 1) to correlate objective patterns of the lumbar and hip extensor muscle fatigability with subject’s anthropometric parameters; and 2) to compare low back and hip extensor muscle fatigability during Sørensen back isometric endurance test in athletes with non-specific CLBP and age- and weight-matched healthy control subjects. The erector spinae (ES), gluteus maximus (GM) and biceps femoris (BF) muscles fatigability during Sørensen back isometric endurance test was objectively assessed by EMG power spectrum MF slope. We hypothesized that athletes with higher body mass and BMI have a greater MF slope during Sørensen back isometric endurance test, i.e. will fatigue faster. Vol. 64 - No. 4 KHORSANDI KOLUR dipendeva dal livello spinale misurato. La scarsa resistenza, misurata come tempo di resistenza o come declino della frequenza mediana dell’EMG, è stata anche predittrice di una futura incidenza di dolore lombare in soggetti sani 9, 13. L’esecuzione del test di Biering-Sørensen è praticata in modo incoerente nella letteratura, compreso le discrepanze nella posizione del braccio, il numero di cinghie (o senza cinghia) e il criterio di conclusione. Queste varianti sono state raggruppate e denominate come test di Biering-Sørensen modificati 14. Questo test viene generalmente considerato sicuro sia per i soggetti sani che per la popolazione clinica 8, 15, 16. Mentre le forze richieste per mantenere la posizione orizzontale sono nettamente al di sotto dell’attivazione delle forze massime volontarie isometriche (MVIA) nella popolazione sana 17, 18, tali forze possono aumentare fino all’85% di MVIA nel paziente con dolore lombare cronico 19. È stato suggerito che l’esecuzione di attivazioni massimali in pazienti con dolore lombare potrebbe compromettere la sicurezza 18. La valutazione dell’affaticamento del muscolo estensore del rachide, durante la riabilitazione, trova importanti applicazioni in ergonometria e nella valutazione dei pazienti con dolore lombare. È stato osservato che il peso corporeo 8,16,20 e l’indice di massa corporea 21 esercitano un’influenza significativa sull’affaticamento del muscolo lombare nel test di resistenza di Sørensen. L’indice di massa corporea (BMI), che rappresenta il rapporto tra peso corporeo espresso in kg e altezza in metri quadrati (Kg.m–2), quantifica la risposta rispetto alla domanda su un individuo, sottopeso, normopeso o sovrappeso. Un BMI aumentato è associato in modo positivo a dolore lombare 22, 23. Nonostante l’ampio ricorso al test di resistenza del rachide di Sørensen per il monitoraggio della fatica muscolare del rachide lombare, non è ancora ben compresa la relazione tra la compressione dello spettro di potenza dell’EMG durante le contrazioni isometriche sostenute e le caratteristiche antropometriche degli atleti affetti da CLBP rispetto ai soggetti sani. Gli obiettivi del presente studio sono 1) correlare i modelli obiettivi dell’affaticamento del muscolo del rachide lombare e dell’estensore dell’anca con i parametri antropometrici dei soggetti e 2) comparare l’affaticamento del muscolo del rachide lombare e dell’estensore dell’anca durante l’esecuzione del test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen in atleti con CLBP aspecifica e in soggetti sani di controllo di pari età e peso. L’affaticamento dei muscoli sacrospinale (ES), grande gluteo (GM) e bicipite femorale (BF) durante il test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen è stato valutato in modo obiettivo con la pendenza MF dello spettro di potenza dell’EMG. Abbiamo ipotizzato che gli atleti con più alti indici di massa corporea e di MEDICINA DELLO SPORT 437 KHORSANDI KOLUR Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles Materials and methods BMI abbiano una maggiore pendenza MF durante il test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen, ad es. affaticamento più veloce. Subjects Thirty young athletes voluntary participated in this study from wrestling. These subjects were grouped into low back group (N.=15, mean age= 24.06±2.68 years) and control groups (N.=15, mean age=24.06±2.15 years). Athletes were included in the LBP group based on a self-report of currently having LBP or having a history of chronic or recurrent LBP that limited activity. One of the researchers was a certified and practicing chiropractor who examined the subjects to ensure there was some degree of disability or pain and that conversely the controls did not have significant disability or pain. All subjects completed an Oswestry LBP Disability Questionnaire 24, 25 as well as Quebec LBP Questionnaire.26 The anthropometric parameters of the subjects are presented in Table I. Athletes with nerve root compression or disc prolapse, severe scoliosis, spondyloarthrosis, previous back surgery, and other serious and specific causes of LBP were excluded. All patients completed questionnaires concerning their LBP history. In addition, subjects were excluded if they had cardiovascular, respiratory, orthopedic, neurological, endocrine, or renal conditions that were contradictions to a sustained isometric exercise. The LBP group had an Oswestry mean score of 18.2% (±8.6), which is clinically categorized as “without disability” as compared to control group that had an Oswestry of 0%, which is considered “mild disability”. The mean Quebec score from the LBP group was 16.5 (±7.8) as compared to that of zero for controls. Using the Mann- Whittney Test, significant differences were found between Oswestry Low Back Disability Index and Quebec scores between LBP and Control groups and significant differences (P≤0.001) in pain levels between LBP and Control groups. At the arrival in the laboratory subject›s anthropometric measures (height, body mass) were collected and BMI (kg.m-2) was calculated. Subjects who had BMI of greater than 40 (morbidly obese) were also excluded. The experiment was explained to the subject and any questions or concerns were addressed and the subjects were informed that they could withdraw from the experiment at any time. Written informed consent was obtained from all subjects. The study carried the approval of the Health and Sport Medicine Department, University of Guilan. 438 Materiali e metodi Soggetti Hanno partecipato a questo studio trenta giovani wrestler volontari. I soggetti sono stati divisi in due gruppi: gruppo lombare (n = 15, età media 24,06±2,68 anni) e gruppo di controllo (N.=15, età media 24,06±2,15 anni). Gli atleti sono stati inclusi nel gruppo con dolore lombare in base alla loro descrizione di dolore lombare attuale, o di anamnesi di dolore lombare o di dolore lombare ricorrente limitante l’attività. Uno dei ricercatori era un chiropratico certificato e in attività che ha esaminato i soggetti per riscontrare la presenza di un certo grado di disabilità o di dolore e per riscontrare che i soggetti del gruppo di controllo non avessero disabilità significative o dolore. Tutti i soggetti hanno compilato il questionario Oswestry sulla disabilità da dolore lombare 24, 25 e il Questionario del Quebec sul dolore lombare 26. I parametri antropometrici dei soggetti sono presentati in Tabella I. Sono stati esclusi dallo studio gli atleti con compressione della radice nervosa o con protrusione discale, severa scoliosi, spondiloartrosi, pregresso intervento alla colonna e altre gravi o particolari cause di dolore lombare. Tutti i pazienti hanno completato i questionari riguardanti la loro storia di lombalgia. Sono stati inoltre esclusi i soggetti con patologie cardiovascolari, respiratorie, ortopediche, neurologiche, endocrine o renali tali da precludere l’esecuzione dell’esercizio isometrico sostenuto. Il gruppo del dolore lombare ha ottenuto un punteggio Oswestry medio del 18,2% (±8,6), che è clinicamente considerato da “disabilità moderata” rispetto al gruppo di controllo che ha ottenuto un punteggio Oswestry medio dello 0%, considerato anch’esso da “disabilità moderata”. La media del punteggio Quebec del gruppo del dolore lombare è stata 16,5 (±7.8) paragonata a 0 del gruppo di controllo. Con il test Mann-Whittney sono emerse differenze significative tra l’indice di disabilità del dolore lombare di Oswestry e i punteggi Quebec nei gruppi del dolore lombare e di controllo e differenze significative (P≤0,001) nei livelli di dolore tra i due gruppi. All’arrivo in laboratorio sono stati raccolti i dati dei soggetti relativi alle misure antropometriche (altezza, massa corporea) ed è stato calcolato il BMI (kg.m-2). Sono stati esclusi dallo studio anche i soggetti con BMI superiore a 40 (obesità patologica). È stato illustrato l’esperimento ai soggetti e risposto a dubbi e domande. I soggetti sono stati informati sulla possibilità di abbandonare l’esperimento in qualunque momento. Tutti i MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles KHORSANDI KOLUR soggetti hanno fornito il consenso scritto. Lo studio è stato approvato dal Dipartimento di Salute e Medicina dello Sport dell’Università di Guilan. Test di estensione del rachide di Sørensen Figure 1.—Modified Sorensen endurance test for fatigue measurements. Each subject, with electromyographic electrodes attached over the muscles of the low back and hip, lays prone while lifting and holding his torso off the table Figura 1. — Test di resistenza di Sørensen modificato per la misurazione della fatica. I soggetti in posizione prona sollevavano e trattenevano il busto dal tavolo. Sui muscoli del rachide lombare e dell’anca sono stati posizionati elettrodi elettromiografici Sørensen back extension test Back extensor muscle isometric endurance was evaluated using Sørensen test (Figure 1). The subject lay in a prone position on a treatment couch with the lower half of the body below the level of the anterior superior iliac spines strapped to the couch at three positions: at the ankles as close to the malleoli as possible, at the knee creases, and at the level of the greater trochanter of the femur. The seat belts were tightened as firmly as possible while considering the subject›s level of comfort. The subject›s hands were placed at the sides of the trunk, and the chest was supported at a 45° angle downward from the horizontal position. While the subjects performed Sørensen back endurance test, they were instructed at the beginning of the test to lift the upper trunk clear of the chair and maintain unsupported upper body in the horizontal plane as long as possible (until exhaustion). The horizontal position during the test was controlled by a small sack (hanging from the ceiling), which was placed between the scapulae. The test was terminated when the subject could no longer maintain upper body in the horizontal plane (defined as >2 cm reduction in height for 2 seconds) despite strong verbal encouragement. The endurance time was recorded using a stopwatch and was taken as indicator of back extensor muscle isometric endurance. Vol. 64 - No. 4 È stata valutata con il test di Sørensen la resistenza isometrica del muscolo estensore del rachide (Figura 1). Il soggetto, sdraiato in posizione prona su un lettino, con la parte inferiore del corpo posta sotto il livello della spina iliaca anteriore superiore, è stato legato al lettino in tre punti: alle caviglie il più vicino possibile ai malleoli, al cavo popliteo e a livello del grande trocantere. Le cinghie sono state strette il più possibile tenendo in considerazione la comodità del soggetto. Le mani dei partecipanti erano in posizione distesa lungo il tronco e il torace sostenuto a un angolo di 45° verso il basso dalla posizione orizzontale. Durante l’esecuzione del test di resistenza del rachide di Sørensen, all’inizio dell’esercizio era stato detto ai soggetti di sollevare in modo evidente la parte superiore del tronco dalla sedia e di mantenere sul piano orizzontale la parte superiore del corpo il più a lungo possibile (fino all’esaurimento). La posizione orizzontale è stata controllata durante il test da un piccolo sacco (appeso al soffitto), posto tra le scapole. Il test si è concluso nel momento in cui il soggetto non è stato più in grado di mantenere la parte superiore del corpo sul piano orizzontale (riduzione dell’altezza >2 cm per 2 sec) nonostante l’incoraggiamento verbale. Il tempo di resistenza è stato registrato mediante l’utilizzo di un cronometro ed è stato preso come indicatore della resistenza isometrica del muscolo estensore del rachide. Strumentazione Durante l’esecuzione del test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen è stato rilevato l’EMG di superficie utilizzando un sistema di raccolta differenziale bipolare dei segnali (ME3000P8; Mega Electronics Ltd, Kuopio, Finlandia) utilizzando elettrodi argento/argento dal diametro di 1cm con distanza <2 cm. Questo è stato utilizzato per la rilevazione delle attività elettriche di 4 muscoli del tronco e della coscia. I canali sono stati campionati a 1000 Hz, con filtro passa-banda 20-500 Hz e amplificati (differenziale amplificatore: guadagno differenziale di 1000, rapporto di reiezione del modo comune 130 dB, distorsione 1 μV). Sono stati convertiti da analogico a digitale (12 bit) e salvati sul computer per l’analisi. L’amplificazione del segnale è stata effettuata nel sito dell’elettrodo di riferimento per ridurre al minimo gli artefatti del segnale causati dai movimenti e da disturbi esterni. Dopo depilazione, detersione e disinfezione con alcool, sono stati posti unilateral- MEDICINA DELLO SPORT 439 KHORSANDI KOLUR Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles Instrumentation mente gli elettrodi sul lato dominate, al di sopra del sacrospinale lombosacrale (LSES), 2 cm lateralmente ai processi spinosi L5-S1 e al di sopra del sacrospinale lombare superiore (ULES), 6 cm lateralmente ai processi spinosi L1-L2. Nonostante alcuni studi abbiano utilizzato la configurazione L5/S1 per gli elettrodi dell’EMG di superficie per l’esame del multifido 27, 28, altri studi reputano gli elettrodi intramuscolari ad ago necessari per un’accurata valutazione 29. Per il presente studio è stata rilevata l’attività dell’EMG con il posizionamento di elettrodo al sacrospinale lombosacrale poiché si prevede di poter rilevare l’attività da più muscoli rispetto al solo multifido. Nello stesso modo si prevede di porre l’accento sulla misurazione del multifido al livello del passaggio lombosacrale con il posizionamento del nostro elettrodo stretto; riteniamo di evidenziare il lunghissimo del torace con il posizionamento degli elettrodi più lateralmente rispetto ai processi spinosi L1-L2. Siamo consapevoli di poter inoltre interpretare i segnali dell’ileo-costale dei lombi e del multifido. In questo lavoro descriviamo l’attività EMG osservata come sacrospinale lombare superiore. Gli elettrodi sono anche stati sistemati unilateralmente nel centro del tessuto adiposo del bicipite femorale; gli elettrodi del grande gluteo sono stati posizionati al centro della retta tra l’angolo laterale inferiore del sacro e il grande trocantere (Figura 2). Gli elettrodi di riferimento sono stati posizionati a 5-10 cm dagli elettrodi di rilevazione in tutte le rilevazioni. Per applicare gli elettrodi nello stesso sito sono stati utilizzati punti di riferimento ossei e un’attenta palpazione. L’MF dello spettro di potenza dell’EMG è stata calcolata mediante algoritmo Fast Fourier Transform (18), in cui una finestra dati (1 s) di 1024 punti scorre su tutta l’area del segnale con una traslazione di 512 punti (oltre 50%). Durante l’esecuzione del test isometrico di resistenza di Sørensen è stata determinata l’MF ed è stata calcolata la media di ogni periodo di 5 sec. Sono state valutate le seguenti caratteristiche: MF iniziale come la media dei primi 5 sec. e pendenza MF come la percentuale di scostamento dal valore iniziale (% min-1). La pendenza MF è stata utilizzata come indicatore dell’affaticamento del muscolo sacro spinale (Figura 3). While the Sørensen back isometric endurance test was performed, Surface EMG was collected using a bipolar differential collection system (ME3000P8; Mega Electronics Ltd, Kuopio, Finland] utilizing 1 cm diameter silver/silver electrodes spaced lower than 2 cm apart. This was used to collect the electrical activities of 4 muscles in the trunk and thigh. Channels were sampled at 1000 Hz, band-pass filtered between 20 Hz and 500 Hz and amplified (differential amplifier: differential gain of 1000, common mode rejection ratio 130 dB, noise 1 μV). They were converted from analogue-to-digital (12bit), and stored on computer for analysis. Signal amplification was done at the reference electrode site to minimize signal artifacts caused by movements and external noise. After the skin was shaved, abraded, and then cleaned with alcohol, electrodes were placed unilaterally on the dominant side over the lumbosacral erector spinae (LSES) 2 cm lateral to the L5-S1spinous processes and over the upper lumbar erector spinae (ULES) 6 cm lateral to the L1-L2, spinous processes. While a number of studies have used the L5/S1 configuration of surface EMG electrodes for examination of multifidus, 27,28, others suggest the intramuscular needle electrodes are necessary for accurate assessment 29 For the present study, the EMG activity collected by the electrode arrangement is referred to as LSES as we expect we may have activity from more than just the multifidus. In the same way it is expected to emphasize the measurement of the multifidus at the lumbosacral junction with our narrow electrode placement, we expect to emphasize the longissimus thoracis with our placement of electrodes more lateral to the L1-L2 spinous processes. We are aware that we may also be interpreting signals from iliocostalis lumborum and multifidus and in this paper refer to the observed EMG activity as ULES. Electrodes were also placed unilaterally in the mid-belly of the Biceps Femoris and Gluteus Maximus muscle electrodes were placed at the midpoint of a line running from the inferior lateral angle of the sacrum to the greater trochanter (Figure 2). Reference electrodes were placed 5-10 cm away from the collecting electrodes for all collection arrays. Bony landmarks and careful palpation was used to place electrodes in the same location. EMG power spectrum MF was calculated by using Fast Fourier Transform Algorithms (18), where a 1024 data point win- 440 Analisi statistica Per il calcolo delle medie e degli errori standard delle medie (±SE) sono stati utilizzati i metodi statistici standard. Sono state rilevate statistiche descrittive del tempo di fatica e il cambiamento della frequenza mediana. Queste misure sono state comparate su due gruppi utilizzando un campione ttest (programma SPSS 16 per Windows, SPSS Inc., US). La significatività è stata stabilita con P<0,05 in tutti i test. È stato eseguito il test dell’omogeneità MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles KHORSANDI KOLUR Endurance time 200 153.53 150 100 105.8 50 0 LBP Healthy Figure 3.—Endurance time of LBP and healthy athletes. Figura 3. — Tempo di resistenza degli atleti con LBP e degli atleti sani. della varianza di Levene sulla potenza e sull’EMG per garantire l’affidabilità del posizionamento degli elettrodi dell’EMG. Il coefficiente di correlazione di Pearson è stato utilizzato per la stima delle relazioni lineari tra le caratteristiche antropometriche del soggetto, il tempo di resistenza e i parametri dello spettro di potenza dell’EMG. Risultati Figure 2.—The bipolar EMG electrode arrangement over the ULES, LLES, GM and BF Muscles. Figura 2. — Sistemazione dell’elettrodo elettromiografico bipolare sui muscoli sacrospinale lombare superiore, sacrospinale lombare inferiore, grande gluteo e bicipite femorale. dow (1 s) slides over the whole recorded signal area with a 512 point shift (50% overlap). During Sørensen back isometric endurance test the MF was determined and averaged over each period of 5 S, whereas the following characteristics were calculated: initial MF as the mean of the first 5 s and MF slope as the percent change from initial value (%.min-1). MF slope was taken as indicator of the erector spinae muscle fatigability (Figure 3). Statistical analysis Standard statistical methods were used for the calculation of means and standard errors of the means (±SE). Descriptive statistics were re- Vol. 64 - No. 4 Gli atleti con dolore lombare cronico hanno un minore tempo di resistenza (P<0,05) con il test di Sørensen rispetto al gruppo degli atleti sani (Tabelle II, III). Non sono state osservate differenze significative (P<0,05) nell’MF iniziale durante i primi 5 sec del test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen tra i gruppi valutati (Tabella II). L’MF è diminuita in modo significativo con la progressione della contrazione isometrica. La Figura 4 mostra le riduzioni dell’MF (inclinazione dell’MF, % di cambiamento/min) nel sacrospinale lombare superiore, sacrospinale lombare inferiore, grande gluteo e bicipite femorale durante il test di resistenza dei gruppi CLBP e di controllo. Gli atleti con CLBP avevano una maggiore inclinazione dell’MF (P<0,050,01) dei quattro muscoli rispetto ai soggetti sani (Tabella III); tale risultato indica un maggiore affaticamento di questi muscoli nel gruppo CLBP. La Tabella IV mostra i coefficienti di correlazione tra i parametri antrometrici e le caratteristiche della fatica del muscolo del rachide lombare negli atleti CLBP e in quelli sani. In entrambi i gruppi il tempo di resistenza è correlato in modo negativo da moderato a forte (r=da -0,54 a -0,68) con l’inclinazione dell’MF dei muscoli sacrospinale lombare superiore e sacrospinale lombare inferiore. Nel gruppo CLBP il BMI è correlato in modo moderatamente negativo con il tempo di resistenza (r=-0,61). In entrambi i gruppi il BMI è correlato in modo decisamente positivo con l’inclinazione MEDICINA DELLO SPORT 441 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles KHORSANDI KOLUR Table I.—Descriptive statistics. Tabella I. — Statistica descrittiva. LBP athlete Mean Age Height Weight BMI Sport experience Healthy athlete Std. Deviation 24.06 177.33 76.26 24.26 9.20 Mean 2.68 5.55 9.23 2.10 3.70 SD 24.06 177.4 74.60 23.67 7.46 2.15 5.66 6.2 1.49 2.26 Table II.—Independent samples test for IMF. Tabella II. — Test dei campioni indipendenti per iMF. Levene’s test for equality of variances ULES LLES GM BF LBP Healthy LBP Healthy LBP Healthy LBP Healthy F Sig. 14.123 0.001 0.298 0.590 0.484 0.493 0.606 0.443 Mean t-test for equality of means SD t 73.93 67.73 104.60 111.40 47.86 46.66 91.33 93.53 8.54 5.17 7.45 8.68 8.16 6.65 9.92 10.08 df 1.247 Sig. (2-tailed) 28 0.223 -1.030 27.87 0.312 0.441 26.89 0.663 -0.443 26.58 0.661 Table III.—Independent samples test for MF slope and endurance time. Tabella III. — Test dei campioni indipendenti per pendenza MF e tempo di resistenza. Levene’s Test for equality of variances ULES LLES GM BF Endur time LBP Healthy LBP Healthy LBP Healthy LBP Healthy LBP Healthy F Sig. 1.880 0.181 4.326 0.047 8.370 0.007 6.416 0.017 3.178 0.085 Mean t 24.88 14.45 33.04 20.89 10.14 5.62 11.65 6.70 105.80 152.53 ported for fatigue time and change in median frequency. These measures were compared two groups using an one sample t-test (SPSS 16 for windows, SPSS Inc., US). Significance was set at P<0.05 for all tests. Levene’s Test of Homogeneity was performed on force and EMG, to ensure reliability in EMG electrode placement. Pearson›s correlation coefficient was used to estimate linear relationships between subject›s anthropometric characteristics, endurance time and EMG power spectrum parameters. 442 t-test for equality of means SD 5.52 4.15 11.48 6.34 5.47 2.12 4.84 2.60 21.65 35.88 df Sig. (2-tailed) 5.847 28 0.001 3.588 21.81 0.002 2.975 18.11 0.008 3.489 21.45 0.002 4.318 23.004 0.001 dell’MF dei muscoli sacrospinale lombare superiore e sacrospinale lombare inferiore (r=da 0,62 a 0,76). Nelle donne sane la pendenza dell’MF è correlata in modo moderatamente positivo con l’MF iniziale (r=0,45-0,61). I soggetti CLBP hanno una forte correlazione positiva tra massa corporea e inclinazione dell’MF dei muscoli sacrospinale lombare superiore, sacrospinale lombare inferiore e bicipite femorale durante il test di Sørensen (r=da 0,64 a 0,70). Negli atleti sani l’MF iniziale rispettivamente del sacrospinale lombare superiore MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles Results KHORSANDI KOLUR MF slope %/min) 40 CLBP athletes had shorter (P<0.05) endurance time in Sørensen test compared to the healthy group (Tables II, III). No significant differences (P<0.05) in initial MF during first 5 s of the Sørensen back isometric endurance test between the measured groups were observed (Table II). The MF significantly declined as time of isometric contraction progressed. Figure 4 shows relative MF decreases (MFslope, % change/ min) in ULES, LLES, GM and BF muscles during the endurance test in the CLBP and control groups. CLBP athletes had higher (P<0.05-0.01) MF slope of four muscles than healthy subjects (Table III) indicating greater fatigability of these muscles in the CLBP group. Tables IV provide the correlation coefficients between anthropometric parameters and low back muscle fatigue characteristics in CLBP athletes and Healthy athletes. In both groups the endurance time correlated moderately to strongly negatively (r=-0.54 to -0.68) with MF slope of ULES and LLES muscles. In CLBP group BMI correlated moderately negatively with endurance time (r=-0.61). BMI correlated strongly positively with MF slope of ULES and LLES (r=0.62 to 0.76) in both subject groups. In healthy female subjects MF slope correlated moderately positively with initial MF (r=0.450.61). CLBP subjects had strong positive correlation between BM and MF slope of ULES, LLES and BF muscles during Sørensen test (r=0.64 to 0.70). In healthy athletes initial MF of ULES and LLES correlated strongly positively with BMI (r=0.68 and 0.79) respectively. 20 0 LBP ULES Healthy LLES GM BF Figure 4.—Mf slope of 4 muscles in LBP and healthy athletes. Figura 4. — Pendenza dell’MF dei 4 muscoli in atleti con LBP e in atleti sani. e del sacrospinale lombare inferiore sono correlati in modo decisamente positivo con il BMI (r=0,68 e 0,79). Discussione La scelta di aver utilizzato atleti per questo studio presenta alcuni vantaggi. I segnali dell’EMG di superficie sono influenzati dalle proprietà di spessore ed elettriche del tessuto sottocutaneo 30. La variabilità mioelettrica della registrazione dell’EMG di superficie e l’interferenza del segnale diminuiscono con la riduzione dello spessore adiposo sottocutaneo 31. Tutti gli atleti sono stati trovati attivi, ciò denota una ridotta quantità di tessuto adiposo sottocutaneo. Molti autori hanno rilevato diversi modelli di attività elettromiografica del sacrospina- Table IV.—Correlations between anthropometric parameters and low hack muscle fatigue characteristics during Sørensen back endurance test in CLBP and healthy athletes. Tabella IV. — Correlazioni tra parametri antropometrici e caratteristiche della fatica del muscolo lombare durante il test di resistenza del rachide di Sørensen in atleti affetti CLBP e in atleti sani. Parameters LBP group Age Height BM BMI Endurance Healthy group Age Height BM BMI Endurance Vol. 64 - No. 4 ULES MFslope LLES MFslope GM MFslope BF MFslope 0.47 0.16 0.18 -0.61 # -0.16 0.20 0.64 0.62 -0.54 0.20 0.34 0.70 0.76 -0.68 -0.14 -0.07 0.30 0.17 -0.24 -0.03 0.26 0.28 0.21 # 0.39 0.26 -0.12 0.76 -0.58 0.40 0.71 -0.02 0.69 -0.67 0.29 0.36 0.25 0.16 0.33 BMI Endurance 0.21 0.73 0.83 # # 0.33 -0.48 0.35 # # ULES iMF LLES iMF GM iMF BF iMF -0.25 0.25 0.69 0.52 -0.59 -0.28 -0.47 -0.44 -0.44 -0.09 -0.21 -0.14 -0/14 -0.49 -0.01 0.35 0.59 0.35 -0.27 -0.01 0.41 -0.47 0.35 -0.45 -0.08 0.20 -0.04 0.26 0.32 0.26 0.05 0.37 0.52 0.68 0.31 0.10 -0.01 0.68 0.79 -0.64 0.04 -0.28 -0.017 0.13 0.46 -0.07 0.26 0.56 0.55 -0.09 MEDICINA DELLO SPORT 443 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles KHORSANDI KOLUR Discussion Choosing an athlete population for this study had several advantages. Surface EMG signals are affected by thickness and electrical properties of subcutaneous tissue.30 Myoelectrical variability in surface EMG recording and signal cross-talk decrease with a reduction in subcutaneous fat thickness.31 All athletes were active, suggesting a reduced amount in subcutaneous fat tissue. Various authors found different electromyographic activity patterns of erector spinae among patients with chronic LBP when compared with healthy control subjects 11,32, whereas others did not find such differences.33 The lumbar erector spinae muscle MF decreases observed in the present study during Sørensen back isometric endurance test are in agreement with the results of previous studies of back extensor muscle isometric contractions.9, 21 This EMG spectrum shift has been attributed to changed muscle metabolism during fatiguing contractions: intracellular pH decrease due to lactate accumulation and H+ concentration or extracellular K+ accumulation.34 In moderate contractions investigated, lactate production was expected to be minimal, especially in view of the high percentage of type I (slow twitch) muscle fibers shown to be present in erector spinae muscle.35 Extracellular K+ accumulation might, therefore, be the important factor limiting erector spinae muscle endurance at moderate contraction levels. The exact physiological mechanisms behind the EMG spectral changes are believed to be multifactorial, where a number of factors have been suggested to influence the rate of EMG spectral shifts toward lower frequencies during fatiguing contractions. These factors include: slowing of action potential velocity, synchronization of motor units, slowing of firing frequency, recruitment of new motor units during the fatiguing contraction.36 The initial MF of the target muscles during the first 5 s of the Sørensen back endurance test did not differed significantly between the groups of CNLBP athletes and healthy controls, which indicates the similar back and hip extensor muscle loading in both subject groups in pre-fatigue condition. This confirms the group differences in fatigability to be real and not caused by group differences in muscle loading. Also, the results of the present study suggested that CLBP athletes had a reduced back extensor muscle isometric endurance compared to the healthy control subjects when performed 444 le tra pazienti con dolore lombare cronico rispetto ai soggetti del gruppo di controllo 11, 32, mentre altri autori non hanno riscontrato alcuna differenza 33. Le diminuzioni dell’MF del muscolo sacrospinale lombare osservate nel presente studio durante il test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen sono concordi con i risultati degli studi precedenti delle contrazioni isometriche del muscolo estensore del rachide 9, 21. Questa traslazione dello spettro dell’EMG è stata attribuita a un mutato metabolismo muscolare durante le contrazioni affaticanti: il pH intracellulare diminuisce a causa dell’accumulo di acido lattico e di concentrazione di H+ o di accumulo extracellulare di K+ 34. Nelle moderate contrazioni analizzate era attesa una minima produzione di acido lattico, soprattutto in vista dell’alta percentuale di fibre muscolari di tipo I (bassa contrazione) mostrate per essere presenti nel muscolo sacrospinale 35. L’accumulo di K+ extracellulare potrebbe quindi essere un ‘importante fattore che limita la resistenza del muscolo sacrospinale a moderati livelli di contrazione. Si pensa che esistano esatti meccanismi fisiologici multifattoriali dietro i cambiamenti spettrali dell’EMG, in cui si suggerisce che diversi fattori influenzino il tasso delle traslazioni spettrali dell’EMG verso frequenze più basse durante le contrazioni affaticanti. Questi fattori comprendono: rallentamento della velocità potenziale di azione, sincronizzazione delle unità motorie, rallentamento della frequenza in attività, reclutamento di nuove unità motorie durante la contrazione affaticante 36. L’MF iniziale dei muscoli bersaglio, durante i primi 5 sec del test di resistenza del rachide di Sørensen, non è differita in modo significativo tra i gruppi di atleti con CLBP e di atleti di controllo; ciò indica in entrambi i gruppi, in condizioni di pre-fatica, lo stesso carico dell’estensore del rachide e dell’anca. Questo conferma che le differenze di affaticamento dei gruppi sono reali e non causate dalle differenze dei gruppo nel carico muscolare. Inoltre i risultati del presente studio hanno suggerito che gli atleti con CLBP hanno subito una ridotta resistenza isometrica del muscolo estensore del rachide rispetto ai soggetti del gruppo di controllo quando si esegue il test di resistenza del rachide di Sørensen, fino all’esaurimento. Gli atleti con CLBP hanno evidenziato un tempo di resistenza più breve, ad es.affaticamento precoce, rispetto ai soggetti di controllo, nonostante gli stimoli verbali per proseguire la contrazione isometrica sostenuta. Le differenze tra gli atleti CLBP e quelli di controllo nell’affaticamento del muscolo estensore del rachide durante il test di Sørensen possono essere giustificate da alcuni fattori. I soggetti con dolore lombare spesso evitano di utilizzare il loro rachide nelle situazioni della vita quotidiana a causa della paura del dolore e delle sue conse- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles Sørensen back endurance test until exhaustion. CLBP athletes had shorter endurance time, i.e. fatigued faster than healthy control subjects despite the subjects having been strongly verbally encouraged to continue throughout the sustained isometric contraction. The differences between CLBP athletes and controls in back extensor muscle fatigability during the Sørensen test can be explained by several factors. Subjects with LBP often avoid using their back in everyday situations, because of fear of pain and its consequences.37 A decrease in lumbar extensor activity can result in reduced lumbar mobility and loss of back extensor muscle strength because of muscle atrophy.38, 39 It has been shown that lumbar back muscle fatigue leads to abnormal spinal movements due to loss of precise muscle co-ordination which increase mechanical loading of passive elements, such as ligaments and intervertebral discs, and may cause back injury and pain.40 This leads to the atrophy of the back muscles, especially lumbar multifidus muscles 38, 39 and will eventually lead to more pain and enhance the avoidance cycle. Initially, our hypothesis was that other muscle groups that are functionally coupled with lumbar Erector Spinae muscles, such as Gluteus Maximus, also would be affected by deconditioning. Poor back muscle endurance may predict future occurrence of LBP.8, 16 Although the modified Biering–Sørensen test is generally considered a measure of low back function measuring overall lower back fatigue, activity of the biceps femoris and hip extensors have been argued to substantially contribute to fatigue times. 21 Significant correlation has been observed between Biering–Sørensen fatigue times and EMG median frequency slopes of the biceps femoris. 10,15 It would seem that more than just the erector spinae are involved in back fatigue. The results of individual electrode location MF slope suggest Gluteus Maximus muscle fatigue in the CLBP subjects. This indicates that the Gluteus Maximus was the limiting factor for the back extension endurance (endurance time) in the CLBP group. The Gluteus Maximus is a strong hip extensor and tightly coupled with lumbar paraspinal muscles via the thoracolumbar fascia, which allows the load transfer from the lumbar spine to lower extremities. The thoracolumbar fascia together with the attached muscles play an important role in supporting the back during forward flexion and extension movements.41 In sagittal forward bending, the pelvis and spine flex almost simultaneously, but in extension the pel- Vol. 64 - No. 4 KHORSANDI KOLUR guenze 37. Una riduzione dell’attività dell’estensore lombare può generare ridotta mobilità lombare e perdita della forza del muscolo lombare estensore a causa dell’atrofia muscolare 38, 39. È stato dimostrato che la fatica del muscolo lombare genera movimenti spinali per la perdita della coordinazione muscolare fine che aumenta il carico meccanico degli elementi passivi, come i legamenti e i dischi intravertebrali; può causare lesione del rachide e dolore 40. Questo causa atrofia dei muscoli del rachide, soprattutto dei muscoli multifido lombari 38, 39 e infine genererà maggiore dolore e promuoverà l’interruzione del ciclo. La nostra ipotesi iniziale era che gli altri gruppi muscolari che sono abbinati in modo funzionale ai sacrospinali,, come il grande gluteo, potrebbero essere interessati al decondizionamento. La scarsa resistenza del muscolo del rachide può essere predittrice di futuro dolore lombare 8, 16. Sebbene il test di Biering-Sørensen modificato venga generalmente considerato una misura della funzione lombare che valuta la fatica lombare complessiva, si è discusso sul sostanziale contributo dell’attività del bicipite femorale e degli estensori dell’anca ai tempi di fatica 21. È stata osservata una correlazione significativa tra i tempi di fatica di Biering-Sørensen e la pendenza della frequenza mediana dell’EMG del bicipite femorale 10, 15. Sembrerebbe che alla fatica del rachide vengano interessati più muscoli rispetto al solo sacrospinale. I risultati della pendenza della MF dal posizionamento del singolo elettrodo suggeriscono la fatica del grande gluteo nei soggetti con CLBP. Questo indica che il grande gluteo è stato il fattore di limitazione della resistenza (tempo di resistenza) dell’estensione del rachide nel gruppo CLBP. Il grande gluteo è un potente estensore dell’anca e fortemente legato alla muscolatura paravertebrale lombare per mezzo della fascia toracolombare che permette il trasferimento del carico dalla colonna lombare agli arti inferiori. La fascia toracolombare con i muscoli inseriti gioca un ruolo importante nel sostegno del rachide durante la flessione in avanti e i movimenti di estensione 41. Nella flessione in avanti sul piano sagittale la pelvi e la colonna flettono quasi simultaneamente, ma in estensione la pelvi incomincia il movimento e si estende relativamente più velocemente rispetto alla colonna lombare durante la prima metà dell’estensione. 42 È stato inoltre dimostrato che i muscoli ischio crurali sopportano un maggiore carico relativo rispetto ai muscoli paravertebrali durante le fasi iniziali dell’estensione da una posizione completamente flessa 43. Sembra quindi razionale che i muscoli estensori dell’anca siano soggetti a decondizionamento nei soggetti con CLBP se viene evitato l’uso di tali muscoli. I dati attuali suggeriscono che il BMI esercita MEDICINA DELLO SPORT 445 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles KHORSANDI KOLUR vis initiates the movement and extends relatively faster than lumbar spine throughout the first half of the extension.42 It has also been shown that the hamstring muscles bear more relative load than lumbar paraspinal muscles during initial phases of extension from full flexed position. 43 Therefore, it seems rational that the hip extensor muscles are subjected to deconditioning in CLBP subjects if the use of these muscles is avoided. The present data suggest that BMI has a significant influence on back extensor muscle fatigability in the Sørensen isometric endurance test. The correlation analysis indicated that in CLBP athletes with high BMI the endurance time was shorter than in athletes with low BMI (Table 4). Healthy control subjects with high BMI had greater lumbar erector spinae muscle initial MF as well as MF slope for ULES and LLES muscles (Table IV). This suggest that subjects with high BMI had greater back extensor muscle loading and fatigued faster during Sørensen test than subjects with low BMI. In literature, there are some suggestions, that subject body mass (weight) may influence the Sørensen isometric endurance test result.12, 20 Kankaanpää et al. investigated the influence of BMI on paraspinal muscle fatigability (endurance time, EMG spectral indices) by using Sørensen test and found a strong influence of this factor. BMI showed a strong negative correlation, and endurance time a strong positive correlation with paraspinal muscle fatigability (MF slope). Multiple regression analysis indicated that MF slope (fatigue) during the test was dependent on BMI in both sexes, but the effect of BMI was more pronounced in women than men.21 Several previous studies showed rising of LBP prevalence with increasing BMI.19, 44 This association may suggest a role of body weight and height in the pathogenesis of LBP. These findings support the previously reported need for education regarding weight reduction as useful implement in LBP prevention.45 In this study, endurance time of the Sørensen test correlated negatively with MF slopes of the erector spinae muscle in CLBP athletes and healthy controls. High correlations have been reported between MPF or MF slopes during fatiguing contractions of the back extensor muscles and endurance time by several authors.16, 46 un’influenza significativa sull’affaticamento del muscolo estensore del rachide nel test isometrico di resistenza di Sørensen. L’analisi di correlazione ha indicato che, negli atleti con CLBP con un alto BMI, il tempo di resistenza è stato più breve rispetto agli atleti con un basso BMI (tabella 4). I soggetti sani del gruppo di controllo con alto BMI hanno una maggiore MF iniziale del muscolo sacrospinale lombare come l’inclinazione dell’MF dei muscoli sacrospinale lombare superiore e sacrospinale lombare inferiore (Tabella IV). Questo suggerisce che i soggetti con alto BMI hanno un maggiore carico del muscolo estensore del rachide e si affaticano più rapidamente durante il test di Sørensen rispetto ai soggetti con basso BMI. La letteratura presenta alcuni spunti sulla possibile influenza della massa corporea (peso) del soggetto sul risultato del test isometrico di resistenza di Sørensen 12, 20. Kankaanpää et al. hanno indagato l’influenza del BMI sull’affaticamento del muscolo paravertebrale (tempo di resistenza, indice spettrale di EMG) utilizzanto il test di Sørensen e hanno rilevato una forte un’influenza di qusto fattore. Il BMI ha mostrato una decisa correlazione negativa con l’affaticamento della muscolatura paravertebrale (pendenza dell’MF), mentre il tempo di resistenza ha mostrato una correlazione decisamente positiva con l’affaticamento della muscolatura paravertebrale. L’analisi di regressione multipla ha indicato che la pendenza dell’MF (fatica) durante il test, in entrambi i sessi è stata dipendente dal BMI, ma l’effetto del BMI è risultato più pronunciato nelle donne rispetto agli uomini 21. Alcuni studi precedenti hanno dimostrato l’insorgenza del dolore lombare principalmente con l’aumento del BMI 19, 44. Questa associazione può suggerire un ruolo del peso corporeo e dell’altezza nella patogenesi del dolore lombare. Questi risultati sono a sostegno della necessità, discussa in precedenza, di educare sulla riduzione di peso considerata come strumento utile nella prevenzione del dolore lombare 45. In questo studio il tempo di resistenza del test di Sørensen era correlato in modo negativo con le pendenze dell’MF del muscolo sacrospinale negli atleti con CLBP e nel gruppo di controllo. Alcuni autori hanno riferito elevate correlazioni tra le pendenze della media dello spettro di potenza o della frequenza media durante le contrazioni affaticanti dei muscoli estensori del rachide e il tempo di resistenza 16, 46. Conclusions In conclusione, i risultati del presente studio hanno dimostrato che, durante il test isometrico di resistenza del rachide di Sørensen, gli atleti con CLBP si sono affaticati più velocemente rispetto In conclusion, the results of the current study have shown that during the Sørensen back 446 Conclusioni MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Electromyographic fatigue evaluation of back and hip extensor muscles isometric endurance test the CLBP athletes fatigued faster than healthy controls. Back extensor muscle fatigability in CLBP patients and age- and weight-matched controls is influenced by BMI. The greater progressive decrease in MPF (slope) of the EMG power spectrum of the erector spinae muscle during endurance test in CNLBP athletes than control subjects is not caused by group differences in pre-fatigue muscle loading. Further, the hip extensor muscles contribute strongly in the process of fatigue, indicating load sharing between back and hip extensor muscles during the test. Correlation analysis revealed that erector spinae muscle fatigability in CLBP patients and healthy subjects was associated with anthropometric characteristics: subjects with higher body mass and BMI fatigued faster. References/Bibliografia 1) Iwai K, Nakazato K, Irie K, Fujimoto H, Nakajima H. Trunk muscle strength and disability level of low back pain in collegiate wrestlers. Med Sci Sports Exerc 2004;36:1296-300. 2) Lundin O, Hellstrom M, Nilsson I, Sward L. Back pain and radiological changes in the thoracolumbar spine of athletes. A long-term follow-up. Scand J Med Sci Sports 2001;11:103-9. 3) Nadler SF, Wu KD, Galski T, Feinberg JH. Low back pain in college athletes. A prospective study correlating lower extremity overuse or acquired ligamentous laxity with low back pain. Spine 1998;23:828-33. 4) Snook SH. 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L’analisi di correlazione ha mostrato che l’affaticamento del muscolo sacrospinale nei pazienti con CLBP e nei soggetti sani è stata associata alle caratteristiche antropometriche: i soggetti con maggiore massa corporea e BMI si sono affaticati più velocemente. 12) Peach J. P., McGill S. M. Classification of low back pain with the use of spectral elecromyogram parameters. Spine 1998;23:1117-23. 13) Luoto S, Heliovaara M, Hurri H, Alaranta H. Static back endurance and the risk of low-back pain. Clin Biomech 1995;10:323-4. 14) Moreau CE, Green BN, Johnson CD, Moreau SR. Isometric back extension endurance tests: a review of the literature. J Manipul Physiol Ther 2001;24:110-22. 15) Moffroid MT. Endurance of trunk muscles in persons with chronic low back pain: assessment, performance, training. J Rehabil Res Develop 1997;34:440-7. 16) Mannion AF, Dolan D. Electromyographic median frequency changes during isometric contraction of the back extensors to fatigue. 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E-mail: [email protected] 448 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 MED SPORT 2011;64:449-57 Erythropoiesis stimulating agents and sport: from the theoretical oxigen delivery enhancement to possible clinical cardiac issues Agenti stimolanti l’eritropoiesi e sport: dall’incremento teorico del trasporto di ossigeno alle possibili implicazioni cardiologiche P. BORRIONE, Z. LA ZAREVIC, V. DI SALVO, F. PIGOZZI Department of Health Sciences, University of Rome “Foro Italico”, Rome, Italy SUMMARY In many sport disciplines the delivery of oxygen to muscles plays a critical role. In late 1980s recombinant Erythropoietin became available for the treatment of anaemia and the first studies showed that this hormone was able to induce an increase in the total body hemoglobin with a coupled profound effect on exercise tolerance. Ten years later it became clear that recombinant erythropoietin was the preferred drug for those athletes seeking to artificially enhance their endurance performances. The use of this hormone causes many very well documented side effects. Additional clinical issues should be raised when considering the potential cardiac side effects of the use of erythropoiesis stimulating agents. With this regard, an increasing number of cardiovascular deaths in athletes have been reported by different authors. However, information about the cardiovascular risk profile of competitive athletes are still poor, in particular when considering a concomitant use of erythropoiesis stimulating agents. Key words: Erythropoietin - Oxygen - Cardiovascular diseases. RIASSUNTO In molte discipline sportive, il rilascio di ossigeno al tessuto muscolare gioca un ruolo fondamentale. Alla fine degli anni ’80, l’eritropoietina ricombinante è stata resa disponibile per il trattamento dell’anemia e i primi studi hanno dimostrato come questo ormone fosse in grado di indurre un aumento del contenuto totale di emoglobina corporea con un profondo effetto sulla tolleranza all’esercizio fisico. Dieci anni più tardi è diventato chiaro come l’eritropoietina ricombinante fosse divenuta il farmaco preferito dagli atleti che cercano di migliorare in maniera artificiale le proprie prestazioni di resistenza. L’utilizzo di tale ormone è causa di ben noti effetti collaterali. Ulteriori implicazioni cliniche dovrebbero altresì essere prese in considerazione nella valutazione dei potenziali effetti collaterali cardiaci derivanti dall’utilizzo di sostanze stimolanti l’eritropoiesi. In questo contesto deve essere considerato il fatto che numerosi autori abbiano riportato nel tempo un numero crescente di eventi cardiovascolari avversi, negli atleti e negli ex-atleti. Tuttavia, le informazioni sul profilo di rischio cardiovascolare degli atleti agonistici sono ancora scarse, in particolare quando viene preso in considerazione il concomitante utilizzo di agenti stimolanti l’eritropoiesi. Parole chiave: Eritropoietina - Ossigeno - Malattie cardiovascolari. I n many sport disciplines the delivery of oxygen to muscles plays a critical role. Indeed, muscle performance declines during prolonged and intense activity as a consequence of the shift from the aerobic to the anaerobic metabo- Vol. 64 - No. 4 I n molte discipline sportive il rilascio di ossigeno ai muscoli riveste un ruolo fondamentale. In effetti, la performance muscolare subisce una riduzione durante l’attività prolungata intensa come conseguenza del cambiamento del metabo- MEDICINA DELLO SPORT 449 Erythropoiesis stimulating agents and sport BORRIONE lism with a coupled increase of lactate. With this regard, the role of the maximal cardiac output as well as the role of the blood volume and the total hemoglobin were, long ago, clearly identified as maximal oxygen uptake (VO2max) determinants.1, 2 Indeed, it is well known that VO2max is directly related to the total body hemoglobin but not to the hematocrit value.2 In late 1980s recombinant erythropoietin (rHuEPO) became available for the treatment of anaemia and the first studies, conducted on end stage renal disease patients, showed that this hormone was able to induce an increase in the total body haemoglobin with a coupled profound effect on exercise tolerance.3 At the beginning of 1990s it became clear that rHuEPO was the preferred drug for those athletes seeking to artificially enhance their endurance performances. In fact, under a practical point of view, rHuEPO had several advantages when compared to blood transfusions, including no need for blood withdrawal, storage, transport and re-infusion. With those premises, it is clear that the use of erythropoiesis stimulating agents as blood doping is finalized to increase the amount of oxygen (O2) that the blood can carry and/or deliver to the muscle tissues. In order to accomplish this objective, the following molecules were adopted and/or maybe adopted in a near future. Erythropoietin Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone whose production is solely regulated by tissue oxygenation. The discovery of the family of proteins called hypoxia-inducible transcription factors (HIF) has improved the understanding of the mechanisms of the response to hypoxia. Indeed, EPO gene expression is induced by HIF. The main representative of the HIFfamily is HIF-1, which is composed of an O2labile α-subunit and a constant β-subunit. During normoxia, the HIF-1α subunit is degraded via the ubiquitin-proteasome pathway. On the contrary, during hypoxia, the HIF-1α subunit becomes stable and interacts with the HIF-1β subunit regulating and promoting the expression of the EPO gene.4-6 In addition to the well known effects on the homodimeric EPO receptor,7 it has been demonstrated that EPO can also exert the effect of lowering plasma volume, probably by inducing a down-regulation of the renin-angiotensin-aldosterone axis.8 This mechanism of concomitant increased avail- 450 lismo da aerobico ad anaerobico, con un notevole aumento della quantità di acido lattico. A tale proposito, attualmente il ruolo della gittata cardiaca massima, così come un tempo avveniva per il ruolo del volume ematico e dell’emoglobina totale, viene identificato come determinante il massimo consumo di ossigeno (VO2max).1, 2 In effetti, è ben noto che il VO2max è collegato direttamente al contenuto totale di emoglobina corporea, ma non al valore dell’ematocrito 2. Alla fine degli anni ’80 l’eritropoietina ricombinante (rHuEPO) è stata resa disponibile per il trattamento dell’anemia e i primi studi, condotti su pazienti con insufficienza renale allo stadio terminale, avevano dimostrato che questo ormone era in grado di indurre un aumento del contenuto totale di emoglobina corporea, con un evidente effetto associato alla tolleranza all’esercizio 3. All’inizio degli anni ’90 è risultato evidente che l’rHuEPO era divenuta il farmaco preferito da quegli atleti in cerca di un modo artificiale per migliorare le proprie prestazioni di resistenza. Effettivamente, da un certo punto di vista pratico, l’rHuEPO mostrava alcuni vantaggi rispetto alle trasfusioni di sangue, tra cui l’assenza della necessità di prelievo del sangue, la sua conservazione, il trasporto e la re-infusione. Risulta evidente che con tali premesse l’utilizzo di agenti stimolanti l’eritropoiesi, come l’emodoping, sia finalizzato all’aumento della quantità di ossigeno (O2) che il sangue può trasportare e/o portare ai tessuti muscolari. Al fine di raggiungere questo obiettivo, sono state adottate le seguenti molecole e/o probabilmente saranno adottate in un prossimo futuro. Eritropoietina L’eritropoietina è un ormone glicoproteico la cui produzione è regolata unicamente dall’ossigenazione tissutale. La scoperta della famiglia di proteine chiamate fattori di trascrizione inducibile dell’ipossia (HIF) ha migliorato la comprensione del meccanismo di risposta all’ipossia. Certamente l’espressione del gene dell’EPO è indotta dall’HIF. Il principale rappresentante della famiglia dell’HIF è HIF-1, composto da una subunità α ossigenolabile e una subunità β costitutiva. Durante la normossia, la subunità HIF-1α è degradata per mezzo della via mediata dal sistema ubiquitinproteasoma. Al contrario, durante l’ipossia, la subunità HIF-1α si stabilizza e interagisce con la subunità HIF-1β che regola e promuove l’espressione del gene EPO 4-6. In aggiunta ai ben noti effetti sul recettore omodimerico dell’EPO 7, è stato dimostrato che l’EPO può anche esercitare l’effetto di ridurre il volume MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Erythropoiesis stimulating agents and sport ability of red blood cells and lowered plasma volume seems to be crucial in determining the final EPO effect, which results in an increase of the oxygencarrying capacity of blood. Darbepoietin When compared to rHuEPO, darbepoietin-α has increased sialylated carbohydrate content which is associated with a prolonged serum half-life and an increased in vivo biologic activity. Darbepoietin binds to the erythropoietin receptor in an identical manner as the native EPO, thus inducing the same intracellular signalling. The average terminal half life for darbepioetin is three times longer than for rHuEPO (25.3 h vs. 8.5 h), the clearance of darbepioetin is significantly lower than that of rHuEPO (1.6±0.3 mL/h/kg vs. 4±0.3 mL/h/kg), while the volumes of distribution for darbepoietin and rHuEPO are equivalent (52.4±2 mL/kg vs. 48.7±2.1 mL/ kg).9 Continuous erythropoietin receptor activator The so called third-generation molecule is represented by the continuous erythropoietin receptor activator (CERA). This molecule differs from EPO and darbepoietin through its integration of amide bonds between amino groups and a single methoxy polyethylene glycolsuccinimidyl butanoic acid polymer. This bond leads to prolonged plasma half life of the molecule and to a superior in vivo potency. The increased activity of this molecule, when compared to other rHuEPOs, is not only due to the extended plasma half life, but also to a different erythropoietin receptor activation kinetics. Indeed, CERA is able to rapidly repeat the attachment to and the dissociation from the erythropoietin receptor, resulting in a prolonged repetition of its activation. This mechanism results in a more potent stimulation of erythropoiesis, both in magnitude and duration when compared to standard rHuEPOs.10 Hematide Hematide is a dimeric peptide unrelated in sequence to either native or recombinant EPOs, which binds to the erythropoietin receptor. Results from preregistrative studies indicate that hematide produces clinically meaningful and lasting increases in haemoglobin levels when dosed once a month without the risk of pure Vol. 64 - No. 4 BORRIONE plasmatico, probabilmente mediante l’induzione di una sotto-regolazione dell’asse renina-angiotensina-aldosterone 8. Questo meccanismo di concomitante aumentata disponibilità dei globuli rossi e di ridotto volume plasmatico sembra essere fondamentale nella determinazione dell’effetto finale dell’EPO, che genera un aumento di capacità di trasporto di ossigeno da parte del sangue. Darbepoietina Paragonata all’rHuEPO, la darbepoietina-α ha aumentato il contenuto di carboidrato sialilato che è associato a una prolungata emivita nel siero e a un’aumentata attività biologica in vivo. La darbepoietina si lega al recettore dell’eritropoietina allo stesso modo dell’EPO endogena, sebbene inducendo lo stesso segnale intracellulare. L’emivita terminale media della darbepoietina è tre volte più lunga di quella dell’rHuEPO (25,3 h vs. 8,5 h), la clearance della darbepoietina è nettamente inferiore di quella dell’rHuEPO (1,6±0,3 ml/h/kg vs. 4±0,3 ml/h/kg), mentre sono equivalenti i volumi di distribuzione di darbepoietina e rHuEPO (52,4±2 ml/kg vs. 48,7±2,1 mL/kg) 9. Attivatore continuo del recettore dell’eritropoietina La cosiddetta molecola di terza generazione è rappresentata dall’attivatore continuo del recettore dell’eritropoietina (CERA). Questa molecola differisce dall’EPO e dalla darbepoietina per mezzo della sua integrazione di legami ammidici tra aminogruppi e un polimero di acido metossi-polietilen-glicolsuccimidil-butanoico. Questo legame genera una prolungata emivita plasmatica della molecola e una maggiore potenza in vivo. L’aumentata attività di questa molecola, se paragonata alle altre rHuEPO, non è dovuta solo all’aumentata emivita plasmatica, ma anche alla cinetica dell’attivazione del diverso recettore dell’eritropoietina. Il CERA è sicuramente in grado di ripetere rapidamente l’unione e la dissociazione dal recettore dell’eritropoietina, dando luogo a prolungate ripetizioni della sua attivazione. Questo meccanismo determina una più potente stimolazione dell’eritropoiesi, sia in termini di quantità che di durata, se paragonati alle rHuEPOs standard 10. Ematide L’ematide è un peptide dimerico, non legato in sequenza né al ricombinante endogeno né al ricombinante dell’EPO, che si lega al recettore dell’eritropoietina. Risultati da studi pre-registrativi indicano che l’ematide produce significativi e du- MEDICINA DELLO SPORT 451 Erythropoiesis stimulating agents and sport BORRIONE red cell aplasia (PRCA). Another appealing property of this molecule, in particular when considering the sport environment, is its stability at room temperature.11, 12 Prolyl-hydroxilases inhibitors Small molecules inhibiting prolyl-hydroxylases are under development. Two of them (FG2216 and FG-4592) seemed well tolerated in phase I studies and produced robust increases in hemoglobin levels. These molecules could theoretically offer not only the convenience of oral administration, but also an improved efficacy due to their capacity to stimulate complete erythropoiesis, including iron mobilisation and suppression of negative effects of proinflammatory cytokines.13 Ergogenic benefits sought by the treatment with erythropoiesis stimulating agents Several authors have demonstrated the ergogenic properties of rHuEPO administration. Studies performed on animal models showed that following rHuEPO administration exercised rats had higher muscle glycogen, higher free fatty acids, and lower lactate levels when compared with the untreated controls.14, 15 Those results suggested that the muscle increased oxygen availability may significantly affect the energy substrate used during exercise, thus increasing the ability to perform an aerobic workout for extended periods. This implies that rHuEPO administration may result in a lower contribution of anaerobic metabolism to fulfil the energy requirements during exercise. Although few studies on humans have been performed, available data indicate that the haemoglobin increases induced by rHuEPO administration on athletes may increase the VO2max and the time to exhaustion at 95%VO2max. Moreover it has been described an improvement in run time performances to significant levels proportionally to the haemoglobin increase.16 Since erythropoietin receptors are present in endothelium, in smooth muscle cells, and in fractions of the sarcolemma of the skeletal muscle fibres, many scientists suggested that rHuEPO administration may have a number of additional benefits beyond its role of increasing the concentration of the circulating red 452 raturi aumenti dei livelli emoglobinici, se dosato una volta al mese, senza il rischio di un’aplasia pura dei globuli rossi (PRCA). Altra attrattiva di questa molecola, in modo particolare quando si prende in considerazione l’ambito sportivo, consiste nella sua stabilità a temperatura ambiente 11, 12. Inibitori della prolil-idrossilasi Sono in fase di sviluppo piccole molecole che inibiscono la prolil-idrossilasi. Due di queste molecole (FG-2216 ed FG-4592), durante la fase I degli studi, sembravano ben tollerate e hanno prodotto notevoli aumenti dei livelli di emoglobina. Tali molecole, in via teorica, potrebbero offrire non solo la comodità della somministrazione orale, ma anche il miglioramento dell’efficacia per la loro capacità di stimolare la completa eritropoiesi, comprese la mobilizzazione del ferro e la soppressione degli effetti avversi delle citochine proinfiammatorie 13. Benefici ergogeni desiderati dal trattamento con sostanze stimolanti l’eritropoiesi Alcuni autori hanno dimostrato le proprietà ergogeniche della somministrazione dell’rHuEPO. Studi eseguiti su modelli animali hanno mostrato che la somministrazione ripetuta di rHuEPO su ratti allenati determinava un più elevato glicogeno muscolare, una maggiore quantità di acidi grassi e minori livelli di acido lattico rispetto ai controlli non trattati 14, 15. Tali risultati hanno suggerito che l’aumentata disponibilità di ossigeno a livello muscolare può influenzare in modo significativo il substrato energetico utilizzato durante l’esercizio, aumentando però la capacità di allenamento aerobico per periodi prolungati. Questo implica che la somministrazione di rHuEPO può generare un minor contributo di metabolismo anaerobico per soddisfare le richieste di energia durante l’esercizio. Sebbene siano stati condotti pochi studi sugli uomini, i dati disponibili indicano che gli aumenti di emoglobina indotti dalla somministrazione ad atleti di rHuEPO possono aumentare il VO2max e il tempo fino all’esaurimento del 95% di VO2max. È stato inoltre descritto un aumento delle performance fino a livelli significativi, proporzionali all’aumento dell’emoglobina 16. Poiché i recettori dell’eritropoietina sono presenti nell’endotelio, nelle cellule muscolari lisce e nelle frazioni di sarcolemma delle fibre muscolari dello scheletro, molti studiosi hanno suggerito che la somministrazione di rHuEPO può avere alcuni benefici, in aggiunta alla sua funzione di aumento della concentrazione dei globuli rossi circolanti 17. Attualmente la MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Erythropoiesis stimulating agents and sport BORRIONE blood cells.17 At present, rHuEPO administration seems not to have any apparent effect on both the capillarisation and the muscle fibre hypertrophy.18 Therefore, rHuEPO administration on healthy humans is considered to enhance athletic performances by means of augmenting O2 transport and increasing maximal oxygen consumption as a result of the increased systemic and muscular peak of oxygen delivery. somministrazione di rHuEPO sembra non avere alcun effetto apparente sia sulla capillarizzazione che sull’ipertrofia della fibra muscolare 18. Pertanto, la somministrazione di rHuEPO su soggetti umani sani è presa in considerazione per aumentare le prestazioni atletiche per mezzo dell’aumento del trasporto di O2 e dell’aumento del massimo consumo di ossigeno come risultato dell’aumento del picco sistemico e muscolare del trasporto di ossigeno. Disadvantages and side effects Svantaggi ed effetti collaterali Very well documented side effects of rHuEPO include muscle cramps, upper respiratory infections, headache, hyperviscosity, thrombosis, and hypertension.19 Long-term rHuEPO use can also lead to the development of PRCA which is caused by the generation of antibodies against rHuEPO that are able to neutralise the native EPO.20, 21 The development of this life threatening disorder in patients with chronic kidney diseases receiving rHuEPO seems to be associated with the subcutaneous route of rHuEPO administration.22 With regard to the risk of thromboembolic events, it has been shown that the treatment with rHuEPO significantly increased those events with a relative risk of 1.67.23 Conceivably, a variety of underlying mechanisms have been postulated, including increased blood viscosity, increased platelet count and/or adhesion, decreased concentrations of protein S and protein C, and endothelial activation.24 Moreover, safety concerns have been raised for the clinical use of EPO-related erythropoiesis stimulating agents, with a particular emphasis for CERA. These concerns pertain to the possibility that sustained EPO-R activation could be associated with increased tumor growth and a worse survival in some cancer patients.25 A clinical trial of CERA in patients with non-small cell lung cancer who were receiving chemotherapy was suspended because of unexpected number of deaths in the treatment arm.26 This observation confirmed and expanded previous studies reporting similar outcomes in patients with head and neck and breast cancer given EPO or darbepoetin.27, 28 In light of these results, the Oncology Drugs Advisory Committee in 2004 has recommended label changes for rHuEPOs that give alarm for excessive rises in hemoglobin concentrations. Gli effetti collaterali dell’rHuEPO sono ben documentati e comprendono crampi muscolari, infezioni delle alte vie respiratorie, cefalea, iperviscosità, trombosi e ipertensione 19. L’utilizzo di rHuEPO a lungo termine può inoltre sviluppare PRCA che è causata dalla generazione di anticorpi contro rHuEPO, che sono in grado di neutralizzare l’EPO endogena 20, 21. Lo sviluppo di questo disturbo, potenzialmente letale in pazienti con patologie renali croniche che assumono rHuEPO, sembra essere associato alla sua somministrazione per via sottocutanea 22. Per quanto riguarda il rischio di eventi tromboembolici, è stato mostrato che il trattamento con rHuEPO ha notevolmente aumentato il manifestarsi di eventi con un rischio relativo di 1,67 23. È verosimile che siano stati presi in considerazione alcuni meccanismi di base, compresi l’aumentata viscosità ematica, l’aumentato numero delle piastrine e/o dell’adesione piastrinica, le ridotte concentrazioni delle proteine S e C e l’attivazione endoteliale 24. Sono inoltre stati posti problemi di sicurezza sull’utilizzo clinico delle sostanze stimolanti l’eritropoiesi relativa all’EPO con un accento particolare sul CERA. Detti problemi riguardano la possibilità che l’attivazione sostenuta di EPO-R potrebbe essere associata a un’aumentata crescita tumorale e a peggiori condizioni di vita in alcuni pazienti oncologici 25. Un’esperienza clinica con il CERA su pazienti con tumore polmonare non a piccole cellule, in trattamento con chemioterapia, è stata sospesa per un inaspettato numero di decessi nel braccio di trattamento 26. Questa osservazione ha confermato e supportato gli studi precedenti che rilevavano esiti simili in pazienti con tumore della testa e del collo e con tumore alla mammella a cui veniva somministrata EPO o darbepoietina 27, 28. Alla luce di questi risultati, nel 2004 il comitato consultivo sui farmaci oncologici ha raccomandato la modifica dell’etichetta degli rHuEPO che allarma sugli eccessivi aumenti delle concentrazioni di emoglobina. Inoltre nel marzo 2007 Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 453 Erythropoiesis stimulating agents and sport BORRIONE Moreover, the Food and Drug Administration in March 2007 issued an update alert to provide new safety information for erythropoiesis stimulating agents after four new studies in patients with cancer noticing a higher chance of serious and life threatening side effects linked to this treatment.29 The mechanisms subserving cancer progression in some patients given erythropoiesis stimulating agents is still a matter of debate and the list of the possible mechanisms includes neoangiogenesis, alterations in microvasculature and rheology, as well as direct effects on neoplastic cells if they express functional erythropoietin receptors.30 The results of these observations gain even more strength when considering the sport environment where healthy subjects are involved. l’FDA ha emesso una comunicazione aggiornata per fornire nuove informazioni sulla sicurezza per le sostanze stimolanti l’eritropoiesi, dopo quattro nuovi studi su pazienti affetti da tumore che hanno mostrato un’aumentata incidenza di gravi effetti collaterali pericolosi per la vita legati a questo trattamento 29. Restano ancora da discutere i meccanismi subordinati alla progressione del tumore in alcuni pazienti trattati con sostanze stimolanti l’eritropoiesi e l’elenco dei possibili meccanismi che comprendono la neoangiogenesi, le alterazioni miscovascolari e reologiche e gli effetti diretti sulle cellule neoplastiche, se esprimono recettori funzionali dell’eritropoietina 30. I risultati di queste osservazioni hanno sempre più importanza se si prende in considerazione l’ambito sportivo in cui vengono interessati soggetti sani. Erytropoiesis stimulating agents and heart Sostanze stimolanti l’eritropoiesi e cuore Additional clinical issues should be raised when considering the potential side effects of the use of erythropoiesis stimulating agents on the heart. With this regard it has to be underlined that an increasing number of cardiovascular deaths in athletes have been reported by different authors.31, 32 However, while a lot of data regarding the causes and the mechanisms of the exercise-related sudden cardiac death are available, information about the cardiovascular risk profile of competitive athletes are still poor,33 in particular when considering a concomitant use of erythropoiesis stimulating agents. In physiological conditions, blood pressure, flow and resistance are related as expressed by the Poiseuille equation, where the resistance (R) to flow in a cylinder is proportional to the length (L) of the tube and the viscosity (n) of the fluid, and is inversely proportional to the radius of the tube raised to the fourth power (r4). These variables are expressed as follows: R=r4 8nL/π. Moreover, vascular resistance and blood flow could be defined by a simple equation analogue to the Ohm’s law for the flow of electrons, where the flow=perfusion pressure/ resistance. The complete formula includes the basic determinants of resistance (defined before in the Poiseuille formula) and is called the law of Poiseuille: Q=(PP) π r4/8nL. Where Q is the flow, PP is the perfusion pressure with determinants of resistance defined as in the previous formula. Although the resistance to blood 454 Dovrebbero essere discussi ulteriori problemi clinici se si prendono in considerazione i potenziali effetti secondari sul cuore dell’utilizzo di sostanze stimolanti l’eritropoiesi. A questo proposito è stato sottolineato che un aumento del numero dei decessi per cause cardiovascolari in atleti è stato documentato da diversi autori 31, 32. Tuttavia, mentre sono disponibili molti dati sulle cause e i meccanismi dei decessi improvvisi per problemi cardiaci legati all’esercizio fisico, restano tuttora scarse le informazioni sul profilo di rischio cardiovascolare degli atleti agonistici 33, soprattutto quando si considera l’uso concomitante di sostanze stimolanti l’eritropoiesi. In condizioni fisiologiche, la pressione sanguigna, il flusso e la resistenza sono collegati, come espresso dall’equazione di Poiseuille, in cui la resistenza (R) del flusso in un cilindro è proporzionale alla lunghezza (L) del condotto cilindrico e alla viscosità (n) del fluido, mentre è inversamente proporzionale al raggio del condotto elevato alla quarta potenza (r4). Queste variabili sono espresse come segue: R=r4 8nL/π. Inoltre la resistenza vascolare e il flusso ematico potrebbero essere definiti da una semplice equazione, analoga alla legge di Ohm sul flusso degli elettroni, in cui flusso=pressione di perfusione/resistenza. La formula completa comprende le determinanti di base della resistenza (definite in precedenza nella formula Poiseuille) ed è chiamata legge di Poiseuille: Q=(PP) π r4/8nL. Q è determinato dal flusso, PP rappresenta la pressione di perfuzione con le determinanti di resistenza definite nella formula precedente. Sebbene la resistenza al flusso ematico possa anche essere influenzata dalla viscosità MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Erythropoiesis stimulating agents and sport flow can also be influenced by blood viscosity (n) and the length of the vessel, as required by the Poiseuille formula, it should be underlined that these parameters are usually constant in the cardiovascular system.34 With those premises, it is clear that the use of erythropoiesis stimulating agents, increasing the haematocrit value, enhances the blood viscosity. In this setting, one of the previously described constant parameter became variable. Theoretically, in a cardiac circulation, this modification may have profound consequences in two different conditions: the lower myocardial performance by lower preload and a slow coronary flow. The coronary circulation could be evaluated by (TIMI) score index, generally used in the evaluation of the coronary flow in myocardial ischemic pathologies.35 The slow coronary flow linked to the increased haematocrit value could be compared with a low (TIMI) score in myocardial ischemic pathologies (e.g., coronary diseases) or congenital malformations (e.g., myocardial bridge). Situations in which the slow coronary flow is the result of different para-physiological and pathological conditions. In this setting, although the greater oxygen supply ensured by higher hematocrit values, a long time persistence of blood in low flow vessels as coronary arteries district, could shift the curve to a slower flow, further increasing the thromboembolic action.36 Another interesting speculation maybe carried out when considering the negative inotropic effect of erythropoiesis stimulating agents. Indeed, the slow motion flow causes a reduction of the cardiac preload. Conceivably, in accordance to the Starling’s law, the decreased stretching of the cardiac fibers causes a reduction of the contractile force. In summary, although a greater blood volume, the use of erythropoiesis stimulating agents may induce a reduction of the end diastolic volume. This situation is not only detrimental for athletic performances, reducing the VO2max, but also potentially dangerous when considering all of the possible clinical consequences related to the described negative inotropic effects of erythropoiesis stimulating agents. Finally, it has to be taken into consideration the multiple mechanisms implicated in the pathogenesis of erythropoiesis stimulating agents-induced hypertension. These include an increase in erythrocyte mass, alterations in neuro-hormonal factors, such as norepinephrine, endothelin, angiotensin II, alterations in Vol. 64 - No. 4 BORRIONE del siero (n) e dalla lunghezza del vaso, come richiesto dalla formula di Poiseuille, dovrebbe essere sottolineato che questi parametri sono solitamente costanti nel sistema cardiovascolare 34. Con queste premesse è evidente che l’utilizzo di sostanze che stimolino l’eritropoiesi, aumentando il valore dell’ematocrito, incrementano la viscosità del siero. In questo panorama, uno dei parametri costanti descritti in precedenza è diventato una variabile. In via teorica, nella circolazione cardiaca, tale cambiamento può avere importanti conseguenze in due diverse condizioni: la ridotta performance miocardica da parte del più basso precarico e un lento flusso coronarico. La circolazione coronarica potrebbe essere valutata dall’indice TIMI, generalmente utilizzato per la valutazione del flusso coronarico nelle patologie ischemiche miocardiche 35. Il lento flusso coronarico legato all’aumentato valore dell’ematocrito potrebbe essere comparato con un basso punteggio TIMI nelle patologie ischemiche miocardiche (per es. disturbi coronari) o nelle malformazioni congenite (per es., ponte miocardico); situazioni in cui il lento flusso coronarico è il risultato di diverse condizioni para-fisiologiche e patologiche. In questo quadro, sebbene la maggior parte del trasporto di ossigeno sia garantito da più elevati valori dell’ematocrito, un lungo tempo di permanenza del sangue nei vasi a basso flusso, come il distretto circolatorio coronarico, potrebbe spostare la curva a un flusso minore, aumentando ulteriormente l’azione tromboembolica 36. Un’altra interessante osservazione può essere fatta prendendo in considerazione l’effetto inotropico negativo dell’uso di sostanze stimolanti l’eritropoiesi. È evidente che lo scarso movimento del flusso causa una riduzione del precarico cardiaco. È plausibile che, in accordo con la legge di Starlingfs, la riduzione dell’estensione delle fibre cardiache provochi una riduzione della forza contrattile. Riassumendo, nonostante un maggiore volume ematico, l’utilizzo delle sostanze stimolanti l’eritropoiesi può indurre una riduzione del volume diastolico finale. Questa condizione non è pericolosa solo per le prestazioni atletiche, riducendo il VO2max, ma è anche potenzialmente dannosa quando vengono prese in considerazione tutte le possibili conseguenze cliniche collegate ai descritti effetti inotropici negativi delle sostanze stimolanti l’eritropoiesi. Devono infine essere presi in considerazione i molteplici meccanismi coinvolti nella patogenesi dell’ipertensione indotta dalle sostanze stimolanti l’eritropoiesi. Detti meccanismi comprendono aumento della massa eritrocitaria, alterazione dei fattori neuro-ormonali, come norepinefrina, en- MEDICINA DELLO SPORT 455 Erythropoiesis stimulating agents and sport BORRIONE nitric oxide and prostaglandin system as well as direct effects on vascular smooth muscle cells.37, 38 dotelina, angiotensina II, alterazioni del sistema dell’ossido nitrico e prostaglandinico ed effetti diretti sulle cellule muscolari lisce 37, 38. Conclusions Conclusioni Based on the ongoing developments of hematological research, several alternatives are now available for increasing the aerobic capacity of the athletes. Unfortunately, the costs, in term of future well being of those subjects, seems to be very high. Both health care providers and researches should be aware of the fact that some blood doping procedures or drugs cannot be detected by any analytical methods. Moreover, the improvement in the knowledge of HIF might open further illicit use of erythropoiesis stimulating agents. With those premises, it is clear that the immediate and long term side effects should be strongly emphasized in order to ensure that ”old” athletes will not become “new” patients. Attualmente sono disponibili alcune alternative, basate sugli sviluppi in corso della ricerca ematologica, per l’aumento della capacità aerobica degli atleti. Purtroppo i costi, in termini di benessere futuro di tali soggetti, sembrano essere molto elevati. Sia i sanitari che i ricercatori dovrebbero essere consapevoli del fatto che alcune procedure di emodoping e alcuni farmaci non possano essere individuati dai metodi analitici. Inoltre l’aumento della conoscenza dell’HIF potrebbe dare luogo a ulteriori utilizzi non consentiti delle sostanze stimolanti l’eritropoiesi. Risulta evidente che con tali premesse dovrebbero essere sottolineati gli effetti collaterali immediati e a lungo termine, al fine di garantire che atleti di fama non divengano nuovi pazienti. References/Bibliografia 1) Ekblom B, Hermansen L. Cardiac output in athletes. J Appl Physiol 1968;25:619-25. 2) Kanstrup I, Ekblom B. Blood volume and haemoglobin concentration as determinants of maximal aerobic power. Med Sci Sports Exerc 1984;16:256-62. 3) Ekblom B, Berglund B. Effect of erythropoietin administration on maximal aerobic power. Scand J Med Sci Sports 1991;1:88-93. 4) Bruick RK, McKnight SL. Oxygen sensing gets a second wind. Science 2002;295:807-8. 5) Jelkmann W. 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Borrione, Department of Health Sciences, University of Rome “Foro Italico”, piazza Lauro de Bosis 15, 00194 Rome, Italy. E-mail: Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 457 MED SPORT 2011;64:459-71 Comparative study of the relationship between physical exercise and personality traits in male students of Tabriz University of Medical Sciences Studio comparativo del rapporto tra esercizio fisico e tratti di personalità negli studenti maschi dell’Università di Scienze Mediche di Tabriz M. GAROOCI FARSHI 1, A. MASOOMI 2, N. MASHINCHI ABBASI 1, A. YAVARI 2Department 2 1Faculty of Psychology, Tabriz University, Tabriz, Iran of Physical Education, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran SUMMARY Aim. The present study aimed to examine the relationship between physical exercise and personality traits among the male students of Tabriz University of Medical Sciences. Methods. In this study, using systematic sampling, 200 students of Tabriz University of Medical Sciences were selected. They were assessed by the NEO-Five Factor Inventory (NEO-FFI). The results were analyzed using descriptive statistics and analytical methods (t-test). Results. The study examining the five personality factors suggested no significant difference by traits such as neuroticism between both athletic and non-athletic subjects (P=0.02). In terms of extraversion, subjects of both groups did not show any significant difference. However, concerning openness, there was a significant difference between both groups (P=0.005), in that the athletes revealed high level of openness. Furthermore, both groups proved differently on the agreeableness factor (P=0.02), in other words; non-athletes scored higher on this factor. In addition, regarding conscientiousness, they were also different, as the athlete group scored higher than the non-athletes were. Conclusion. The present study suggests that on the five-factor model traits of NEO Personality Inventory, compared with non-athletes, athletes indicate better performance on openness and conscientiousness dimensions and physical exercise is associated with appropriate personality traits. Key words: Motor activity - Personality - Personality tests. RIASSUNTO Obiettivo. Lo scopo di questo studio era di esaminare la correlazione tra esercizio fisico e tratti di personalità tra gli studenti maschi dell’Università di Scienze Mediche di Tabriz. Metodi. In questo studio sono stati arruolati 200 studenti dell’Università di scienze mediche di Tabriz, utilizzando un campionamento sistematico. I soggetti sono stati valutati con la NEO-Five Factor Inventory (NEO-FFI). I risultati sono stati analizzati utilizzando i metodi di statistica descrittivo e analitico (t-test). Risultati. Lo studio ha analizzato i cinque fattori dalla personalità, non rilevando differenze significative nei tratti come il nevrotismo tra soggetti atletici e non-atletici (P=0,02). In termini di estroversione, i soggetti di entrambi i gruppi non hanno mostrato differenze significative. Tuttavia, riguardo all’apertura, questa presentava una differenza significativa tra i gruppi (P=0,005), per cui gli atleti dimostravano un livello di apertura maggiore. Inoltre, i gruppi si sono dimostrati differenti rispetto al fattore affabilità (P=0,02), con i non-atleti che hanno ottenuto un punteggio superiore. Infine, sono state rilevate differenze anche riguardo la coscienziosità, con gli atleti che hanno ottenuto risultati maggiori rispetto ai non-atleti. Conclusioni. Questo studio suggerisce che confrontando soggetti atletici e non-atletici riguardo ai cinque fattori modello dei tratti di personalità secondo la NEO Personality Inventory, gli atleti ottengono una performance migliore sulle dimensioni della apertura e coscienziosità e l’esercizio fisico è associato a tratti di personalità appropriati. Parole chiave: Attività fisica - Personalità - Test della personalità. Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 459 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI I n the present time, the complexities of human relationships, industrial development, and the effects of modern technology on daily life, as well as inactivity due to mechanization, result in some psycho-behavioral disorders such as depression, anxiety, fear, etc. Although over the past decades, behavioral disorders have been known as one of the personality complications, in recent years, the relation of personality traits with social behaviors has been aimed in many studies. The word “personality” originates from the word “persona”, which refers to the mask used by actors in the theatre. Personality is the sum total of all behavioral and mental characteristics that make an individual unique and includes the social, perceptual, and cognitive characteristics. Personal factors such as intelligence and heredity as well as familial factors like economic status of the parents, and social factors such as educational situation play an important role in the development of each individual’s personality.1 Rogers suggests that “personality is the organized self, which directs the individual activities” and according to Frued personality is composed by Id, Ego, and Superego. In Allport’s point of view (1937), “personality is the dynamic organization within the individual of those psychophysical systems that determine his/her unique adjustments to his/her environment”, while according to Hollander (1971) “the total sum of an individual’s characteristics, which make him/her unique, is personality”.1 According to Hillgard and Atkinson “personality is the specific patterns of thoughts, emotions, and behaviors, which form individual’s interaction with the environment”, so personality may play an important role in health maintenance and promotion.2 Understanding of personality traits is fundamental for the studies about the association between personality and health. Those studies were devoted to determine whether people with healthy behaviors have common personality traits that are not observed in unhealthy people. Physical exercise is one of the healthy behaviors; its association with specific personality dimensions has been the topic of many studies in recent years. Over the past years, the physical benefits of exercise have been well documented and include a reduced risk of and a facilitation of treatment of diabetes, heart diseases, high blood pressure, a reinforcement of the immune system, the prevention of bone density loss as well 460 A l giorno d’oggi, la complessità delle relazioni umane, lo sviluppo industriale, l’effetto della tecnologia moderna sulla vita quotidiana, e l’inattività dovuta alla meccanizzazione, risultano in alcuni disordini di personalità psicocomportamentali come la depressione, l’ansia, la paura, ecc. Benché negli scorsi decenni i disordini comportamentali siano stati riconosciuti come complicanze della personalità, solo negli anni recenti la correlazione tra tratti di personalità e comportamenti sociali è stata oggetto di studio. Il termine “personalità” origina dalla parola “persona”, che si riferisce alla maschera utilizzata dagli attori in teatro. La personalità è la somma totale di tutte le caratteristiche comportamentali mentali che rendono un individuo unico e comprende le caratteristiche sociali, percettive, e cognitive. Alcuni fattori personali come l’intelligenza e il patrimonio genetico come anche fattori familiari quali lo status economico dei genitori, e fattori sociali come la situazione educativa rivestono un ruolo importante nello sviluppo della personalità di ogni individuo 1. Rogers suggerisce che “la personalità è il sé organizzato, che guida le attività individuali” e Frued riteneva che la personalità fosse composta da Id, Ego, e Superego. Secondo il punto di vista di Allport (1937), “la personalità è l’organizzazione dinamica all’interno dell’individuo di quei sistemi psicofisici che determinano il suo adattamento unico all’ambiente”, mentre secondo Hollander (1971), “la personalità è la somma totale delle caratteristiche individuali, che lo rendono unico” 1. Hillgard e Atkinson ritengono che “la personalità è il quadro specifico di pensieri, emozioni e comportamenti, che determinano l’interazione dell’individuo con l’ambiente”, così che la personalità potrebbe avere un ruolo importante nel mantenimento e nella promozione dello stato di salute 2. La comprensione dei tratti della personalità costituisce la base degli studi sull’associazione tra personalità e salute. Alcuni studi sono stati rivolti a determinare se soggetti con comportamenti salutari presentino tratti di personalità comuni che non si osservano nelle persone meno sane. L’esercizio fisico è uno dei comportamenti salutari: la sua associazione con dimensioni specifiche di personalità è stato l’argomento di molti studi negli ultimi anni. Negli anni passati è stato ben documentato il beneficio fisico dell’esercizio, compresa la riduzione del rischio di diabete e il miglioramento del suo trattamento, la riduzione del rischio di malattie cardiologiche, dell’ipertensione, il rinforzo del si- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI as an improvement in weight management, and overall fitness.3 Beneficial effects of physical exercise in mental health, cognition, and emotions have also been well documented. It has been suggested that physical exercise not only improves the cognitive functions and facilitates the improvement of brain damages, but also decreases the risk of age-related cognitive impairments, furthermore it contains antidepressant effects. The findings of another study revealed that in addition to enhancement of the “endorphin” secretion, it increases the “brain neurotrophic factor”, both of which not only improve mood and sensation of well-being, but also play a key role in the positive cognitive effects of exercise.4 Therefore, physical exercise can be effective in the reduction of psychological and behavioral disorders, and persistence of personality factors. The association between exercise and personality has been examined for over 50 years and has resulted in different studies using different theories and questionnaires on the human personality aspects.5 There is extensive evidence that personality traits are associated with healthrelated behaviors; however, findings have not always proved it.6 Among the first studies about the relationship between exercise and personality, which later caused the acknowledgment of personality theories, are Allport’s studies. He recognized two kinds of central and environmental traits for personality. Later researchers such as Cattell (194665) propagated 16 primary factors and five secondary factors. Guilford (1959), Cooper (1969), and Ogilvie (1968-79) concluded certain characteristics in athletes and the latter presented the AMI (Athletic Motivation Inventory) for identifying the characteristics of successful athletes.7-9 Eysenck (1966-70) believed that three traits neuroticism, extraversion, and psychoticism were sufficient to describe human personality.10 Other reports in those years regarding personality differences between athletes and non-athletes are those by Kane and Berger (1970) and Rushall (1972). The contemporary interaction model to sport was first applied by Carron (1975) and encompassed both performer characteristics and situational demands as determinants of behavior. According to McKelvie et al. (1981) athletes were evaluated as being more dominant than non-athletes, as well as less imaginative, but were more self-sufficient, which is a key to success and goals for achievement. Later studies Vol. 64 - No. 4 stema immunitario, la prevenzione dell’osteoporosi, il miglioramento della gestione del peso corpo, e lo stato generale di salute 3. Sono stati ben documentati anche gli effetti benefici dell’esercizio fisico sullo stato di salute, cognitivo ed emotivo. Si pensa che l’esercizio fisico non solo migliori le funzioni cognitive e faciliti la guarigione dalle lesioni cerebrali, ma che riduca anche il rischio di peggioramento dello stato cognitivo correlato all’età, e che abbia anche effetti antidepressivi. Un altro studio ha rilevato che, oltre ad aumentare la secrezione di “endorfine”, aumenta anche il “fattore neurotrofico cerebrale, brain neurotrophic factor”. Entrambi questi fattori non solo migliorano l’atmosfera della sensazione di benessere, ma giocano anche un ruolo chiave nell’effetto cognitivo positivo dell’esercizio 4. Pertanto, l’esercizio fisico può essere efficace nella riduzione dei disordini psicologici e comportamentali, e nella persistenza di fattori della personalità. Di fronte a questa visione dell’associazione tra esercizio personalità, cinquant’anni di valutazioni hanno prodotto numerosi studi basati su teorie diverse utilizzando diversi questionari sugli aspetti della personalità umana 5. Esiste una corposa evidenza che i tratti della personalità siano associati a comportamenti di salute; tuttavia questo non è stato sempre dimostrato 6. Tra i primi studi sulla correlazione tra esercizio personalità, che hanno successivamente portato al riconoscimento delle teorie della personalità, ci sono gli studi di Allport. Questi ha riconosciuto due tipi di tratti di personalità, centrale e comportamentali. Studi successivi come quelli di Cattell (1946-65) hanno individuato 16 fattori primari e cinque secondari. Guilford (1959), Cooper (1969) e Ogilvie (1968-79) hanno individuato certe caratteristiche tra gli atleti, in particolare l’ultimo autore ha ideato l’AMI (Athletic Motivation Inventory) per identificare le caratteristiche degli atleti di successo 7-9. Eysenck (1966-70) ritiene che tre tratti – nevrotismo, estroversione, e psicoticismo siano sufficienti per descrivere la personalità umana 10. Altri studi di quegli anni riguardo le differenze di personalità tra atleti e non-atleti sono quelli di Kane e Berger (1970) e Rushall (1972). Il modello di interazione contemporanea è stato applicato per la prima volta allo sport da Carron (1975) e individua sia le caratteristiche del soggetto che le richieste situazionali come determinanti per il comportamento. Secondo McKelvie et al. (1981), gli atleti vengono considerati più dominanti rispetto ai non-atleti, hanno miglior immaginazione, sono meno autosufficien- MEDICINA DELLO SPORT 461 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI found that athletes experienced higher levels of self-confidence than non-athletes.11 Little research has been devoted to the psychological mechanisms by which personality traits affect health-related behaviors, but one of the proposed mechanisms is motivation. The motivational processes control exercise initiation and persistence,3, 5 but the presentation of a consistent pattern about the association between traits and exercise participation is difficult.12 In a research where Eysenck’s model of personality was used, the association between exercise participation and low level of neuroticism and psychoticism as well as high level of extraversion has been reported. During a two-stage study in Finland (1985, 1995) on middle-aged and old people that were former athletes, it was shown that athletes who had participated in power sports and team sports were more extroverted, while endurance and shooting sports athletes had lower neuroticism. Both groups had a lower rate of depression and were more life-satisfied; however, no group differences in anxiety scores were found.13 In 1981, Goldberg proposed a five-dimension personality model nicknamed the “Big Five”,14 which involved 100 descriptive traits and Saucier decreased it to 48 big five mini-markers. In fact, the five-factor model was derived from Cattell’s works. He was one of the initiators of modern personality description.15 In 1985, McCrae and Costa developed the NEO personality five-factor inventory. NEO-PI had 181 selfreported items consisting of three components neuroticism (N), extraversion (E), and openness (O) but had general scores for two traits of agreeableness (A) and conscientiousness (C). In 1989, some other items were proposed for this test. Eysenck had introduced these two latter traits as the only basic characteristics of psychoticism (1992), while in that year, McCrae and Costa introduced these two traits as the basic separate personality dimensions.6 In the revised version inventory (NEO-PI-R), other scales were suggested for the sub-traits of C and A, then increased up to 240 items. In 1992, McCrae and Costa developed a shortened version of 60 items (12 by scale named NEO-FFI as well) that was constructed with the best items after a factor analysis.16 By assessing and controlling its validity and reliability, it was widely used in all areas of the psychological research such as the relationship between personality traits and physical exercise; however, in some cases the results have been contradictory. 462 ti, il che rappresenta la chiave per il successo e il raggiungimento degli obiettivi. Studi successivi hanno dimostrato che gli atleti raggiungono livelli superiori di autostima rispetto ai non-atleti 11. Solo una piccola parte della ricerca è stata rivolta ai meccanismi psicologici con i quali i tratti di personalità influiscono sul comportamento correlato alla salute, ma uno dei meccanismi proposti è la motivazione. È il processo motivazionale che controlla l’avvio e la resistenza all’esercizio 3, 5, ma risulta difficile la presentazione di un quadro consistente sulla correlazione tra tratti e partecipazione all’esercizio 12. In una ricerca che utilizzava il modello di personalità di Eysenck, è stata dimostrata un’associazione tra partecipazione all’esercizio e basso livello di nevroticismo e psicoticismo e alti livelli di estroversione. In uno studio finlandese two-stage (1985, 1995) su persone di media età e anziane che erano state precedentemente atleti, si è visto che gli atleti di sport di potenza e di sport di squadra erano più estroversi, mentre gli atleti di resistenza e tiro presentavano un minor nevroticismo. Entrambi i gruppi erano meno affetti dalla depressione ed erano maggiormente soddisfatti della vita; tuttavia non sono state rilevate differenze tra i gruppi rispetto ai punteggi di ansietà 13. Nel 1981 Goldberg ha proposto un modello di personalità a cinque dimensioni soprannominato “Big Five” 14, che comprendeva 100 tratti descrittivi, e Saucier lo ha ridotto a 48 mini-marker dei Big Five. In effetti, il modello cinque fattori deriva dal lavoro di Cattell. Egli è uno degli iniziatori dei pionieri della moderna descrizione di personalità 15. Nel 1985 McCrae e Costa hanno sviluppato la inventory NEO a cinque fattori. La NEO-PI presenta 181 item auto riportati riferiti ai componenti nevroticismo (N), estroversione (E) e apertura (O) ma rappresentano punteggi generali per l’affabilità (A) e la coscienza (C). Nel 1989 Eysenck introdusse questi due ultimi ritratti come le sole caratteristiche di base dello psicoticismo (1992), mentre in quell’anno McCrae e Costa introdussero questi due tratti come dimensioni separate di personalità 6. Nella versione revisionata dell’inventory (NEOPI-R), sono stati suggeriti altri punteggi per i sotto tratti di C e A, aumentando fino a 240 item. Nel 1992 McCrae e Costa hanno sviluppato una versione abbreviata di 60 item (12 per punteggio; nominato NEO-FFI) costruito con i migliori item dopo un’analisi fattoriale 16. Dopo la sua definizione e una volta valutatane la validità di affidabilità, è stato utilizzato ampiamente in tutti i campi della ricerca psicologica come nelle relazioni tra tratti MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI The study by Courneya et al. using the fivefactor model of personality, demonstrated exercise participation to be associated with lower neuroticism, higher extraversion and higher conscientiousness and also related with improvement of mental well-being and quality of life.3, 6 Another study on 182 athletes, indicated neuroticism was associated with more interjected regulation, while openness and conscientiousness were related with less external regulation.6 Giacobbi’s study on students showed that an increased frequency of exercise was associated with significant increases in the positive mood states and reductions in the negative mood. However, exercise’s relationship with aspects of personality was not so much significant.17 Findings of a meta-analysis of the researches on 1969-2006, excepting some of the differences suggested by traits as extraversion were not associated with absolute opinion about the relationship of physical exercise and personality dimensions.18 The results of a research on high-risk sports athletes carried out using the “Big Five”, showed that compared with non-athletes and non-risk sports athletes, high-risk sports athletes scored the highest point in emotional stability (neuroticism) and conscientiousness, respectively, while they got the lowest score in openness and non-risk sports athletes achieved the highest score.15 Whereas the Balch’s comparative study on the personality traits of officials in volleyball, hockey and wrestling sports using the NEO-FFI, shows that they have a high score only on extraversion and not differ from regular people on the other personality traits.19 Personality traits obviously influence athletes’ competitive performance, for example, in a study regarding personality variables and competitive skills for determining the differences between tennis players, it was proved that, compared with the control group, they exhibited higher extraversion and lower neuroticism. In many studies, athletes’ scores of agreeableness reported lower than average due to their will to compete.20 di personalità e l’esercizio fisico; tuttavia, in alcuni casi, il risultato è stato contraddittorio. La ricerca di Courneya et al. che utilizzava il modello di personalità a cinque fattori, ha dimostrato che la partecipazione all’esercizio è associata con un minor nevroticismo, maggior estroversione, è maggior coscienza ed è anche correlata con un miglioramento del benessere mentale e della qualità di vita 3, 6. Un altro studio su 182 atleti ha dimostrato che il nevroticismo è associato con una regolazione più esclamativa, mentre l’apertura della coscienza sono correlati con una regolazione più esterna 6. Lo studio di Giacobbi sugli studenti ha dimostrato che un’aumentata frequenza dell’esercizio si associa a un aumento significativo degli stati d’umore positivi e una riduzione degli umori negativi 17. Tuttavia la correlazione con gli aspetti della personalità non era così significativa. I risultati di una metanalisi delle ricerche tra il 1969 e 2006 non esprimevano un’opinione assoluta sulla correlazione tra esercizio fisico e dimensioni di personalità, ad eccezione di alcune differenze suggerite dai tratti come l’estroversione 18. I risultati di una ricerca sugli atleti di sport ad alto rischio utilizzando i “Big Five” ha dimostrato che, rispetto ai non-atleti e agli atleti di sport non a rischio, ottenevano punteggi maggiori nella stabilità emozionale (nevroticismo) e coscienza, mentre ottenevano risultati più bassi nell’apertura, mentre gli atleti di sport non a rischio ottenevano risultati più alti 15. Lo studio comparativo di Balch sui tratti di personalità dei dirigenti nella pallavolo, hockey e wrestling utilizzando il NEOFFI, riporta che ottenevano un punteggio alto solo nell’estroversione mentre non differivano dalle persone comuni per gli altri tratti di personalità 19. I tratti di personalità ovviamente influenzano la performance competitiva degli atleti: per esempio, in uno studio sulle variabili di personalità e le capacità competitive dei tennisti, è stato dimostrato che rispetto al gruppo di controllo presentano una maggior estroversione e un minor nevroticismo. In molti studi, i punteggi di amabilità degli atleti risultano inferiori rispetto alla media a causa della loro competitività 20. Materiali e metodi Materials and methods Soggetti Participants The target population of the present study included male students of Tabriz University of Medical Sciences, ranging in age from 19 to 26 Vol. 64 - No. 4 La popolazione campione di questo studio comprendeva studenti maschi dell’Università di scienze mediche di Tabriz, di età compresa tra i 19-26 anni, per lo più single. Utilizzando un sistema di MEDICINA DELLO SPORT 463 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI Table I.—General characteristics of the two groups. Tabella I. — Caratteristiche generali dei due gruppi. Subjects Athletes Non-athletes 100 100 Sport background (in years) Age N. M SD M SD 2.89 18.77 4.18 1.83 4.22 - 3.20 - years, mostly single. Overall, using random systematic sampling, 200 people were chosen, and they were assigned in two subgroups of 100 people each. The first group consisted of athletes who were memberships of the university sport teams and the subjects of the second group had no sport background. General characteristics of the subjects are shown in Table I. All participants were informed about the aim of the present study and gave their informed consent. The university exercise group performed all of the tests and gathering the answers, the raw data were recorded. Using descriptive statistics (mean and standard deviation) and analytical methods (t-test) results were analyzed. T-test was used for comparison and statistical evaluation of the differences between athlete and non-athlete groups. In this study, for analyzing the collected data SPSS software was also used. campionamento casuale sono state selezionate 200 persone, suddivise in due sottogruppi di 100 persone ciascuno. Il primo gruppo consisteva di atleti membri delle squadre sportive universitarie, mentre i soggetti del secondo gruppo non avevano un background sportivo. Le caratteristiche generali dei soggetti sono riportate nella Tabella I. Tutti i partecipanti sono stati informati dello scopo di questo studio e hanno espresso un consenso informato. Il gruppo di ricerca universitario sull’esercizio ha eseguito tutti i test e raccolto le risposte, registrando i dati puri. I risultati sono stati analizzati utilizzando metodi di statistica descrittivi (media e deviazione standard) e metodi analitici (t-test). Il t-test è stato utilizzato per la valutazione statistica delle differenze tra i gruppi di atleti e non-atleti. In questo studio, per analizzare i dati raccolti, è stato anche utilizzato il software SPSS. Instruments Strumenti The research instrument was the 60-item NEO-FFI (the short version of NEO Five Factor Inventory). As was mentioned before, it was constructed for the application of the personality five-factor model, and gives a framework of the principal personality traits that have been developed during the four past decades. It is a brief, comprehensive, and quick self-report that accurately measures the five domains and maintains strong reliability and validity. NEOFFI items were selected from the NEO-PI items that demonstrated the strongest correlation with their respective domain factor score, regardless of the item’s intended facet. Each of the five domains of NEO-FFI possess adequate internal consistency and temporal stability. Furthermore, the completion of this instrument requires only 10-15 minutes,16, 21 reported that the NEO-60 would present a better fit and higher coefficients than NEO-PI-R. It has been tested internationally and has shown high domain level reliability. This questionnaire has been translated into most of the world’s languages such as Lo strumento di ricerca utilizzato era il NEO-FFI a 60 item (la versione abbreviata della NEO Five Factor Inventory). Come riportato in precedenza, questo strumento è stato costruito per l’applicazione del modello e cinque fattori della personalità, e fornisce un quadro di lavoro per i principali tratti di personalità che sono stati sviluppati negli ultimi quarant’anni. È un questionario breve, completo e rapido, auto-somministrato, che misura accuratamente i cinque domini e mantiene una forte affidabilità e validità. Gli item NEO-FFI sono stati selezionati tra gli item NEO-PI essendo quelli che correlano maggiormente con i punteggi dei loro rispettivi domini, senza considerare l’aspetto intenzionale dell’item. È stato dimostrato che ognuno dei cinque domini del NEO-FFI presenta un’adeguata consistenza interna e stabilità temporale. Inoltre il completamento di questo questionario richiede solo 10-15 minuti 16, 21; è stato riportato che il NEO-60 presenterebbe una maggior aderenza ai coefficienti maggiori rispetto al NEO-PI-R. È stato testato internazionalmente e ha mostrato un alto livello di affidabilità dei domini. 464 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI French, Swedish, German, Japanese, Chinese, Arabic, Norwegian, Polish, Portuguese, Indian, Turkish, Spanish, Russian, Malaysian, etc. Furthermore, its validity has been evaluated.14 Garoosi et al. in Iran have also translated this questionnaire into Persian; they evaluated its validity and reliability. They found that 38% of scores were on average, where 24% of scores were high or low and 7% of scores were very high or very low. As results were recognized constant with our culture, the questionnaire was used in this study.22 This questionnaire is a comprehensive tool and can explain individuals’ personality in different ways. The overall measures of a group of related traits referred as the facets or scales, form the measure of a factor, and in general show a comprehensive description of the affective, social, experimental, attitudinal, and motivational state of an individual. This questionnaire assessed Openness, Conscientiousness, Extraversion, Agreeableness, and Neuroticism (OCEAN) as follows: 1. openness indicates level of curiosity, independent judgment, and conservativeness. It is also referred to as “intellect”, is associated with a general appreciation for art, active imagination, unusual ideas, novelty seeking, risk-taking, intellectual curiosity, beauty sensation, variety of experience, and creativity.23, 24 Following a healthy diet as vegetarianism was proved to be a high score on openness;25 2. conscientiousness: is a tendency to show self-discipline, act dutifully and direct impulses, purposeful planning and persistence and aim for achievement. It is the level of self-control in planning and organization.21 Moreover it includes the factor known as “Need for Achievement (NAch)”. Others regard conscientious individuals as intelligent, reliable, and compulsive in their behavior;14 3. extraversion: is characterized by positive emotions, courageous, surgency, tendency to seek out stimulation, and the company of others as well as engagement with the external world, enjoying being with people, enthusiasm, exuberance, being energetic, active, talkative, and asserting oneself.3, 14 Most of the researchers agree that compared with non-athletes, athletes have high scores on extraversion;5 4. agreeableness: is defined as humanitarian, sympathy, usefulness, being compassionate, modest, and respectful to others. Individuals with high scores on agreeableness believe that others are honest, confident, trustworthy, and qualified. Agreeable people are compassionate Vol. 64 - No. 4 Il questionario è stato tradotto in molte lingue del mondo come francese, svedese, tedesco, giapponese, cinese, arabo, norvegese, polacco, portoghese, indiano, turco, spagnolo, russo, malese, ecc. Inoltre, non è stata valutata la validità 14. Garoosi et al. in Iran hanno anche tradotto il questionario in persiano; ne hanno valutato la validità e affidabilità. Hanno dimostrato che il 38% dei punteggi era di livello medio, 28% era di livello alto o basso e 7% dei punteggi apparteneva ai livelli molto alto o molto basso. Essendo stato riconosciuto in accordo con la nostra cultura, il questionario è stato utilizzato per questo studio 22. Questo questionario è uno strumento completo e può spiegare la personalità individuale in modi diversi. Le misure generali di un gruppo di tratti correlati, definiti come aspetti o punteggi, formano la misura di un fattore, e in generale dimostrano una descrizione completa dello stato affettivo, sociale, sperimentale, attitudinale e motivazionale di un individuo. Si sono valutate apertura, coscienza, estroversione, amabilità, e nevroticismo come segue: 1) apertura: è il livello di curiosità, giudizio indipendente, e conservatorismo. Viene anche definita “intelletto”, è associata a un apprezzamento generale dell’arte, immaginazione attiva, idee inusuali, ricerca della novità, assunzione di rischi, curiosità intellettuale, sensazione di bellezza, varietà di esperienza, e creatività 23, 24. Nelle persone caratterizzate da alti punteggi di apertura è stata dimostrata la preferenza per una dieta salutare come il vegetarianesimo 25; 2) coscienza: è la tendenza a dimostrare autodisciplina, agire rigorosamente e dirigere gli impulsi, pianificare con attenzione, persistere e ricercare i risultati. È il livello di autocontrollo nella pianificazione e organizzazione. Inoltre comprende il fattore noto come “ ricerca dei risultati”. Alcuni definiscono gli individui caratterizzati dalla coscienza come intelligenti, affidabili, e compulsivi nel loro comportamento 14; 3) estroversione: è caratterizzata da emozioni positive, coraggio, impeto, tendenza alla ricerca di stimoli e della compagnia di altri, come anche attenzione al mondo esterno, piacere nell’essere in compagnia, entusiasmo, esuberanza, energia, attività, loquacità, e imposizione 3, 14. Molti ricercatori concordano che confrontati ai non-atleti, gli atleti risultano più propensi all’estroversione 5; 4) affabilità: è la capacità di essere caritatevoli, simpatici, utili, compassionevoli, modesti e rispettosi degli altri. Gli individui con alti punteggi di affabilità sono convinti che gli altri siano onesti, affidabili, capaci e qualificati. Le persone affabili sono MEDICINA DELLO SPORT 465 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI and cooperative rather than being suspicious and antagonistic towards others;24 5. neuroticism: shows the general tendency to experience negative emotions such as fear, grief, anger, guilty sense, disgust, depression, vulnerability, and hopelessness and psychological distress in response to stressors. It is associated with a negative mood, usually persists for a long time.14 This factor is also called “emotional stability”. High scores of neuroticism have been reported in relation with high risk of cardiovascular diseases.26 Furthermore, during a six-year study it was proved that a high level of neuroticism and low scores of extraversion were associated with a significant increase in death rates. Physical activity was one of the examined variables in this research.27 In addition, the possibility of a negative relationship between adrenal-cortical arousal and low scores of neuroticism has been reported.28 Genetic factors such as variations related to serotonin, the CYP2A6 gene polymorphism, may be involved in varied incident of these traits such as openness.29 Moreover, gender differences such as high levels of neuroticism and agreeableness were more frequent in young and old women than in young and old men.30 Studies that used several different inventories (among them NEO-PI-R) found that conscientiousness, and emotional stability increased with age, especially between 20 and 40 years. Furthermore, cultural differences have been demonstrated in several different nations.14 The list of domains and facets measured by NEOFFI is shown in Table II. compassionevoli e cooperative piuttosto che essere sospettose e antagonistiche rispetto agli altri 24; 5) nevroticismo: dimostra la tendenza generale a provare emozioni negative come paura, afflizione, collera, senso di colpa, disgusto, depressione, vulnerabilità, disperazione e stress psicologico in risposta a stimoli stressogeni. È associato a un umore negativo, spesso persistente per un lungo tempo 14. Questo fattore e anche chiamato “stabilità emozionale”. Alti punteggi di nevroticismo sono associati a un alto rischio di patologie cardiovascolari 26. Inoltre, in uno studio di sei anni è stato dimostrato che un alto livello di nevroticismo e bassi punteggi di estroversione sono associati a un significativo aumento del rischio di morte. L’attività fisica è stata una delle variabili esaminate in questa ricerca 27. Inoltre, è stata riportata la possibilità di una correlazione negativa tra l’aumento di secrezione adreno-corticale e bassi punteggi di nevroticismo 28. Fattori generali come variazioni correlate alla serotonina e il polimorfismo del gene CYP2A6 potrebbero essere coinvolti nell’incidenza variabile di questi tratti come l’apertura 29. Inoltre sono state riportate differenze di sesso, con un’alta incidenza di nevroticismo e affabilità tra le donne, giovani e anziane, rispetto agli uomini giovani e anziani 30. Studi che hanno utilizzato differenti questionari (tra cui il NEO-PI-R) hanno dimostrato che la coscienza e la stabilità emotiva aumentano con l’età, specialmente tra i 20 e i 40 anni. Inoltre sono state dimostrate differenze culturali in nazioni diverse 14. La lista dei domini e aspetti misurati dal NEO-FFI è riportato in Tabella II. Risultati Results After describing the project to all participants, in order to avoid any unreal and insincere answer, the two groups completed the questionnaires in similar conditions and the results were Dopo aver presentato il progetto a tutti partecipanti, al fine di evitare risposte false o poco sincere, i due gruppi hanno completato i questionari in condizioni simili, e i risultati sono stati raccolti. Poi, per entrambi i gruppi di atleti e non-atleti, Table II.—Domains and facets of NEO-EEI. Tabella II. — Domini e aspetti del NEO-EEI. Domain Facets 466 Openness Fantasy Esthetics Feelings Actions Ideas Values Conscientiousness Competence Order Dutifulness Achievement Striving Self-discipline Deliberation Extraversion Agreeableness Warmth Gregariousness Assertiveness Activity Excitement Seeking Positive Emotion Trust Straightforwardness Altruism Compliance Modesty Tendermindedness MEDICINA DELLO SPORT Neuroticism Anxiety Hostility Depression Self-consciousness Impulsiveness Vulnerability to stress Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI gathered. Then, for both groups of athletes and non-athletes, we descriptively calculated the mean and standard deviation on the five-factors of personality (including neuroticism, extraversion, openness, agreeableness, and conscientiousness). We found that the highest score, which was observed in the athlete group, was conscientiousness; however, this group acquired a low score on neuroticism that was the lowest score in the domains. Both groups had the same score on extraversion, but the standard deviation of the non-athletes was higher than in the other group. Although the athletes were high in openness, compared with non-athletes, they got a lower score on agreeableness. These results are presented in Table III. Then, we analyzed data related to the five traits of both groups. In other words, we examined whether they had a significant difference on these factors. The results are presented in Table IV. The results suggested no significant difference between the two groups on neuroticism as the obtained t (1.28) was lower than the critical value of t (1.96). Furthermore, we did not find any significant difference between both groups on extraversion since the obtained t (1.83) was lower than critical value of t (1.96). However, both groups had a significant difference on openness, since the obtained t (2.81) abbiamo calcolato descrittivamente la media e deviazione standard dei cinque fattori di personalità (nevroticismo, estroversione, apertura, affabilità, e coscienziosità). Il punteggio più alto che abbiamo rilevato nel gruppo di atleti era quello della coscienziosità; tuttavia questo gruppo ha ottenuto un basso punteggio di nevroticismo, che rappresentava il punteggio più basso in tutti i domini. I due gruppi hanno riportato lo stesso punteggio di estroversione, ma la deviazione standard dei non-atleti era superiore all’altro gruppo. Benché gli atleti avessero un alto punteggio di apertura rispetto ai non-atleti, mostravano un punteggio più basso di affabilità. Questi risultati sono riportati nella Tabella III. Poi abbiamo analizzato i dati correlati ai cinque tratti per entrambi i gruppi. In altre parole, abbiamo esaminato se presentavano differenze significative rispetto a questi fattori. I risultati sono riportati nella Tabella IV. I risultati non riferiscono differenze significative tra i due gruppi sul nevroticismo, visto che il t osservato (1,28) è inferiore al valore critico di t (1,96). Inoltre, non abbiamo rilevato differenze significative tra i gruppi riguardo l’estroversione poiché il t osservato (1,83) è inferiore al valore critico di t (1,96). Tuttavia i due gruppi presentavano differenze significative di apertura, poiché il t osservato (2,81) è superiore al valore critico (2,32); questo significa che, rispetto ai non-atleti, il gruppo degli atleti presenta una maggiore aper- Table III.—Mean and standard deviation of the scores of both groups of athletes and non-athletes on the five-factors of personality. Tabella III. — Media e deviazione standard dei punteggi dei due gruppi di atleti non-atleti nei cinque fattori di personalità. Subjects Athletes Non-athletes Mean and standard Conscientiousness deviation M SD M SD Agreeableness 36.49 5.73 34.72 5.28 31.54 4.77 31.33 5.52 Openness Extraversion 27.56 4.21 25.73 4.97 Neuroticism 29.47 5.65 30.98 36.0 20.61 6.84 21.9 7.36 Table IV.—Data analysis of the personality traits of both groups. Tabella IV. — Analisi dei dati dei tratti di personalità dei due gruppi. Personality trait O C E A N Vol. 64 - No. 4 Athletes M 27.56 36.49 29.47 31.54 20.61 SD 4.21 5.73 5.65 4.77 6.84 Non-athletes t 2.81 2.27 1.83 2.43 1.28 Sig 0.005 0.02 0.07 0.02 0.2 M 25.73 34.72 30.98 33.31 21.9 MEDICINA DELLO SPORT SD 4.97 5.28 6.03 5.52 7.36 t 2.81 2.27 1.83 2.43 1.28 Sig 0.005 0.02 0.07 0.02 0.2 467 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI was higher than critical value of t (2.32); that is, compared with non-athletes, the athletic group was high in openness. On the other hand, the non-athletes had higher agreeableness. Regarding the conscientiousness domain, both groups exhibited a significant difference since the obtained t (2.27) was higher than critical value of t (1.96), so we concluded that the athletic group proved higher in conscientiousness than the non-athletic one. tura. D’altro canto, i non-atleti hanno dimostrato una maggior affabilità. Rispetto al dominio della coscienziosità, i gruppi hanno dimostrato differenze significative, visto che il t osservato (2,27) è superiore al valore critico (1,96), per cui abbiamo concluso che il gruppo di atleti si è dimostrato superiore a quello di non-atleti nel campo della coscienziosità. Discussion La teoria dei tratti è stata introdotta nelle teorie psicologiche negli anni ’30; ognuno dei teorici ha definito la personalità con alcuni fattori, come il modello di personalità a tre fattori di Eysenck che comprendeva estroversione, nevroticismo e psicoticismo. Successivamente, gli psicologi hanno manifestato la necessità di introdurre nuovi fattori, e il modello a cinque fattori è stato sperimentato su argomenti psicologici, e si ritiene che, in contrasto con il modello tre fattori, possa anche predire i disordini psicologici. Visto il ruolo dei fattori genetici e ambientali sulla personalità, l’associazione tratta che di personalità ed esercizio fisico è stato argomento di molti studi. Pertanto, sono stati fatti molti tentativi per definire le differenze di personalità tra atleti e non-atleti; tuttavia sono stati riportati risultati contraddittori. Una meta-analisi condotta da Rhodes su studi effettuati tra il 1969 e il 2006 non ha rilevato correlazioni tra esercizio fisico e domini di personalità, eccetto che per l’estroversione 18. Nella maggior parte degli studi, l’estroversione presentava una correlazione positiva con l’esercizio, specialmente negli atleti di sport di squadra, verosimilmente come risultato di un alto numero di contatti sociali 1, 31. Kajihara et al. (2001) hanno dimostrato che gli atleti tendono a essere più estroversi e coscienziosi ma meno aperti all’esperienza e affabili rispetto ai non-atleti 32. Il modello cinque fattori è stato utilizzato ampiamente per analizzare le diverse caratteristiche di personalità tra atleti di alto livello e basso livello, tra atleti maschi e femmine, e tra atleti di sport individuali e di squadra. Può anche servire a distinguere diversi livelli di coinvolgimento del gesto atletico e può aiutare a identificare le strategie di adattamento da adottare durante la pratica sportiva 33. In questo studio, la varianza dei punteggi era superiore nel gruppo dei non-atleti. Nella maggior parte degli studi, l’estroversione è stata caratterizzata come predittore del comportamento sportivo Since 1930s, the trait theory entered the psychological theories; each of the theorists has defined personality with some factors, as the Eysenck’s three-factor model of personality that was involved extraversion, neuroticism, and psychoticism. Later as the psychologists needed more factors, the “Five Factor” model was proved in psychological arguments and it is believed that in contrast with the three-factor model, it can even predict the psychological disorders. Due to the role of genetic and environmental factors on personality, the association between personality traits and physical exercise has been the topic of many studies. Therefore, many attempts have been performed to define personality differences between athletes and non-athletes, however, contradictory results have been offered. A meta-analysis performed by Rhodes on studies ranging from 1969-2006 found no relationship between physical exercise and personality domains with the exception of extraversion.18 In most reports, extraversion had a positive relation with exercise, especially in team sport athletes that seem to be a result of a high number of social contacts.1, 31 Kajihara et al. (2001) found that athletes tend to be more extraverted and conscientious but less open to experience and agreeable than non-athletes.32 Five-Factor model has been widely used to investigate the different personality characteristics between higher-level and lower-level athletes, between male and female athletes and between individual and team sport athletes. It also can help distinguish various levels of athletic involvement and can help identify the coping strategies to adopt during participation.33 In the present study, scores variance was higher in the non-athlete group. In most stud- 468 Discussione MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI ies, extraversion has been characterized as a predictor of the exercise behavior and interest for doing physical exercises.5, 34 Our finding is correlated with study of Back Maud and Burgess that have not found any significant difference between athletes and non-athletes on extraversion.1 However, it is in contrast with the Rasmus who reported higher extraversion and lower neuroticism in tennis players. This condition has attributed these two traits, at the same time to high-level athletes, which can justify the contradiction with our conclusion.20 Our conclusion is consistent with the results of the meta-analysis by Auweele demonstrated that athletes are not different from non-athletes with regard to extraversion. Three kinds of questionnaires were used in these studies.1 The other personality trait in athletes proved to be low, is neuroticism or emotional stability with the exception of high-risk sports athletes scored high in neuroticism.15 Physical exercise is associated with reductions in negative mood and depression.13, 17, 34 According to the reports of Beaty and Dobosz, team athletes were less neurotic than endurance athletes were, but were more extroverted. In addition, in other comparative studies compared with non-athletes, runners had lower anger level and volleyball players distinguished by higher self-regulatory level. Our results also contradict the findings of Bachmand and Gould suggest that team athletes have lower anxiety levels and higher objectivity and extraversion levels, however, differentiate characteristics of different sport groups. There are other studies reported higher scores for emotional stability, extraversion, self-confidence and lower scores for tension, depression, anger, and mental confusion for athletes compared with non-athletes.1 Low scores of agreeableness in athletes and its higher levels in non-athletes, confirmed in our study, are in consistent with several previous studies that have reported lower agreeableness in athletes. This issue can be attributed to their will to compete, and sometimes to their young age,20 but this reasoning cannot be generalized to our subjects. According to Diener and Lucas, conscientiousness interacts with environment more than the other personality traits.35 In our study, we assessed conscientiousness in athletes higher than non-athletes did. In other words, it is consistent with Bara Filho’s research findings that evaluated this factor in relation with less external regulation and more internal regulation and as well as a factor Vol. 64 - No. 4 e dell’interesse nella pratica di esercizio fisico 5, 34. I nostri risultati correlano con quelli dello studio di Back, Maud e Burgess che non hanno rilevato differenze significative tra atleti e non-atleti nel campo dell’estroversione 1. Tuttavia, è in contrasto con lo studio di Rasmus che riportava una maggiore estroversione e minor nevroticismo nei giocatori di tennis. Questa situazione può essere attribuita ai due tratti, e al tempo stesso agli atleti di alto livello, il che può giustificare la contraddizione con le nostre conclusioni 20. Le nostre conclusioni concordano con quelle della metanalisi di Auweele che dimostrava che gli atleti non presentano differenze di estroversione rispetto ai non-atleti. Nello studio sono stati utilizzati tre questionari 1. Gli altri tratti di personalità si sono rivelati più bassi negli atleti, sia nevroticismo che stabilità emozionale, ad eccezione degli atleti di sport ad alto rischio che hanno riportato un punteggio alto di nevroticismo. L’esercizio fisico è associato a una riduzione dell’umore negativo e della depressione 13, 17, 34. Secondo gli studi di Beaty e Dobosz di atleti di squadra sono meno nevrotici rispetto agli atleti di resistenza, ma sono più estroversi. Inoltre, in altri studi comparativi è stato rilevato come rispetto ai non-atleti i corridori presentano una minor irritabilità e i pallavolisti si distinguono per un alto livello di autoregolazione. I nostri risultati contraddicono anche quelli di Bachmand e Gould che suggeriscono che gli atleti di sport di squadra presentino minore ansietà e maggior obiettività e di estroversione; tuttavia differenti gruppi di sport presentano differenti caratteristiche. Altri studi riportano punteggi più alti di stabilità emotiva, estroversione, autostima e punteggi minori di tensione, depressione, irritabilità, confusione mentale nei non-atleti 1. I bassi livelli di affabilità degli atleti e gli alti livelli dei non-atleti, confermate nel nostro studio, concordano con diversi studi precedenti che hanno descritto una bassa affabilità tra gli atleti. Questo aspetto può essere attribuito alla loro volontà di competizione, e talvolta alla loro giovane età 20, ma questo ragionamento non può essere generalizzato ai nostri soggetti. Secondo Diener e Lucas, la coscienziosità interagisce con l’ambiente più di ogni altro tratto di personalità 35. Nel nostro studio abbiamo rilevato una maggior coscienziosità negli atleti rispetto ai non-atleti. In altre parole, è in accordo con la ricerca di Bara Filho che ha definito questo fattore in correlazione con una minor regolazione esterna e una maggiore regolazione interna, e come fattore legato alla sperimentazione positiva e al raggiungimento di obiettivi MEDICINA DELLO SPORT 469 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS GAROOCI FARSHI of positive experiments or gain achievement.1 However, he reported that extraversion and agreeableness were higher in team sport athletes than individual sport athletes were.31 These conclusions are also consistent with the results attained by Hara Kei. He assessed this factor in three comparative studies — long time experienced athletes, short time experienced athletes, and athletes who had experienced leadership role — and showed that concerning this factor athletes were higher than non-athletes, while there were some variations in the other traits. For example, he indicated that athletes, who had experienced leadership role, were more extroverted and emotionally stable than the others. Because of indicating lower agreeableness scores for athletes than non-athletes, it is also consistent with our findings. However, since it proved high level of openness in athletes, contradicts our findings. Furthermore, our results confirm the findings of Courneya et al., in that suggest a positive relationship between high conscientiousness and openness with exercise behavior, but in terms of negative relationship between neuroticism and exercise behavior, disagree with their results.5 Kajtna has also demonstrated the highest openness scores in non-risk sports athletes, followed by non-athletes and high-risk sports athletes, respectively. These findings are consistent with his reported data that indicated the highest conscientiousness scores achieved by high-risk sports athletes.15 The results of the present study suggest that physical exercise affects individuals’ personality and physical activities are associated with appropriate personality traits. The extent to which they can influence or change individuals’ personality traits, as well as personality traits can direct the individuals towards the interest to physical exercise or exercise behaviors, is not clear. Overall, our findings suggest that athletes are high in conscientiousness and openness than non-athletes. This can put forward sport as a therapeutic method for reinforcing self-discipline, conscientiousness, self-control, beauty sense, and novelty seeking. 1) Bara Filho MG, Scipiao Ribeiro LC, Garcia FG. Comparison of personality characteristics between high-level Brazil- 470 Tuttavia, lo studio riporta che l’estroversione e la stabilità sono maggiori negli atleti di sport di squadra rispetto agli atleti di sport individuali 31. Queste conclusioni concordano anche con i risultati ottenuti da Hara Kei. Questi ha valutato questo fattore in tre studi comparativi — atleti con esperienza di lungo termine, atleti con esperienza di breve termine e atleti che hanno ricoperto ruoli di comando — e ha dimostrato che rispetto a questo fattore gli atleti ottenevano risultati maggiori rispetto ai non-atleti, mentre presentavano alcune variazioni negli altri tratti. Per esempio, riporta che gli atleti che hanno avuto esperienze di comando sono più estroversi ed emozionalmente stabili rispetto agli altri. Questi studi concordano con i nostri dati anche nell’indicare una minor affabilità per gli atleti rispetto ai non-atleti. Tuttavia, contraddicono i nostri risultati riportando un maggior livello di apertura tra gli atleti. Inoltre, i nostri risultati confermano quelli di Courneya et al., che descrivono una correlazione positiva tra esercizio fisico e alta coscienziosità e apertura, mentre non concordano con la rilevazione di una correlazione negativa tra nevroticismo ed esercizio fisico 5. Kajtna ha anche dimostrato la maggior apertura degli atleti di sport non a rischio, seguiti dai non-atleti e dagli atleti ad alto rischio, rispettivamente. I nostri risultati concordano con i dati riportati in questo studio, che descrivono maggiori punteggi di coscienziosità per gli atleti di sport ad alto rischio 15. Conclusioni Conclusions References/Bibliografia 1. I risultati di questo studio suggeriscono che l’attività fisica influenza la personalità individuale e che l’attività fisica sia associata ai tratti di personalità appropriati. Non è chiaro quanto l’attività fisica possa influenzare o modificare i tratti di personalità dell’individuo, e quanto i tratti di personalità possano indirizzare l’interesse dell’individuo verso l’esercizio fisico o i comportamenti di esercizio. In generale, i nostri dati suggeriscono che gli atleti presentano una maggior coscienziosità e apertura rispetto ai non-atleti. Questo può porre lo sport come un metodo terapeutico per rinforzare l’autodisciplina, la coscienziosità, l’autocontrollo, il senso del bello e la ricerca della novità. ian athletes and non-athletes. Rev Bras Med Esporte 2005;11:114-8. 2) Smith EE, Nolen-Hocksema S, Fredrickson BL, Loftus GR. Atkinson and Hillgard’s Introduction to Psychol- MEDICINA DELLO SPORT ogy. 15th ed. Cengage Learning EMEA, 2009. 3) Schwab Batia A. Relationship among personality, self-determination, and exercise behavior. Dissertation presented to Dicembre 2011 PHYSICAL EXERCISE AND PERSONALITY TRAITS the graduate school. 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Email: [email protected] Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 471 Orthopedic area Area ortopedica MED SPORT 2011;64:473-83 Analysis of a risk factor in school age: temporary variation in the cervical spine determined by the weight of a backpack Analisi di un fattore di rischio nell’età scolare: la variazione temporanea della freccia cervicale determinata dal peso dello zaino S. D’OTTAVIO 1, M. ESPOSITO 1, L. PANTANELLA 1, E. PADUA 1, G. ANNINO 1, V. MANZI 1, C. TONELLI 1, C. CANDELORO 2, C. FOTI 2 1Corso di Laurea in Scienze Motorie, Facoltà di Medicina e Chirurgia Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Roma, Italia 2Cattedra e Scuola di Specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitativa Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Roma, Italia SUMMARY Aim. The present study, carried out on a sample of 25 subjects (male and female) aged 9-10, analyses the data from an investigation on the correlation between the weight of a school backpack and temporary modifications to the cervical spine in subjects of development age. Methods. The following data were collected: weight and height; baropodometric evaluation under static natural load and carrying a backpack weighing 4 kg, 6.5 kg and 9.0 kg; body analysis kapture (BAK) investigation with a postural analyser. Results. The most significant aspect to emerge from data processing is the temporary increase in the cervical spine curve in all subjects in relation to increased schoolbag weight. The backpack load involved a temporary change in posture in all subjects in the sample. Conclusion. This factor highlights the importance of motor and sporting activity in development age and special, constant attention should be dedicated to performance of exercises of a postural, mobilisation and trophism nature. Key words: Cervical spine - Students - Growth and development. RIASSUNTO Obiettivo. Il presente studio, effettuato su un campione di 25 soggetti (maschi e femmine) di 9-10 anni, analizza i dati di un’indagine svolta sulla correlazione tra il peso dello zaino (scolastico) ed eventuali modificazioni temporanee della freccia cervicale in soggetti in età evolutiva. Metodo. Le rilevazioni effettuate sono: peso e altezza; valutazione baropodometrica in statica a carico naturale e con lo zaino a 4 kg, 6,5 kg e 9 kg; indagine Body Analysis Kapture (BAK) in analizzatore posturale. Risultati. Dall’elaborazione dei dati l’aspetto più significativo emerso è l’aumento temporaneo, in maniera evidente in tutti i soggetti, della freccia cervicale in relazione all’incremento del peso dello zaino. Il carico dello zaino comporta un cambiamento temporaneo dell’atteggiamento posturale in tutti i soggetti del campione. Conclusioni. Questo dato rende evidente l’importanza dell’attività motoria e sportiva nell’età evolutiva dedicando particolare e costante attenzione all’esecuzione di esercizi di tipo posturale, di mobilizzazione e di trofismo. Parola chiave: Freccia cervicale - Studenti - Crescita e sviluppo. I n determining the posture a subject assumes, numerous structural factors 1-3 come into play but factors of metabolic,4 mental and en- Vol. 64 - No. 4 N ella determinazione della postura che il soggetto assume, entrano in gioco numerosi fattori di tipo strutturale 1-3, ma rivestono una gros- MEDICINA DELLO SPORT 473 D’OTTAVIO Temporary variation in the cervical spine in school age vironmental type are also of great importance. In studying posture, therefore, a subject has to be considered from a global point of view.5, 6 “Posture can be considered as the sum of the relationships in play between the organism as a whole, the various parts of the body and the environment that surrounds it”.7 In a global clinical examination of posture in subjects of development age, Italian-validated evaluation scales are employed (Scoliosis Research Society-22 Patient Questionnaire and Oswestry Disability Index).8, 9 One of the recurrent external factors that determine temporary changes in the posture of young people today is the excessive weight of the school backpack. Numerous researches have highlighted the changes to the physiological and postural set-up and the possible consequences this can involve in development age.10-13 The results that emerge from the literature suggest that carrying a backpack could also cause permanent changes in the posture of schoolchildren.14 We should reflect on the fact that studies reveal that 43.8% of Italian students carry a backpack weighing the equivalent or more than 39% of their body weight at least once a week.15 More and more frequently young people complain about back pain and have to undergo specialist examinations even at a tender age. These examinations often reveal an incorrect posture.16, 17 Incorrect carriage of a school backpack caused problems in all subjects, but specifically in those young people where back pain or typical spinal alterations are present this phenomenon can only have a negative effect.18, 19 One of the backpack-induced long-term effects is a permanent postural change caused by the forces that act on the spinal column.5, 20, 21 Studies on the matter have triggered great interest in all students of vertebral pathology in the young.22 Increasing attention is recorded on the part of physicians and parents as well as of the institutions regarding the carrying of backpacks and schoolbags by schoolchildren.19 In the literature we find many studies that stress the fact that the posture and gait of students depend on the weight of the backpack and the position in which it is carried.23, 24 For example, analysis of pelvic tilt shows that this is better with bilateral rather than unilateral carriage of the backpack.25-27 Other studies have focused attention on the pressure the shoulders are subjected to in relation to the position, weight and use of the pelvic belt and the length of the backpack strap.28 474 sa importanza anche fattori di tipo metabolico 4, psichico e ambientale, pertanto nello studio della postura bisogna considerare il soggetto da un punto di vista globale 5, 6. “La postura può essere considerata l’insieme dei rapporti esistenti tra l’intero organismo, le varie parti del corpo e l’ambiente che lo circonda” 7. Nell’esame clinico globale della postura nel soggetto in età evolutiva vengono utilizzate delle scale di valutazione validate in lingua italiana (Scoliosis Research Society-22 Patient Questionnaire e Oswestry Disability Index) 8, 9. Uno dei ricorrenti fattori esterni che determinano modificazioni temporanee della postura nei giovani di oggi è l’eccessivo peso dello zaino scolastico. Numerose ricerche hanno evidenziato, da tempo, i mutamenti dell’assetto fisiologico-posturale e le possibili conseguenze che ciò può comportare nell’età evolutiva 10-13. I risultati che emergono dalla letteratura suggeriscono che il trasporto dello zaino potrebbe anche causare cambiamenti permanenti della postura nei giovani studenti 14. Si rifletta sul fatto che gli studi rivelano che il 43,8% degli studenti italiani trasporta uno zaino con un peso pari a più del 39% del suo peso corporeo almeno una volta alla settimana 15. Sempre più spesso i giovani lamentano dolori alla schiena e sono costretti a ricorrere anche in tenera età a visite specialistiche, che svelano di frequente uno scorretto assetto posturale 16, 17. In tutti i soggetti un peso eccessivo e un trasporto scorretto dello zaino scolastico determinano dei problemi, ma nello specifico proprio in quei ragazzi dove il mal di schiena o le alterazioni tipiche del rachide sono presenti tale fenomeno non fa che incidere negativamente 18, 19. Uno degli effetti a lungo termine dovuto al trasporto dello zaino è un cambiamento posturale permanente causato dalle forze che agiscono sulla colonna vertebrale 5, 20, 21. Gli studi sull’argomento hanno determinato grande interesse in tutti coloro che si occupano di patologia vertebrale giovanile 22. Una sempre più diffusa attenzione si registra da parte dei medici, dei genitori oltre che delle istituzioni a proposito dell’utilizzo di zaini e cartelle da parte di ragazzi in età scolare 19. In letteratura troviamo molti studi che sottolineano come l’andamento e la postura dello studente dipendano dal peso e dalla posizione nella quale lo zaino è indossato 23, 24. Ad esempio, analizzando l’inclinazione angolare pelvica risulta come questa sia migliore con lo zaino bilaterale rispetto al trasporto unilaterale 25-27. Altri studi hanno focalizzato l’attenzione sulla pressione cui le spalle sono sottoposte in relazione alla posizione, al peso, all’uso della cintura pelvica e alla lunghezza della bretella dello zaino 28. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Temporary variation in the cervical spine in school age Studies reported in the literature show clearly that on average schoolchildren carry backpacks that are equal to 22% of their body weight,19 namely a load that is considered excessive by work safety legislation; furthermore, the Italian Health Council in 1995 set up a special Commission that set a backpack weight range from 10% to 15% of body weight. Studies on the weight of school bags in middle school children 19 have shown that the average weight of the bag is 8.6 kg. It should be emphasised that a substantial percentage of the average weights of schoolbags consists of unuseful material for daily didactic activities.29 Literature studies report that the students themselves notice that their bag is too heavy.30 The aim of the present paper was to analyse changes to the cervical spine due to variation in the weight of schoolbags. In detail, a study was carried out of the variation in the distance from the plumbline to the cervical curve with the different schoolbag loads: 4 kg, 6.5 kg e 9 kg. Variation in the barycentre was also observed by baropodometric analysis in relation to the different loads. Analysing the sample with reference to the physiological parameters relative to the cervical distance present in the literature 31 the different variations of this distance in subjects carrying growing schoolbag loads are highlighted. According to the literature the distance from the plumb line in a subject in a balanced position is between 6 cm and 8 cm.31 The variation in this finding is therefore taken as the starting point with respect to the different weights of the backpack. Backpack weights were selected in relation to the average weight emerging from scientific researches.15, 19 Gli studi presenti in letteratura mostrano chiaramente che in media i ragazzi portano zaini pari al 22% del loro peso corporeo 19 cioè un carico ritenuto eccessivo dalla legislazione sulla sicurezza sul lavoro; inoltre il Consiglio Superiore della Sanità ha istituito nel 1995 una apposita Commissione che ha fissato un range del peso dello zaino che va dal 10% al 15% del peso corporeo. Studi sul peso degli zainetti nei ragazzi delle scuole medie 19 hanno rilevato che il peso medio dello zainetto è di 8,6 kg. Da sottolineare come una cospicua percentuale dei pesi medi degli zaini scolastici sia costituita da materiale vario non utile alle giornaliere attività didattiche 29. Studi presenti in letteratura evidenziano come gli scolari stessi percepiscano un eccessivo peso dello zainetto 30. Il presente lavoro è finalizzato ad analizzare le eventuali modificazioni della freccia cervicale dovuta alla variazione di peso dello zaino scolastico. Nel dettaglio è stata studiata la variazione della distanza dal filo a piombo alla curva cervicale con i diversi carichi dello zaino scolastico: 4 kg, 6,5 kg e 9 kg. È stata inoltre osservata la variazione del baricentro attraverso l’analisi baropodometrica in relazione ai diversi carichi dello zaino. Analizzando il campione in riferimento ai parametri fisiologici relativi alla distanza cervicale presenti in letteratura 31 si evidenziano le differenti variazioni della distanza cervicale in soggetti sottoposti a carichi crescenti dello zaino scolastico. In letteratura si può riscontrare che in un soggetto, in posizione di equilibrio, la distanza dal filo a piombo è compresa tra i 6 cm e gli 8 cm 31 pertanto viene analizzata la variazione di tale misura presa come punto di partenza in relazione ai diversi pesi dello zaino scolastico. I pesi dello zaino sono stati scelti in relazione al peso medio dello stesso emerso in alcune ricerche scientifiche 15, 19. Materials e methods Materiali e metodi The study was carried out in primary schools in Rome and the provinces. Twentyfive subjects aged 9-10±0.49 years,13 females and 12 males, were randomized. At the moment of the study they did not present any change to the locomotor system and they performed regular scholastic motor activity. The subjects took part voluntarily in the experiment with the consent of their parents. The protocol was approved by the Ethics Committee of the Tor Vergata University of Rome. The anthropometric data of the sample examined are shown in Table I. Vol. 64 - No. 4 D’OTTAVIO L’indagine viene svolta nelle scuole elementari di Roma e provincia di cui a random sono stati scelti 25 soggetti di età compresa tra i 9-10±0,49 anni, di cui 13 femmine e 12 maschi, che non presentano al momento dello studio nessuna alterazione dell’apparato locomotore e che svolgono regolare attività motoria scolastica. I soggetti hanno partecipato volontariamente alla sperimentazione previo consenso dei genitori. Il protocollo è stato approvato dal Comitato Etico dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata. I dati antropometrici del campione preso in esame sono espressi in Tabella I. MEDICINA DELLO SPORT 475 Temporary variation in the cervical spine in school age D’OTTAVIO Table I.—Anthropometric data of the sample examined. Tabella I. — Dati antropometrici del campione preso in esame. Parameters total sample Mean age (years) Mean weight (kg) Mean height (cm) Females Males Total sample 9.45±0.51 9.25±0.46 9.35±0.49 32.18±10.52 39.13±3.83 35.65±7.13 136.12±9.71 141.88±4.88 139.11±7.21 Instrumentation Strumentazione The instruments used were the Walk version of the Modular Electronic Baropodometer multiple pressure platform (Diagnostic Support Spa), consisting of a platform 160 cm long with 25600 active sensors. With this instrument it is possible to measure the numeric values of global load pressures on each foot and partial pressures with respect to the hindfoot, the midfoot and the forefoot, statically and dynamically;32 it also measures the ground projection of the body barycentre and the two lower extremities. Subjects are observed in erect position, barechested, and in as natural a position as possible so that they do not take on positions of defence or modesty. Assessment of the cervical spine curve is done by placing the plumbline at the nape and measuring the distance in centimetres on the sagittal plane between the vertical plumbline tangential to the dorsal curve and the spinous apophysis of vertebra C7 (Figure 1). The Body Analysis Kapture optic system (Diagnostic Support Spa) was employed for postural analysis. Using a system of simultaneous TV shots with several telecameras this makes it possible to capture images of the subject and process measurements of body segment lengths, joint angles and the cervical and lumbar spine curves. In the anthropometric evaluations of height and weight a stature statimeter (Seca) and a weighing machine (Seca) were used. The backpack used in the experiment corresponded to the models in routine use among young students, like the Invicta model with semi-rigid back-padded support and adjustable straps. The variations in weights 4 kg, 6.5 kg and 9 kg were achieved by adding normal school books to the bag. Gli strumenti utilizzati sono il sistema a pedana multipla di pressione Baropodometro Elettronico Modulare in versione Walk (Diagnostic Support Spa), composto da una piattaforma lunga 160 cm con 25600 sensori attivi. Tale strumento permette la rilevazione, in valori numerici, delle pressioni di carico, globali di ciascun piede e parziali relative al retropiede, al mesopiede e all’avampiede, in statica e in dinamica 32; della proiezione a terra del baricentro corporeo e dei due arti inferiori. Il soggetto che si presenta all’esame clinico viene osservato in stazione eretta, a torace nudo, e necessariamente nell’atteggiamento più naturale possibile, in modo che non assuma posizioni di difesa o di pu- Protocol The study involved various sessions of observation: 476 Figure 1.—Measuring cervical spine curve in orthostatic position with a plumbline and ruler. Figura 1. — Misurazione della freccia cervicale in posizione ortostatica tramite filo a piombo e righello centimetrato. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Temporary variation in the cervical spine in school age —— first session: linear anthropometric measurements expressed in cm (stature) and kg (weight); —— second session: baropodometric analysis in static condition to analyse the ground projection of the barycentre and the load ratio between forefoot and hindfoot with the different loads of the backpack established; —— third experimental session: sagittal plan images were captured using BAK instrumentation. The analysis in the second and third sessions was carried out with the subject in orthostatic position first with free body and then with the backpack worn on both shoulders and its upper edge positioned at the level of vertebra D6. This analysis was repeated following progressive increase in the load: from 4 kg, to 6.5 kg and finally to 9 kg. Statistical analysis The results were expressed as the mean ± standard deviation (SD). Before using the parametric tests the state of normality was verified using the Shapiro-Wilk W test. The Pearson moment-product correlation coefficient and linear regression analysis were used to determine the existence of a significant relationship between the different variables under study. Significance was set at 0.05 (P≤0.05). Results The mean value of the cervical spine curve of the sample under natural load falls within the interval indicated in the literature with the value of 6.21 cm. From the data obtained from the BAK image it is observed (Table II) that by progressively increasing the weight of the school bag there is an increase in the curve throughout the sample, in both females and males. The graph (Figure 2) highlights a linear type statistically significant correlation (R2=0.99 and P≤0.0009) between the backpack load and cervical spine curve increase. Analysing the comparison between the mean values of the curves in terms of centimeters and percentage variation (Table III) we noticed that already at 4 kg backpack weight there is an increase in the spine curve of 3.8 cm (61.19%). Even more significant is the fact Vol. 64 - No. 4 D’OTTAVIO dore. La valutazione della freccia cervicale si ottiene avvicinando il filo a piombo all’occipite e rilevando sul piano sagittale la distanza centimetrica tra la verticale del filo a piombo tangente la curva dorsale e l’apofisi spinosa della vertebra C7 (Figura 1). Per l’analisi posturale è stato utilizzato il sistema ottico Body Analysis Kapture (Diagnostic Support Spa) che consente, attraverso un sistema di videoripresa simultanea con più telecamere, l’acquisizione di immagini del soggetto e l’elaborazione informatica delle misurazioni di lunghezze dei segmenti corporei, degli angoli articolari e della freccia sia cervicale che lombare. Nelle valutazioni antropometriche di altezza e peso si è fatto uso di statimetro per la statura (Seca) e di una bilancia pesa persone (Seca). Lo zaino usato nella sperimentazione corrisponde ai modelli comunemente scelti tra i giovani scolari tipo modello Invicta con supporto semi-rigido imbottito per la schiena e bretelle regolabili. Le variazioni dei pesi 4 kg, 6,5 kg e 9 kg sono state realizzate con l’introduzione all’interno dello zaino di comune materiale didattico. Protocollo Il lavoro è diviso in sessioni osservative: — prima sessione: misure antropometriche lineari espresse in cm (statura) e in kg (peso); — seconda sessione: analisi baropodometrica in statica per analizzare la proiezione del baricentro a terra e il rapporto di carico tra avampiede e retropiede, con i diversi carichi dello zaino stabiliti; — terza sessione sperimentale: con la strumentazione BAK si acquisiscono immagini sul piano sagittale. L’analisi nella seconda e terza sessione si è svolta con il soggetto in posizione ortostatica prima a corpo libero e poi con lo zaino indossato su entrambe le spalle e con il margine superiore dello stesso posizionato all’altezza della vertebra D6. Tale analisi viene ripetuta con l’aumento progressivo del carico: da 4 kg, a 6,5 kg e, infine, a 9 kg. Analisi statistica I risultati sono stati espressi come media ± deviazione standard (SD). Prima di utilizzare i test parametrici l’assunzione di normalità è stata verificata usando il W test di Shapiro-Wilk. Il coefficiente di correlazione momento-prodotto di Pearson e l’analisi di regressione lineare sono stati impiegati per determinare l’esistenza di una relazione significativa tra le diverse variabili oggetto dello studio. La significatività è stata fissata a 0,05 (P≤0,05). MEDICINA DELLO SPORT 477 Temporary variation in the cervical spine in school age D’OTTAVIO Table II.—Mean increase of cervical spine curve in the whole sample. Tabella II. — Aumento medio della freccia cervicale in tutto il campione. Distance (cm) Mean of total sample (cm) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -1 Natural load 4 kg 6.5 kg 9 kg 6.21±1.51 10.01±1.88 12.36±1.20 14.32±1.64 Risultati y=0.908x + 6.298 R2=0.99 P=0.0009 1 Il valore medio della freccia cervicale del campione a carico naturale rientra nell’intervallo indicato dalla letteratura, con il valore di 6,21 cm. Dalla raccolta dei dati ottenuti dall’immagine BAK, si osserva (Tabella II) che aumentando progressivamente il peso dello zaino si ha un aumento della freccia cervicale in tutto il campione, sia per le femmine che per i maschi. Il grafico (Figura 2) evidenzia una correlazione statisticamente significativa di tipo lineare (R2=0,99 e P≤0,0009) tra il carico dello zaino e l’aumento della freccia cervicale. Analizzando il confronto tra i valori medi delle frecce in termini di centimetri e di variazione percentuale (Tabella III) possiamo notare come già a 4 kg di carico dello zaino si evidenzi un incremento della freccia di 3,8 cm, pari al 61,19%. Ancora più significativo è il fatto che già al di sopra dei 6,5 kg di carico si raggiunga rapidamente un incremento pari al 100%. Riferendosi ai valori medi relativi al peso degli zaini degli studenti italiani (peso medio 8,5 kg) salta subito agli occhi che i ragazzi quotidianamente sopportano una variazione della freccia cervicale molto vicina al 130,59% evidenziato sperimentalmente dai test con un carico di 9 kg. Passando ad analizzare l’andamento delle variazioni della freccia cervicale tra il campione femminile e quello maschile (Figura 3), oltre al prevedibile risultato che sia nelle femmine che nei maschi la media dell’aumento della freccia cervicale cresce con l’incremento del carico dello zaino, si può notare, anche, che i valori ottenuti sono pres- 3 5 7 9 11 Load (kg) Figure 2.—Correlation between backpack load and increase in cervical spine curve. Figura 2. — Correlazione tra il carico dello zaino e l’aumento della freccia cervicale. that already over 6.5 kg load an increase of 100% is quickly reached. With reference to the mean values relative to the weight of school bags of Italian students (average weight 8.5 kg) it is immediately obvious that the school population support a variation of the cervical spine curve very close to 130.59% on a daily basis, evidenced experimentally by the 9 kg load tests. Moving on to analyse the trend in the variations of the cervical spine curve between the female and male sample (Figure 3), apart from the predictable result that in both the average increase in the cervical spine curve grows with the increase in the backpack load, it can also Table III.—Comparison between cervical spine curves. Tabella III. — Confronto tra frecce cervicali. Comparison between cervical spine curves Natural load vs. 4 kg Natural load vs. 6.5 kg Natural load vs. 9 kg 4 kg vs. 6.5 kg 4 kg vs. 9 kg 6.5 kg vs. 9 kg 478 Variation in cervical spine curve (cm) 3.81 6.15 8.11 2.35 4.31 1.96 MEDICINA DELLO SPORT Variation in cervical spine curve (%) +61.19 +99.03 +130.59 +23.47 +43.05 +15.85 Dicembre 2011 16 14 12 10 8 6 4 2 0 12.57 6.27 12 10 9.56 6.13 Natural load 14 14.15 12.49 9.99 4 Mean total male D’OTTAVIO 16 14.39 cm cm Temporary variation in the cervical spine in school age 6.5 8 6 6.7 4 4.7 0 Load (kg) Mean total female be noted that the values obtained are practically comparable when shown in a graph. The trend in the variation of the spine curve would therefore seem not to be a function of the gender of the students. Figure 4 and Table IV show the changes in the cervical distance in subjects from the sample who present a distance under natural load between 6 and 8 cm; <6 cm; >8 cm. This study allows us to analyse the variations in the cervical distance of our sample compared to the physiological values of the cervical segment present in the literature. Our sample was therefore subdivided into three subgroups based on the variation to the cervical spine curve. Analysing Figure 4 it can be seen that all three subgroups tend to a spine curve value a little above 14 cm for a load of 9 kg. In spite of the starting value of the naturally loaded cervical spine varying by fully 3.7 cm between the mean of the “<6 cm” group and the “>8 cm” group, the graph shows a flattening of the curve. The maximum distance of the spine is therefore equal for subjects with a starting condi- 10.6 9.9 9.6 2 9 Figure 3.—Variations in the cervical spine curve between female and male samples. Figura 3. — Andamento delle variazioni della freccia cervicale tra il campione femminile e quello maschile. 8.4 14.3 14.3 14.1 13.3 12.5 12.3 Natural load 6<distance>8 4 6.5 9 Load (kg) Distance <6 Distance <6 Figure 4.—Variations in cervical distance in subjects from the sample presenting a cervical distance under natural load between 6 and 8 cm; <6 cm; >8 cm. Figura 4. — Variazioni della distanza cervicale in soggetti del campione che presentano una distanza cervicale a carico naturale compresa tra 6 e 8 cm; <6 cm; >8 cm. soché sovrapponibili quando rappresentati graficamente. L’andamento della variazione della freccia sembrerebbe perciò non essere in funzione del sesso degli studenti. La Figura 4 e la Tabella IV riportano le variazioni della distanza cervicale in soggetti del campione che presentano una distanza cervicale a carico naturale compresa tra 6 e 8 cm; <6 cm; >8 cm. Tale studio ci permette di analizzare le variazioni della distanza cervicale del nostro campione rispetto ai valori fisiologici del tratto cervicale presenti in letteratura. Pertanto il nostro campione è stato suddiviso in tre sottogruppi di studio in relazione alla variazione della freccia cervicale. Dall’analisi del grafico (Figura 4) si può osservare che tutti e tre i sottogruppi tendono a un valore della freccia di poco superiore ai 14 cm per un carico pari a 9 kg. Nonostante un valore di partenza della freccia cervicale a carico naturale che varia di ben 3,7 cm tra la media del gruppo “minore di 6 cm” e il gruppo “maggiore di 8 cm”, il grafico evidenzia un appiattimento della curva. Table IV.—Comparison of the sample with the literature data on the cervical spine curve. Tabella IV. — Comparazione del campione con i dati in letteratura relativi alla freccia cervicale. Comparison of the sample with the literature data on the cervical spine curve Distance <6 cm 6 cm< distance <8 cm Distance >8 cm Vol. 64 - No. 4 Natural load 4 kg 6.5 kg 9 kg 4.7±1.2 6.7±0.5 8.4±0.2 9.6±1.9 9.9±0.9 10.6±1.0 12.5±1.5 12.3±1.0 13.3±2.8 14.1±1.3 14.3±1.9 14.3±1.5 MEDICINA DELLO SPORT 479 D’OTTAVIO Temporary variation in the cervical spine in school age tion of accentuated cervical spine curve and for subjects with a reduced curve. Noteworthy also is that subjects with a reduced cervical spine curve under natural load therefore need greater cervical spine accentuation when they are subjected to high loads compared to those subjects who start with a higher cervical spine curve under natural load. Analysis of the barycenter In static condition baropodometry of the subjects doing the examination, taking as a reference point the central axis, namely the line passing through the midfoot that divides the forefoot from the hindfoot, it can be observed in the different backpack loading phases variations in the ground projection of the barycentre. It should be recalled that the barycentre is the point where the force of gravity is applied, so its modification could involve postural type adaptation to the locomotor apparatus. In the case in point our sample in the analysis relative to the study of the barycentre responded as follows: —— 15 subjects under natural load presented a posteriorised barycentre. The changes recorded starting from this condition tend to shift the barycentre with the progressive increase in backpack loads, towards greater posteriorisation; —— eight subjects under natural load presented an anteriorised barycenter. The changes recorded starting from this condition tend to shift the barycenter, with the progressive increase in backpack loads, towards greater anteriorisation; —— two subjects presented an anteriorised barycentre under natural load. From this basic condition and with behaviour diametrically opposed to the two previous groups, as the load increased their barycentre position changed to posteriorisation. Figures 5 and 6 show images relative to baropodometry in static condition of two subjects presenting respectively the reversal of the barycentre (Figure 5) and the accentuation of its anteriorisation (Figure 6). From Figure 5 relative to the baropodometry in static condition it can be deduced that the subject of the sample wearing the backpack shows a surprising reversal of the barycentre measured under natural load. From Figure 6 regarding baropodometry in static condition it is deduced that the subject 480 La distanza massima della freccia risulta quindi di pari valore per soggetti con una condizione di partenza di freccia cervicale accentuata e per soggetti con freccia cervicale ridotta. Si denota anche che i soggetti aventi una freccia cervicale ridotta, nel carico naturale, hanno perciò necessità di una maggiore accentuazione della freccia cervicale quando sono sottoposti a carichi elevati rispetto a quei soggetti che partono con una freccia cervicale maggiore a carico naturale. Analisi del baricentro Nella baropodometria in statica dei soggetti presi in esame, prendendo come punto di riferimento l’asse centrale, ovvero la linea passante per il mesopiede e che divide l’avampiede dal retropiede, si possono osservare, nelle diverse fasi di carico dello zaino, delle variazioni della proiezione a terra del baricentro. Bisogna ricordare che il baricentro è il punto di applicazione della forza di gravità, quindi una sua modificazione potrebbe comportare adattamenti di carattere posturale dell’apparato locomotore. Nello specifico il nostro campione nell’analisi relativa allo studio del baricentro ha così risposto: — 15 soggetti presentano a carico naturale un baricentro posteriorizzato. I mutamenti che si registrano a partire da tale condizione tendono allo spostamento del baricentro, con il progressivo aumento dei carichi dello zaino, verso una maggiore posteriorizzazione; — otto soggetti presentano a carico naturale un baricentro anteriorizzato. I mutamenti che si registrano a partire da tale condizione tendono allo spostamento del baricentro, con il progressivo aumento dei carichi dello zaino, verso una maggiore anteriorizzazione. — due soggetti presentano a carico naturale un baricentro anteriorizzato. Da tale condizione, evidenziando un comportamento diametralmente opposto rispetto ai due gruppi precedenti, al crescere del carico invertono la posizione del loro baricentro passando ad una sua posteriorizzazione. Le Figure 5 e 6 mostrano le immagini relative alla baropodometria in statica di due soggetti che presentano rispettivamente l’inversione del baricentro (Figura 5) e l’accentuazione della sua anteriorizzazione (Figura 6). Dalla Figura 5, relativa alla baropodometria in statica, si evince che il soggetto del campione indossando lo zaino manifesta una sorprendente inversione del baricentro rilevato a carico naturale. Dalla Figura 6, relativa alla baropodometria in statica, si evince che il soggetto del campione indos- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Temporary variation in the cervical spine in school age Natural load D’OTTAVIO 4 kg 6.5 kg 9 kg Figure 5.—Baropodometry in static condition case 1. Figura 5. — Baropodometria in statica caso 1. Natural load 4 kg 6.5 kg 9 kg Figure 6.—Baropodometry in static condition case 2. Figura 6. — Baropodometria in statica caso 2. carrying the backpack shows a significant accentuation of the anteriorisation of his barycenter. sando lo zaino evidenzia in maniera significativa un’accentuazione dell’anteriorizzazione del proprio baricentro. Discussion and conclusions Discussione e conclusioni Backpack load implies a temporary change in posture in all subjects of the sample. In both males and females the BAK images show an increasingly evident accentuation of the cervical spine curve, correlated with the increase in backpack loading. Statistical analysis shows that the correlation between backpack load and the increase in the cervical spine is statistically significant (R2=0.99 and P≤0.0009) and of linear type. Analysis of variations in the cervical spine in relation to the weight of the school bag immediately shows that schoolchildren daily undergo a variation in the cervical spine curve very close to 130.59%, evidenced experimentally by the tests with a load of 9 kg, compared to the mean values of the school bags of Italian students reported in the literature. Analysing schoolchildren who carry back- Il carico dello zaino comporta un cambiamento temporaneo dell’atteggiamento posturale in tutti i soggetti del campione. Attraverso le immagini BAK sia nei maschi che nelle femmine si denota un’accentuazione sempre più evidente della freccia cervicale, in correlazione all’aumento del carico dello zaino. Dalle analisi statistiche effettuate si evince come la correlazione tra il carico dello zaino e l’aumento della freccia cervicale sia statisticamente significativa (R2=0,99 e P≤0,0009) e di tipo lineare. Analizzando le variazioni della freccia cervicale, in relazione al peso dello zaino, salta subito agli occhi che i ragazzi quotidianamente sopportano una variazione della freccia cervicale molto vicina al 130,59%, evidenziato sperimentalmente dai test con un carico di 9 kg, rispetto ai valori medi dello zaino degli studenti italiani presente in letteratura. Analizzando i ragazzi che indossano lo zaino Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 481 D’OTTAVIO Temporary variation in the cervical spine in school age packs we note that they alter their posture as a result of the weight their backs are called on to bear. This adaptation, as we have seen, leads to modifications in the physiological position of the individual with evident changes in the barycentre. The locomotor system of every individual is the fundamental and distinguishing element for postural modifications; it is clear, in fact, that at equal backpack loading a frail bone and muscular structure will be less able to cope with external factors that produce postural alterations. If experimental results show that interventions aiming to reduce the weight of schoolbags are clearly necessary, it is equally evident that the most important variable to bear in mind in subjects in development age is the structuring of an adequate muscular system ready to counter all those external factors that often threaten the correct posture of schoolchildren. Motor activity, self-control and the assumption of a correct starting posture would therefore appear to be the factors required to cope adequately with loads and postural attitudes that act significantly on the vertebral column. References/Bibliografia 1) Kendall FP, Kendall McCreary E, Geise Provance P, McIntyre Rodgers M, Romani WA. 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Se dai risultati sperimentali risulta chiaro che gli interventi che mirano alla diminuzione del peso dello zaino scolastico sembrano essere necessari, altrettanto evidente è il fatto che la variabile più importante da tenere in considerazione in soggetti nell’età evolutiva è la strutturazione di un adeguato sistema muscolare pronto a contrastare tutti quei fattori esterni che spesso minacciano la corretta postura dei ragazzi. La pratica di attività motoria, l’autocontrollo e l’assunzione di una corretta postura di partenza appaiono perciò come elementi necessari per fronteggiare carichi e atteggiamenti posturali che incidono in modo significativo sulla colonna vertebrale. 9) PMID Marco Monticone, Paola Baiardi, Silvano Ferrari, Calogero Foti, Raffaele Mugnai, Paolo Pillastrini, Carla Vanti, Gustavo Zanoli (2009) Development of the Italian version of the Oswestry Disability Index (ODI-I): A cross-cultural adaptation, reliability, and validity study. Spine (Phila Pa 1976) 34: 19. 2090-2095. 10) Bracco P, Deregibus A, Piscetta R, Ferrario G. Observation on the correlation between posture and jow position: a pilot study. Journal of Craniomandibular Practice 1998; 6, 4. 11) Chowa DHK, Kwok MLY, Cheng Miko JCY, Lao LM, Holmes AD, Au-Yang A, Fiona YD, Yao Wong MS. The effect of backpack weight on the standing posture and bilance of schoolgirls with adolescent idiopathic scoliosis and normal controls. Medical Engineering & Physics 2006; 28:430 – 437. 12) Hong Y, Brueggemann G. Changes in gait patterns in 10-year-old boys with increasing loads when walking on a treadmill. Gait and posture 2000; 2:254–259. 13) Murphy S, Buckle P, Stubbs D. Classroom posture and self-reported back and neck pain in schoolchildren. Ergonomics 2004; 2:113–120. 14) Viry P, Creveuil C, Marcelli C. Back pain in children. A search for associated factors in 14-year-old schoolchildren. Rhum Engl 1999; 5:381–388. 15) Negrini S. 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We first analyze the reasons why insulin has been used to improve sport performance; afterwards, we address the attention on suspecting, from the very initial assessment phase, drug poisoning in young individuals in a coma, especially in the presence of unclear clinical scene. Key words: Hypoglicemia - Coma - Insulin. RIASSUNTO Si descrive un caso clinico di coma ipoglicemico da insulina in un giovane bodybuilder. Dopo un’analisi del perché l’insulina è utilizzata con lo scopo di aumentare le prestazioni sportive, si richiama l’attenzione a sospettare, già in fase di valutazione iniziale, sempre l’intossicazione da farmaci nei soggetti in coma nelle fasce d’età giovanili. Parole chiave: Ipoglicemia - Coma - Insulina. T he glucose content in the blood of an adult who has fasted for at least 12 hours is between 60 and 110 mg/dL. This value reflects the production and uptake of glucose. After taking in food blood sugar increases without exceeding the levels of 110-120 mg/dL. In fasting conditions (8-12 hours), the liver and kidney introduce glucose constantly into the blood stream to prevent blood sugar falling below 60-90 mg/ dL.1 The normal blood concentration of glucose is regulated by the hypoglycaemic action of insulin produced by the Langherans cells of the pancreas and by the counter-regulatory action of glucagon, cortisol, adrenalin and growth hormone (GH) which determine the degradation of Vol. 64 - No. 4 I l contenuto di glucosio nel sangue dell’individuo adulto, a digiuno da almeno 12 ore, risulta essere compreso tra 60 e 110 mg/dl di sangue. Tale valore è il riflesso tra produzione ed utilizzazione del glucosio. Dopo assunzione di cibo la glicemia aumenta senza superare i livelli di 110-120 mg/dl. In condizioni di digiuno (8-12 ore) il fegato e il rene immettono continuamente glucosio nel torrente circolatorio per evitare che la glicemia scenda al di sotto di 60-90 mg/dl 1. La normale concentrazione ematica del glucosio è regolata dall’azione ipoglicemizzante dell’insulina, prodotta dalle cellule di Langherans del pancreas, e dall’azione di controregolazione del glucagone, cortisolo, adrenalina, ormone della MEDICINA DELLO SPORT 485 Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report SINNO glycogen and so tend to raise the level of glucose in the blood. By hypoglycaemia is meant a reduction in blood sugar to values lower than 50 mg/dL, which brings about the onset of symptoms that resolve quickly with the normalisation of sugar levels.2 In diabetics, hypoglycaemia may occur with blood sugar values higher than 50 mg/dL. Hypoglycaemia is characterised by the onset of adrenergic symptoms (anxiety, restlessness, palpitations, trembling, sweating) and neuroglucopenic symptoms such as difficulty in concentration, dizziness, restlessness, convulsions, changes in the state of consciousness and coma.2 Hypoglycemia can have numerous causes resulting from hypoproduction (hormone or enzyme deficiencies, intake of drugs, substrate deficiency, liver diseases etc.) or causes resulting from over-consumption of glucose (insulinoma, shock, tumours, hypoglycaemic drugs). The commonest causes of hypoglycaemia are due to the failure to intake sugars, excessive consumption of sugar due to strenuous effort or iatrogenous causes due to an overdose of hypoglycaemic drugs (sulphanylureas, biguanides) or insulin in diabetics. It is less well known that insulin is used by sportsmen for anabolising purposes and can therefore be the cause of severe hypoglycaemia that is hard to diagnose. Here we report a clinical case of hypoglycaemic coma in the first aid deparment caused by the use and abuse of insulin. crescita (GH) che, determinando la degradazione del glicogeno, tendono ad innalzare il glucosio nel sangue. Per ipoglicemia s’intende una riduzione della glicemia a valori inferiori a 50 mg/dl, tali da determinare la comparsa di sintomi che si risolvono prontamente con la normalizzazione dei livelli glicemici 2. Nei soggetti diabetici l’ipoglicemia può manifestarsi con valori di glicemia superiori a 50 mg/dl. L’ipoglicemia è caratterizzata dalla comparsa di sintomi adrenergici (ansietà, irrequietezza, palpitazioni, tremori, sudorazione) e sintomi neuroglucopenici come difficoltà alla concentrazione, stordimento, irrequietezza, convulsioni, alterazioni dello stato di coscienza fino al coma 2. Numerose sono le cause che possono determinare ipoglicemia e sono distinte in cause da ipoproduzione (deficit ormonali, deficit enzimatici, assunzione di farmaci, deficit di substrati, epatopatie ect) e cause da iperconsumo di glucosio (insulinoma, shock, tumori, farmaci ipoglicemizzanti). Le cause più comuni di ipoglicemia sono dovute alla mancata assunzione di zuccheri, eccessivo consumo degli stessi per sforzi strenui o da cause iatrogene per sovradosaggio di farmaci ipoglicemizzanti (sulfaniluree, biguanidi) o di insulina nei diabetici. Meno noto è che l’insulina è usata dagli sportivi con scopi anabolizzanti e che pertanto può essere causa di severe ipoglicemie difficili da diagnosticare. Si descrive un caso clinico di coma ipoglicemico giunto in pronto soccorso (P.S.) determinato dall’uso e abuso di insulina. Case report A young man aged 29 was brought to our first-aid department by friends. He was in a drowsy state following a fainting fit with sphincter release. Vital parameters on admission were: Arterial pressure (AP) 120/80 mmHg, Cardiac frequency (CF) 105/min, satO2 95%, Glasgow Coma Scale (GCS) 11. Electrocardiogram: sinus tachycardia: CF 105/min. Instrumental clinical monitoring was instituted, a peripheral venous route assured, routine blood sample taken and the infusion of crystalloids begun. Objective examination: moderate nuchal stiffness, no side deficiency, tachycardic and rhythmic heart tones, vesicular murmur transmitted normally throughout the lung field. Drug abuse (opiates, cannabinoids, cocaine, methadone, benzodiazepine, amphetamine) was suspected but not confirmed by urinary toxicology ex- 486 Caso clinico Un giovane di 29 anni viene portato da alcuni amici in PS in stato soporoso dopo episodio di sincope con rilascio degli sfinteri. All’ingresso i parametri vitali sono: Pressione Arteriosa (PA) 120/80 mmHg, Frequenza Cardiaca (FC) 105/min, satO2 95%, Come Glascow Scale (CGS) 11. Elettrocardiogramma: tachicardia sinusale FC105/min. Impostate le misure di monitoraggio clinico strumentale, si assicura una via venosa periferica, si esegue prelievo ematico di routine e si inizia infusione di cristalloidi. All’esame obiettivo: modesta rigidità nucale, non deficit di lato, toni cardiaci tachicardici e ritmici, murmure vescicolare normotrasmesso su tutto l’ambito polmonare. Viene sospettato l’abuso di droghe (oppiacei, cannnabinoidi, cocaina, metadone, benzodiazepine, amfetamine) non confermato dall’esame tossicologico urinario. Il MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report amination. The patient was submitted to cranial imaging with computerised axial tomography (CAT) which was completely negative. Following the CAT scan the patient presented a convulsive episode treated with 5 mg ipnovel; hemogas analysis (HGA) evidenced slight respiratory alkalosis (PH 7.41; PCO2 38.6, PO2 92.9, HCO3 24.3) potassium and sodium normal and severe hypoglycaemia: 33mg/dL. The patient was treated with 10cc of 33% glucosate followed by an infusion of 10% glucosate. A state of consciousness returned as soon as blood sugar exceeded 75 mg/dL. We investigated the cause of hypoglycaemia and only after much insistence one of the patient’s companions told us he was a bodybuilder and took unspecified doses of insulin twice a day. The patient was admitted to an internal medicine department and discharged after three days because during the first two days of hospitialisation he again presented episodes of nonsymptomatic hypoglycaemia and a moderate rise in CPK (624 U.I/L n.v. <150) and myoglobin (421 ng/mL n.v.< 64). SINNO paziente viene sottoposto ad imaging del cranio con Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) che risulta del tutto negativa. Dopo l’indagine TAC il paziente presenta un episodio convulsivo trattato con ipnovel 5mg; si esegue emogas (EGA) che evidenzia lieve alcalosi respiratoria (PH 7.41; PCO2 38.6, PO2 92.9, HCO3 24.3) potassio e sodio nella norma e una grave ipoglicemia: 33 mg/dl. Il paziente viene trattato con 10cc. di glucosata al 33% seguita da infusione di glucosata al 10% con ritorno allo stato di coscienza appena la glicemia superava i valori di 75 mg/dl. S’indagava sulla causa dell’ipoglicemia e solo dopo molte insistenze un accompagnatore del giovane comunicava che il paziente praticava body building e era solito assumere due volte al giorno dosi imprecisate di insulina. Il paziente veniva ricoverato in ambiente internistico e dimesso dopo tre giorni poiché nei primi due giorni di ricovero presentava ancora degli episodi di ipoglicemia non sintomatici e un modesto rialzo del CPK (624 U.I/L v.n.<150) e della Mioglobina (421ng/ml v.n.< 64). Discussione Discussion Hypoglycemic coma is a well-known and frequent event in insulin-treated diabetics, but it is difficult to suspect it in other situations when the collection of historic data is hindered by the clinical picture and the reticence of the people admitting the patient. In a patient with a depressed mental state blood sugar should always be monitored and glucose administered before undertaking any diagnostic procedure.3 Analysis of the literature shows cases of hypoglycaemic coma in bodybuilders of both sexes.4, 5 Various papers point to the use of insulin and insulinlike substances to improve sporting performance whether the activity regards strength or stamina.6, 7 Why is insulin, the principal culprit in the onset of diabetes and obesity, used as a performance enhancer? Insulin is a protein consisting of two linear chains (A and B) joined by two disulphide bridges which are essential for the hormone’s biological activity. Insulin performs a wide range of actions on the metabolism particularly of the liver, muscular-skeletal and adipose tissues which perform an energy and plastic material storage function. The hypoglycaemic effect of insulin comes from stimulating the uptake of blood glu- Vol. 64 - No. 4 Il coma ipoglicemico è un evento noto e frequente nei pazienti diabetici in trattamento con insulina, ma difficile da sospettare in altre situazioni quando la raccolta dei dati anamnestici è ostacolata dal quadro clinico e dalla reticenza degli accompagnatori. In un paziente con depressione dello stato mentale si deve sempre controllare la glicemia e somministrare glucosio prima di intraprendere qualsiasi iter diagnostico 3. Dall’analisi della letteratura emergono casi di coma ipoglicemico in bodybuilders di entrambi i sessi 4, 5. Diversi lavori indicano l’uso dell’insulina e di sostanze insulino-simili per migliorare le prestazioni sportive sia nelle attività di potenza che di resistenza 6, 7. Perché l’insulina, imputata numero uno nella comparsa del diabete e dell’obesità, viene utilizzata come sostanza dopante? L’insulina è una proteina costituita da due catene lineari (catena A e B) unite da due ponti disolfuri essenziali per l’attività biologica dell’ormone. L’insulina svolge una ampia gamma di azioni sul metabolismo particolarmente del tessuto epatico, muscolo-scheletrico e adiposo, predisposti a svolgere funzioni di deposito di materiale energetico e plastico. L’effetto ipoglicemizzante dell’insulina è ottenuto attraverso la stimolazione della captazione di glucosio ematico all’interno delle cellule dei tessuti insulino dipendenti, la sua MEDICINA DELLO SPORT 487 Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report SINNO cose within the cells of insulin-dependent tissues, its use for energy purposes (glycolysis) or in the synthesis and deposit of glycogen in the liver and muscle tissues, while in these same tissues glycogenolysis is inhibited. In the liver tissue gluconeogenesis is also inhibited. Insulin favours the entry of amino acids and NEFA respectively to the skeletal muscle and the adipose tissue where it promotes the synthesis of proteins and lipides (triglycerides) and, at the same time, inhibits proteolysis and lipolysis.1 Owing to these actions on the metabolism, insulin in the sporting world is considered to be an anabolising hormone because of its anticatabolic action on proteins. Its end purpose is to improve sporting performance and stamina through increasing the muscular mass, physical strength and glycogen deposits. As an anaboliser, insulin is taken in doses of 10 I.U. (rapid insulin) twice a day or 20-40 minutes after every training session.8 For every unit of insulin administered it is recommended to take in 10 g of sugar within thirty minutes to prevent hypoglycaemic phenomena. As insulin tends to form fat deposits, it is often associated with the intake of lipolytic drugs as anabolisers. Various studies have highlighted its simultaneous use with other anabolising substances such as IGF-1, Growth Hormone (GH), thyroid hormones, erythropoietin and food integrators.9 Another reason for the success of insulin among competitive athletes is that it is hard to identify through antidoping checks, although recent spectrometry and chromotography investigations have made it possible to detect the presence of some types of insulin and degradation products.6, 10 The use of insulin in sport has been banned since 1999.5 It was included in the class of peptidic hormones, growth factors and correlated substances on the list of banned substances and methods of the world antidoping agency which is updated every 1 January.11 In spite of information campaigns and projects like “I don’t risk my health” proposed by CONI and the National Sports Federatioins for clean, riskfree sport, the use of doping substances, namely substances included in the list of banned classes, but also of those that may not be included in that list but are capable of enhancing athletic performance, is constantly increasing among both professional and amateur athletes.12 The data indicate that the use of performance-enhancing substances is particularly alarming among people who go to gymns. Abuse of such substances is also on the increase among 488 utilizzazione a scopo energetico (glicolisi) o nella sintesi e nel deposito del glicogeno nei tessuti epatico e muscolare, mentre negli stessi tessuti è inibita la glicogenolisi. Nel tessuto epatico è inibita anche la gluconeogenesi. L’insulina favorisce l’ingresso degli aminoacidi e dei NEFA rispettivamente nel muscolo scheletrico e nel tessuto adiposo, dove promuove la sintesi delle proteine e dei lipidi (trigliceridi) e, contemporaneamente, inibisce la proteolisi e la lipolisi 1. Per queste sue azioni sul metabolismo l’insulina è considerata nel mondo sportivo un ormone anabolizzante, grazie alla sua azione anticatabolica sulle proteine. Il suo impiego è finalizzato a migliorare la performance sportiva e la resistenza alla fatica attraverso l’aumento della massa muscolare, della forza e dei depositi di glicogeno. Come anabolizzante, l’insulina viene assunta alle dosi di 10 U.I.(insulina rapida) 2 volte al giorno oppure 20-40 minuti dopo ogni sessione di allenamento 8. Per ogni unità di insulina somministrata viene consigliata l’assunzione di 10 grammi di zuccheri entro trenta minuti, per evitare fenomeni ipoglicemici. Poiché l’insulina tende a formare grassi di deposito, spesso è associata all’assunzione di farmaci lipolitici come gli anabolizzanti. Diversi studi hanno evidenziato il suo contemporaneo uso con altre sostanze ad azione anabolizzante come IGF-I, Grawth Hormon (GH), ormoni tiroidei, eritropoietina, integratori alimentari 9. Un altro motivo di “successo” dell’insulina tra gli sportivi agonistici è la difficoltà ad identificare la sostanza attraverso i controlli antidoping, anche se recenti indagini di spettrometria e cromotografia hanno permesso di determinare la presenza di alcuni tipi di insulina e dei prodotti di degradazione 6, 10. L’utilizzo dell’insulina nello sport è stato proibito fin dal 1999 5. Essa è stata inserita nella classe degli ormoni peptidici, fattori di crescita e sostanze correlate della lista delle sostanze e metodi proibiti della agenzia mondiale antidoping che viene aggiornata ogni 1°gennaio 11. Nonostante campagne d’informazione e progetti come “io non rischio la salute”, proposte dal CONI e dalle Federazioni Sportive Nazionali per uno sport pulito e senza rischi, l’uso di sostanze doping, cioè delle sostanze che sono inserite nella lista delle classi proibite, ma anche di quelle che pur non essendo comprese in tale lista, sono in grado di incrementare la prestazione atletica, sono in costante aumento sia tra gli atleti professionisti che amatoriali 12. I dati indicano che l’uso di sostanze dopanti è particolarmente allarmante tra i frequentatori delle palestre. L’abuso di tali MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report SINNO adolescents. It is estimated that 4-7% are looking for specific substances to improve athletic performance 13 and 20% of adolescents say that they would take drugs to win and improve their performance;14 this confirms how important the psychological characteristics are that favour the use of banned substances.14 The increased use of these substances indicates how easy it is to engage in illicit doping activities. The drugs are mainly obtained on the black market or through compliant chemists and physicians who have a rather limited knowledge of the doping phenomenon.15 These products, which include preparations that are not guaranteed purity and safety-wise,16 supply a flourishing clandestine market which in the United States alone exceeds 100 million dollars.17 Doping therefore no longer represents a problem linked to the world of sport but is an authentic public health emergency. Technical and health operatives point out that while doping substances are listed with the aim of acting as a repressive deterrent for their use, in reality the listt can represent a subconscious incentive in the search for exogenous means (pharmacological or otherwise) for performance enhancement.18 In fact to list a more or less credible series of medicines would indirectly confirm that performance can be enhanced by exogenous factors. In other words the list would assert the validity of doping even though it is compiled in order to repress it; moreover, it could also provide a practical guide to such substances in so far as it is easy to apply such a system in particular situations or in any case away from the few competitions with antidoping controls.18 sostanze è in aumento anche tra le fasce adolescenziali. Si stima che il 4-7% cercano sostanze specifiche per aumentare le prestazioni atletiche 13 e il 20% degli adolescenti dichiara che assumerebbe farmaci per vincere e migliorare le proprie prestazioni 14; ciò conferma di quanto siano importanti le caratteristiche psicologiche che favoriscono l’uso di sostanze proibite 14. L’aumentato uso di queste sostanze indica quanto sia facile accedere alle pratiche illecite del doping. I farmaci vengono procurati soprattutto nel mercato nero o tramite la compiacenza di farmacisti e medici, i quali hanno una conoscenza piuttosto scarsa del fenomeno doping 15. Tali prodotti, comprendenti anche preparati non garantiti dal punto di vista della purezza e sicurezza 16, alimentano un fiorente mercato clandestino che nei soli Stati Uniti supera i 100 milioni di dollari 17. Il doping, pertanto, non rappresenta più un problema legato al mondo dello sport ma costituisce una vera e propria emergenza di sanità pubblica. Operatori tecnici e sanitari fanno rilevare che, se apparentemente una lista delle sostanze dopanti vuole costituire un deterrente repressivo per l’utilizzo delle stesse, in realtà essa può rappresentare un subconscio incentivo alla ricerca di mezzi esogeni (farmacologici o meno) per il miglioramento della performance 18. Infatti raccogliere in una lista una serie più o meno credibile di medicamenti, affermerebbe indirettamente la potenziale esistenza dell’evento migliorativo stesso a mezzo di fattori esogeni. In altre parole la lista asserirebbe la validità del doping anche se lo fa per reprimerlo; non solo, ma potrebbe fornire una “guida pratica” in quanto diventa pilotato e facile l’utilizzo di tale sistema in situazioni particolari o comunque fuori dalle poche competizioni con controllo antidoping 18. Conclusions Conclusioni The case described calls the attention of the emergency and sports physician to the possibility that clinical pictures similar to the one observed may be caused directly by the use or abuse of drugs used for doping purposes among sportspersons. As at the outset the clinical signs are similar to other pathologies, it is of fundamental importance that in the case of patients in a coma initial assessments should always take into consideration the hypothesis of drug intoxication, especially when we are faced with unclear clinical pictures involving the younger age groups. The gathering and discussion of clinical cases and a review of the literature contribute Il caso descritto richiama all’attenzione del medico dell’emergenza e dello sport, sulla possibilità che quadri clinici simili a quello osservato possano essere causati direttamente dall’uso o abuso di farmaci a scopo dopante tra gli sportivi. Poiché le manifestazioni cliniche, in fase di esordio, sono simili ad altre patologie è fondamentale che tra le ipotesi dei soggetti in coma si prendano, già in fase di valutazione iniziale, sempre in considerazione le intossicazioni da farmaci, soprattutto quando ci si trova di fronte a quadri clinici non chiari che interessano le fasce d’età più giovani. La rilevazione e la discussione di casi clinici e la revisione della letteratura contribuiscono Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 489 Hypoglicemic coma in bodybuilder: case report SINNO to establishing a number of key points in the diagnosis, treatment and aetiological research involving drug-induced intoxication. References/Bibliografia 1) Autori Vari: Fisiologia dell’uomo. Milan: Edi-Ermes; 2002 2) Garetto G. La nuova Medicina d’Urgenza. Turin: Edizioni Medico Scientifiche s.r.l.; 1994. 3) Erickson TB, Aks SE, Gussow L et al. Aggiornamento in tossicologia: un approccio razionale al trattamento del paziente intossicato. 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SCEVOLA 2 1Medico 2Membri Federale Federazione Motociclistica Italiana, Roma, Italia Commissione Medica Federazione Motociclistica Italiana, Roma, Italia Uso della moto in Italia Storia ’uso della moto in Italia è molto diffuso, prevalentemente nel nord e nel centro, anche se per le condizioni climatiche sarebbe pensabile una più ampia diffusione al sud. Il numero di moto circolanti in Italia, costituito da scooter, motociclette, moto a tre ruote, quad e motoslitte, è maggiore di 12 milioni. L’uso prevalente che si fa della moto è a scopo lavorativo e ludico come recarsi al lavoro, circolare nelle grandi e “vecchie” città, uscire fuori porta per passeggiate. Poi c’è l’uso sportivo che va dalle uscite organizzate in gruppo (turistica) alle gare minori agonistiche (regionali e nazionali con licenza nazionale) fino alle grandi manifestazioni motoristiche internazionali (con licenza internazionale). Le gare di tipo agonistico interessano una fascia di età che va dagli 8 anni (gare riservate) ai 70 anni. Il motociclismo agonistico si divide nei diversi settori specialistici che sono la velocità, il motocross, l’enduro, il supermoto, il trial, lo speedway, i motorally, le motoslitte. Il numero di tesserati (2011) in Italia è di 14760 piloti divisi nelle varie specialità. Fra le gare ve ne sono dedicate ai bambini con moto adeguate (motocross) e altre con grandi e piccoli su minimoto, altre alle donne. Diverse sono le caratteristiche delle moto e dei campi di gara per le specialità su accennate. La storia del motociclismo è la storia della moto, ovvero del mezzo a due ruote che in duecento anni diventa la moto attuale. Il primo abbozzo di mezzo a due ruote è quello scoperto da A. Marinoni in un disegno probabilmente opera di un allievo di Leonardo; si trovano comunque riferimenti cinesi nel 9000 a.C, sumeri nell’8000 a.C., egizi nel 4000 a.C. Il primo veicolo chiamato “celerifero”, si racconta fosse sviluppato dal giovane conte Mede de Sivrac e presentato a Parigi al Palais Royal nel 1791. Il primo mezzo a due ruote era composto da due ruote collegate fra loro, cavalcato e spinto con i piedi (Figura 1). Il Barone Karl von Drais inventò e presentò nel 1817 la sua Laufmachine o “macchina da corsa”; la stampa la chiamò draisine e successivamente velocipede. Rispetto al precedente celerifero era stato aggiunto un abbozzo di sterzo. La scarsa capacità di mantenere il biciclo in equilibrio ne ritardò la diffusione. L’aggiunta dello sterzo inizia la vestizione del mezzo a due ruote che comincia a essere integrato con pedali, freni e quant’altro solo dopo 50 anni divenendo il “biciclo” che inizia a entrare lentamente nell’uso comune. Di qui in avanti si ha un più rapido sviluppo tecnologico che porta alla bicicletta attuale. Si cominciava a sentire la necessità di trovare L Vol. 64 - N. 4 MEDICINA DELLO SPORT 491 CAROLI Figura 1. — Celerifero. L’origine. Figura 2. — La moto dopo 200 anni. un propulsore che sostituisse le gambe. Leonardo nel 1500 aveva intuito la potenza del vapore e ne studiò le applicazioni; Papin nel 1600 iniziò a utilizzarla per la famosa pentola; ci volle James Watt nel 1775 ad avviare le prime reali applicazioni del vapore (pompe a vapore, caldaie a vapore poi treni a vapore). Il propulsore a vapore poteva essere giusto, anche perché avrebbe avuto bassi costi di gestione. Nel 1869 l’ingegnere francese Louis-Guillaume Perreaux depositò il brevetto di un veicolo a due ruote funzionante a vapore. Intanto dopo una serie di esperimenti anche italiani da parte di Borzanti (1843) e poi di Borzanti e Matteucci nel 1863, comparve un brevetto di motore a scoppio. Più che un inventore unico vi fu un attivo movimento europeo dal quale verso gli anni ’80 uscì un propulsore a combustione interna potente per i tempi. Il propulsore venne posto su quattro ruote e iniziò l’era dell’auto. Per motivi economici si provò ad applicarlo su un mezzo povero come il veicolo a due ruote. Permaneva la difficoltà di mantenere in equilibrio un mezzo a due ruote e si pensò di utilizzarne uno a tre (triciclo a motore). Fra gli anni 18801890 si diffonde l’uso di mezzi a tre ruote con motore a benzina. Dopo il 1990 i fratelli Werner (russi) aboliscono una ruota, mettono il sedile sulla ruota posteriore e creano il biciclo a motore. Inizialmente si facevano molti ruzzoloni, ma poi s’imparò a equilibrare il corpo con impercettibili movimenti che consentono di gestire l’instabile biciclo a motore. A fine secolo si ha diffusione di mezzi a due ruote a motore e i fratelli Werner chiamano il mezzo motociclo o motocicletta, al femminile perché ormai sta diventando “l’amante” più desiderata dagli uomini di ogni ceto. Nel 1894 la Hildebrand and Wolfmuller mette in vendita i primi esemplari di motocicletta. Iniziano subito le sfide: la prima manifestazione di moto che si conosce è la Parigi-Bordeaux del 1895. La prima gara con motocicletta si svolse in Inghilterra a Richmond il 29 novembre 1897; vinse tale Jarriot su Fournier. Nel 1897 vi fu anche un campionato femminile francese con tricicli a motore vinto da Lea Lamoine. In quel periodo un’élite tronfia, elegante e impettita privilegiava l’auto, stabile e più facile da guidare; l’uomo “selvatico”, dotato di molta perizia e di coraggio, aspirava a cavalcare la motocicletta fondendosi con lei in un unico corpo per un piacere orgasmico di guida. Facendo riferimento ai mitici figli del re Issione i piloti delle due ruote presero il nome, tuttora corrente, di “centauri”. Iniziarono le sfide sportive fra Francia e Inghilterra per definire le migliori moto. Nel 1904 fu fondata la Federazione Motociclistica Internazionale e gli amanti delle moto iniziarono a gareggiare a livello nazionale e internazionale. Nel 1907 fu organizzato all’isola di Man il primo Tourist Trophy. Nel 1912 inizia il primo campionato italiano di motociclismo. Nel 1919 nasce la Milano-Taranto, nel 1922 il Gran Premio delle Nazioni a Monza, nel 1911 nasce il Motoclub d’Italia che poi diventa “Reale Motoclub d’Italia”, poi “Reale Federazione Motociclistica Italiana” e nel 1946 “Federazione Motociclistica Italiana”. Nel 1949 inizia il Campionato Mondiale di Motociclismo con cinque classi (125, 250, 350, 500, sydecar). Per i primi 20 anni le gare vengono dominate dalle moto italiane, poi compaiono le giapponesi. Le prime moto italiane sono la Gilera nel 1909, la Benelli nel 1911, la Guzzi nel 1921, e poi Morini, Ducati, Laverda, Garelli, Motobi, Mondial e tanti altri. Nel dopoguerra la Agusta produce la MV e la Aermacchi costruisce su licenza americana la Harley-Davidson. 492 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI Tabella I. — Visite per ottenere il certificato di idoneità specifica. FMI Tipo visita Scad. anni Età minima Età massima A2 B1 1 1 8 8 70 70 Velocità M. Cross Enduro Trial Al completamento, per ora, della vestizione delle due ruote si è arrivati dopo due secoli alle eleganti moto attuali (Figura 2). La moto Il motociclismo si differenzia dagli altri sport per l’attrezzo sportivo necessario a praticarlo, cioè la moto. La moto è molto diversa dagli attrezzi passivi e dominabili che l’atleta utilizza nei vari sport; la moto non è affatto passiva ed è lei che porta il pilota, che la controlla con i comandi, un po’ come il cavaliere con il cavallo, ma con una potenza che oggi supera i 100-200 cavalli (i cosiddetti Hp). Nel corso degli anni vi è stato un contemporaneo crescendo di potenza, di controllo, di maneggevolezza, di sicurezza. Sono stati usati motori a due e quattro tempi, cilindrate fino a mille e oltre, vari materiali nei telai, nuovi tipi di gomme, di freni, di cambi, di frizione e quant’altro. Le moto richiedono una messa a punto continua, che oggi si controlla prevalentemente con sistemi informatici ed è effettuata dai piloti e dai team di meccanici. Il pilota adatta la posizione del suo corpo alla moto in modo da diventare un insieme funzionale per mantenere il mezzo in equilibrio e aggredire alla maggior velocità possibile i percorsi assegnati dalle varie specialità. Le due ruote consentono un equilibrio instabile della moto ferma; ma appena si muove si ha una sensazione di stabilità che cresce aumentando la velocità. Ciò rende facile l’iniziale apprendimento della guida anche per chi non ha mai usato la bicicletta. Varie situazioni possono far perdere d’improvviso l’equilibrio sia nel normale traffico stradale che in pista. L’abilità del pilota in gara è saper controllare la moto al massimo carico di energia cinetica per sfruttarne appieno le potenzialità. Controllo e spostamenti sulla moto divengono più impegnativi e difficili quanto più il pilota sfrutta la potenza del motore per aumentare la velocità. La carica di energia cinetica di moto e pilota può crescere fino a superare la possibilità di mantenere l’equilibrio. La conseguente perdita di stabili- Vol. 64 - N. 4 tà della moto può determinare la caduta della moto e del pilota. La caduta in pista, anche ad alta velocità, dati gli ampi spazi di fuga imposti, comporta una scivolata più o meno lunga con conseguenze in genere modeste; diversa è invece una caduta su strada, dove è difficile trovare spazi di fuga sufficienti e le conseguenze possono essere gravi. Pilota e moto sono ugualmente determinanti per il risultato delle gare. Il pilota Il motociclista agonista è chiamato pilota. Per adire alla licenza agonistica il pilota deve presentare un certificato di idoneità specifica per lo sport motociclistico, diverso per velocità e motocross-enduro, trial, rilasciata dal SSN o da centri o privati accreditati. Le numerose specialità non citate seguono la linea strada e fuoristrada. A queste due categorie ne viene aggiunta una terza riferita a piloti che partecipano a manifestazioni considerate di basso contenuto agonistico, per le quali basta un certificato di “idoneità non agonistica”. I piloti che devono ottenere una licenza internazionale per Cross Country Rally (tipo Parigi-Dakar) devono sottoporsi a ecocardiogramma alla prima visita e a un test da sforzo massimale da ripetere poi ogni tre anni. Il test da sforzo massimale ogni tre anni è imposto anche ai licenziati dopo il compimento del 50° anno di età (Tabella I). Il CONI, con delibera CONI n. 469 del 2 marzo 1988, aveva inserito la Federazione Motociclistica fra quelle che svolgevano attività sportiva professionistica. A seguito di ricorso il Consiglio Nazionale CONI del 7 giugno 2011, con delibera n. 341/2011, stabilisce che la FMI non rientra fra le federazioni sportive che praticano sport professionistico e il motociclismo ritorna a tutti gli effetti sport dilettantistico. I piloti licenziati per agonismo sono maschi e femmine di diverse età. L’uomo è stato sicuramente dominatore e protagonista rispetto alle donne nelle gare in moto e i pochi studi condotti riguardano esclu- MEDICINA DELLO SPORT 493 CAROLI Figura 3. — Valori di massimo consumo d’ossigeno misurati in piloti di diverse discipline. Figura 4. — Valori di forza massimale isometrica di ciascun arto e tempo di reclutamento (t50) nei piloti di trial ed enduro. Non si notano differenze significative nelle discipline. sivamente lui soggetti maschili, come anche quello di seguito riferito. Sarà compito di un futuro più o meno immediato definire studi diretti al genere: maschi, femmine, età diverse. Pilota maschio Aspetti fisiologici La destrezza e la capacità tecnica svolgono un ruolo centrale nella caratterizzazione dei piloti di motociclismo, in tutte le sue specialità. Le competizioni, organizzate a livello locale, nazionale e internazionale, si svolgono principalmente su prove ripetute o comunque impegnano diverse ore della giornata e diversi giorni consecutivamente. Diversi studi 1-3 hanno già evidenziato in parte l’importanza e l’impegno delle capacità condizionali in competizione. Inoltre, come già evidenziato in una preceden- 494 Figura 5. — Valori di potenza esplosiva degli arti inferiori nei piloti di trial, enduro e cross. Si evidenzia il marcato incremento dell’altezza di salto tra contromovimento a braccia libere e bloccate, suggestivo di miglior capacità coordinative. te pubblicazione di Caroli, le diverse specialità richiedono capacità diversamente estrinsecate. Scarsissimi invece sono i dati in letteratura che riguardano il profilo fisiologico dei piloti, indispensabile per offrire un’attenta e corretta programmazione dell’allenamento fisico e utile, inoltre, nella pianificazione della ricerca del talento sportivo. Da alcuni anni la collaborazione tra la Federazione Motociclistica Italiana e il Dipartimento di Scienza dello Sport dell’Istituto di Medicina e Scienza dello Sport del CONI ha permesso di ottenere importanti dati fisiologici dei piloti di diverse specialità. Sono stati interessati al progetto i piloti élite delle specialità cross, enduro e trial, mentre non sono fino ad ora valutate le caratteristiche di piloti del settore velocità. Le valutazioni hanno riguardato la misura di alcuni parametri condizionali come il massimo consumo d’ossigeno (VO2max), misurato durante un test massimale incrementale continuo a rampa al nastro trasportatore (o al cicloergometro qualora il pilota presentava problematiche mediche); la forza muscolare, in particolare mediante test al dinamometro isometrico, e la potenza esplosiva degli estensori degli arti inferiori. I dati raccolti, seppur preliminari, offrono degli spunti di riflessione e permettono di descrivere più precisamente il modello funzionale delle diverse discipline: 1) i dati antropometrici suggeriscono che le caratteristiche dei piloti delle tre discipline esaminate siano quelle di giovani con un buon rapporto peso/statura e soprattutto percentuale di massa grassa assai contenuta, tipica di atleti con buona fitness globale; MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI Figura 6. — Campionato femminile. 2) i dati medi delle caratteristiche condizionali riportati suggeriscono che, in tutte e tre le discipline esaminate, le capacità di resistenza aerobica e di potenza muscolare, massimale isometrica ed esplosiva, sono ragionevolmente sviluppate, al pari di altre discipline sportive come gli sport a impegno metabolico alternato aerobico/anaerobico, con media richiesta di forza (Figure 3-5); 3) una nota particolare la merita senza dubbio il fatto che i piloti della specialità del trial abbiano un incremento del dato medio nel test avendo movimento e braccia libere maggiore degli altri piloti, probabilmente a enfatizzare le capacità di coordinazione che questa disciplina richiede rispetto alle altre, seppure sembrerebbero meno “esplosivi” ma più “forti” e “flessibili” rispetto agli enduristi. Pilota femmina Le donne si interessarono alle moto sin dal loro apparire. Nel 1897 Lea Lamoine vinse il campionato francese femminile; nel 1897 Renée Divenne si classifica 4° nella Parigi-Nizza mettendosi alle spalle sei piloti maschi. L’Italia ebbe una pilota di un certo valore,Vittoria Sambri, che gareggiò alla pari con gli uomini e nel 1922 vinse una prova di campionato italiano su pista della classe 500. Nel 1962 Beryl Swain si classificò 22° al Tourist Trophy su 25 arrivati al traguardo. Gina Bovaird nel 198182 gareggiò in 125 e 500. Poi vanno segnalate Taru Rinne (1989), Daniela Tognoli (19931994), Tomoki Igata (1995), Katja Poengen nel 2001. Da vari anni si organizzano gare per motocicliste, ma alcune vorrebbero gareggiare con gli uomini. La moto, fattore determinante per ogni specialità del motociclismo, è ugua- Vol. 64 - N. 4 Figura 7. — Padre che allena il figlio. le per uomo e donna; ciò potrebbe consentire alla donna di gareggiare alla pari. Varie volte le donne hanno gareggiato con gli uomini, ma i risultati di rilievo sono stati rarissimi ed eccezionali. Probabilmente vari fattori contribuiscono alla mancata realizzazione di un confronto alla pari con risultato. La condizione fisica (minore statura, peso e massa muscolare), le caratteristiche psicologiche femminili (prudenza, senso della conservazione più spinto), il retaggio della propria responsabilità nella maternità, fanno sì che permanga a tuttora per le donne il cosiddetto “tetto di cristallo”. In questi anni di figli unici il loro indirizzo allo sport pare non tenere più conto del sesso e il padre può indirizzare la ragazza anche verso la moto. Questo potrebbe far sì che la ragazza che ha entusiasmo, che sa concentrarsi, che si allena, che non ha “tabù”, possa superare le differenze fin qui rilevate e gareggiare alla pari con l’uomo, almeno fin dove la moto non superi certi pesi, superando finalmente il “tetto di cristallo” (Figura 6). Pilota bambina/o-ragazzo/a I bambini (maschi e femmine) dagli otto anni possono partecipare a gare dedicate senza premi. È necessario il certificato di idoneità agonistica. Le moto utilizzate sono le minimoto, le MEDICINA DELLO SPORT 495 CAROLI minibike, le minimotard e i miniquad. L’abbigliamento, soprattutto il casco, deve essere appropriato. I percorsi sono scelti per fasce di età dei concorrenti dai tecnici FMI. Il bambino ha la grande capacità di far diventare rapidamente la moto parte di sé stesso. I genitori seguono con grande attenzione i loro figli, attenzione che se diventa eccessiva mette in difficoltà il bambino e i tecnici (Figura 7). Pilota diversamente abile La FMI non organizza gare tipo paralimpico per diversamente abili. Dal 2004 alcuni deficit, quali per esempio la rigidità di una articolazione o la protesi di un arto o l’associazione di più condizioni limitanti, consentono la guida su strada per regolamento redatto dal Ministero dei Trasporti. Con opportune modifiche alla moto alcune limitazioni consentono al motociclista un sufficiente controllo della moto su strada. Questo ha portato piloti disabili a chiedere la licenza per partecipare a eventi competitivi titolati. La moto porta ugualmente e con la stessa potenza l’abile e il disabile: pensano di poter gareggiare alla pari con risultati positivi anche se non al top. La FMI per garantire quanto possibile che piloti disabili possano partecipare a gare non solo in sicurezza propria, ma anche in quella degli altri concorrenti, ha indicato nell’aggiornamento 2011 del Regolamento sanitario le condizioni in cui si può consentire il rilascio di licenza agonistica Pilota storico Molti piloti e appassionati di moto desiderano continuare l’attività in moto anche in età avanzata. Per le gare è richiesta l’idoneità agonistica (con test da sforzo ogni tre anni dopo 50 anni); per le attività non competitive basta una idoneità non agonistica. Protezione e prevenzione Il pilota in passato non voleva protezioni perché andare in moto con l’aria che sfiora il viso donava una sensazione di libertà che lo gratificava. La grave traumatologia determinata dal progressivo incremento del numero di moto, del traffico, di comportamenti spesso inadeguati, il clamore dei media, il pericolo di eccessiva demonizzazione della moto, hanno progressivamente imposto l’uso di protezioni. Così sono state imposte al pilota misure di pro- 496 tezione studiate per minimizzare i danni che si possono subire in caso di incidente. Sono stati ideati e prodotti caschi protettivi assolutamente efficaci nel ridurre il danno cerebrale in caso di caduta o scontro, distribuendo l’urto su tutta la superficie della testa. Il casco deve essere omologato, di buona qualità, adatto alla testa del pilota e fissato con cinturino; ha un limite di rottura oltre il quale si deve rompere. Per proteggere il corpo si utilizzano tute in pelle o Kevlar capaci, in caso di caduta, di rallentare la scivolata; vi sono protezioni applicabili per spalle, gomiti, mani, ginocchia, piede-caviglia, torace, dorso e addome. È stato ideato e prodotto recentemente anche un airbag che si gonfia quando il pilota si stacca dalla moto. Escluso il casco, considerato il “paraurti” del motociclista, gli altri sistemi di protezione passiva hanno modesta efficacia. La migliore protezione è data dalla prevenzione attiva, che spetta unicamente al pilota, e dalla eliminazione o protezione degli ostacoli intorno alle piste e ai percorsi di gara. Training Il motociclismo è sport individuale, anzi moto-individuale, in quanto il pilota anche in allenamento non é disgiunto dalla moto. La preparazione fisica è necessaria e riguarda la resistenza, la potenza, il controllo in volo e viene realizzata in modo indipendente dietro indicazioni dei tecnici della FMI. Il motociclismo, sempre per il concetto che è la moto che porta il/la pilota, comporta un impegno talora aerobico, talora misto aerobico-anaerobico, con punte di anaerobiosi nell’enduro e nel crosscountry, anche protratte nel motocross. Per la velocità, anche se mancano dati certi, si curano soprattutto i movimenti rapidi e ripetuti per il controllo della moto e del rischio e l’agilità di movimento in caso di caduta. A parte l’allenamento specifico per ogni specialità suggerito dai tecnici, si ritiene che l’allenamento debba mirare a: 1) aumentare la propria capacità aerobica allo scopo di “tenere” per tutta la gara; 2) potenziare e perfezionare l’azione delle parti maggiormente interessate al controllo della moto, in primis gli arti superiori (avambracci) e in misura minore le altre parti del corpo quali arti inferiori, addome, dorso; 3) ottimizzare l’efficienza del rapporto pilota-moto sui vari percorsi. MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI L’allenamento con la moto non è esente da rischi. Sarebbe bene che il pilota che si allena con la moto si informasse se in caso di caduta qualcuno può soccorrerlo. L’assicurazione FMI per eventuali infortuni in allenamento richiede che il pilota comunichi sempre dove e quando si allena con la moto. La competizione motociclistica Le numerose specialità del motociclismo non consentono, come in una partita di calcio, di definirne tempi e modalità, per la loro assoluta differenza per il luogo ove si svolge, i piloti (e le loro varie età), le moto utilizzate (e le diverse cilindrate), i tempi di prove e gare, la durata della gara, il tipo di servizio di soccorso da organizzare. Anche la frequenza di incidenti è diversa nelle varie specialità. Per questo prendiamo in considerazione in successione le specialità di maggiore interesse. Figura 8. — Pilota di velocità: osservare l’inclinazione della moto e il ginocchio “a terra”. Velocità Le gare di velocità sono iniziate con la prima comparsa della moto (inizio XX secolo) e hanno avuto ed hanno forte diffusione. Il campionato mondiale in 5 classi si disputa dal 1949; sono seguite e continuano le variazioni nel tipo di moto e nel tipo di gara che hanno poi individuato negli anni 90 le due categorie che oggi sono più importanti: MotoGP e SBK. Le gare del mondiale sono trasmesse su tutte le televisioni e commentate sulla stampa sportiva e non. Le gare titolate che si svolgono negli autodromi permanenti e in piste minori destano scarso interesse per pubblico e media. Alle gare di velocità partecipano uomini, donne e bambini/e con diversi tipi di moto (prototipi, derivati dalla serie, minibike, minimoto e sydecar). La pioggia, il maltempo e il clima possono penalizzare le gare. Molto curato l’abbigliamento protettivo: il casco, il paraschiena, la tuta in pelle o Kevlar con protezioni su gomito, spalle, mani, ginocchia, guanti, stivaletti. Il paraschiena, o gobbino dei piloti, crea qualche difficoltà in caso di trauma in quanto non consente in posizione supina l’appoggio della testa alla barella: occorre porre fra testa e barella un appoggio aggiuntivo (Figure 8, 9). Il pilota si allena prevalentemente su moto, anche se è utile che il pilota acquisisca un preparazione fisica adeguata perché non si esclude mai la possibilità di una scivolata (non c’è azio- Vol. 64 - N. 4 Figura 9. — Piloti adulti su moto piccolissime. ne umana esente da rischi: figurarsi il pilota in moto!). Il trauma nelle gare di velocità ha discreta rilevanza e richiede che venga messo in atto ogni mezzo per limitarne i danni. Per questo gli autodromi internazionali devono essere omologati dalla FIM e FMI e quelli nazionali da FMI. Per ottenere l’omologazione devono essere rimossi o protetti gli ostacoli, devono essere presenti sufficienti spazi di fuga, si deve dimostrare di disporre di personale qualificato per le segnalazioni e l’organizzazione in genere. Anche il servizio medico di soccorso è soggetto a omologazione FIM e va organizzato come indica la FIM (Medical Code). Il dirigente medico con licenza di CMO FIM deve, in preparazione, durante e dopo ogni manifestazione di velocità internazionale, assolvere i seguenti compiti: 1) due mesi prima deve compilare e inviare a FIM il questionario compilato; 2) dare comunicazione scritta agli ospedali indicando date e orari dell’evento nonché informazioni sul numero di spettatori previsto; MEDICINA DELLO SPORT 497 CAROLI Figura 10. — Pilota di trial in azione. fare richiesta di favorire l’accoglienza di piloti infortunati; chiedere conferma scritta di collaborazione; 3) se è previsto del pubblico si deve preparare un piano di soccorso che deve essere proporzionato al numero di spettatori previsto; 4) preparare un piano indicante la distribuzione dei veicoli di soccorso rapido (medico della emergenza e infermiere), i posti con appiedati (medico o infermiere e infermiere e soccorritori, le ambulanze (medico o infermiere e soccorritori); 5) dare conferma al 118 su orari e possibile presenza di spettatori; 6) incontrare il personale in una serata dedicata per informare e verificare la preparazione e dare precise indicazioni di comportamento; 7) verificare ambiente e materiale del centro medico fisso o estemporaneo; 8) predisporre per il centro medico la disponibilità di rianimatore, chirurgo, ecografista,traumatologo, infermieri e tecnico radiologo; 9) ricevere e distribuire in pista il personale e fare un check-in della attrezzatura sulle ambulanze; 10) prima di distribuire il personale, il primo giorno di gara deve tenere un briefing durante il quale dà le ultime informazioni ribadendo la necessità da intervenire solo in assoluta sicurezza; 11) se lo ritiene necessario per altre informazioni può ripetere il briefing; 12) durante prove e gare essere presente in direzione corsa; 13) nominare un collaboratore esperto di comunicazione, che deve essere presente in direzione corsa per il collegamento radio con tutte le postazioni. Periodicamente deve verificare l’efficienza del collegamento; 498 14) in caso di incidente, insieme al direttore di corsa, e al medical director devecoordinare l’intervento; 15) per ogni trasferimento fuori autodromo si deve informare il 118 e l’ospedale di accoglimento; 16) al ritorno del personale a fine gara si devono convocare un debriefing e un ringraziamento per la collaborazione; 17) a fine gara deve compilare il rapporto medico con elenco dei piloti infortunati completato con le informazioni ricevute dagli ospedali e lo consegna a FMI. Si segnala che per le gare motoGP e SBK è presente la clinica mobile del dott. Claudio Costa. Data la grande esperienza sua e dei suoi collaboratori nel trattamento dei piloti infortunati FIM-Dorna ha stabilito che un pilota infortunato e trasportato al centro medico, in piena coscienza e con il consenso del CMO, possa chiedere di proseguire l’eventuale trattamento sulla clinica mobile. In questo caso il pilota firma uno scarico di responsabilità per il servizio dell’autodromo. La riammissione alle prove o alla gara può essere autorizzata soltanto dal CMO. I dati rilevati dai rapporti di fine gara mostrano che in 140 delle 200 gare disputate almeno un pilota viene trasferito in ospedale, molte volte solo per accertamenti compiendo anche lunghi percorsi. Questo suggerirebbe, valutato il rapporto costo/benefici, l’utilità di disporre di un medico ortopedico, un tecnico radiologo e un apparecchio radiologico in loco per le gare di moto in autodromo. Infatti, la quasi totalità della traumatologia della velocità è scheletrica. In Italia ogni anno si disputano almeno 100 gare di velocità: due motoGP, tre SBK, sei di CIV e 25 altre gare FMI. I piloti con licenza per velocità sono 2027 (maschi e femmine) e 1026 (bambini/e e ragazzi/e). Trial Le prime gare si disputano in Inghilterra a inizio XX secolo con moto di serie; il trial moderno nasce alla fine della II guerra mondiale. Il primo campionato mondiale è del 1975. È stato avviato anche un campionato mondiale femminile. Utilizza moto molto diverse da quelle dì velocità e cross e le gare si possono svolgere all’aperto o indoor, su percorsi naturali e artificiali. La gara comporta percorsi fuori strada e prove speciali. È praticato da uomini, donne e ragazzi/e giovani. I piloti tesserati per trial in MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI Figura 11. — Pilota di cross in salto. Talora il salto è maggiore di 10 metri di altezza. Figura 12. — Pilota di speedway in azione. Italia sono 708 e 68 sono i bambini/e (2011). In Italia si svolgono circa 60 gare di trial ogni anno. È la specialità motociclistica meno gravata in assoluto da incidenti. Per il campionato mondiale FIM sono richiesti un CMO, una unità di rianimazione e un’ambulanza per eventuale trasporto di un ferito in ospedale (Figura 10). guida incontrollabile. La traumatologia grava pesantemente su questo specialità motociclistica. I traumi sono conseguenti a cadute, urti da altri concorrenti, urti contro ostacoli, cadute dall’alto (salti),. Va considerato che la potenza dei motori e le caratteristiche del percorso obbligano praticamente a salti dell’ordine di 10-15 m di altezza. Il paraschiena non è utile in quanto il danno spinale deriva più dalla caduta dall’alto che dall’urto contro ostacoli. Le lesioni subite riguardano in prevalenza gli arti superiori, spalla e mano in particolare, il cranio, il viso e la colonna vertebrale, ma anche gli arti inferiori. Per queste gare occorre in primis rimuovere i possibili ostacoli sul percorso e poi organizzare un servizio sanitario pronto ed efficiente per un soccorso immediato e preparato, specie dopo caduta nel salto per il rischio di lesioni spinali, rare, ma non rarissime. Per gare internazionali la FIM chiede un CMO, un mezzo veloce tipo quad in grado di muoversi fuori strada, un’ambulanza da rianimazione con medico, postazioni a terra per intervento immediato, un’ambulanza per trasporto di possibili feriti, un centro medico stabile o estemporaneo, la disponibilità di un elicottero (Figura 11). Motocross Le prime gare sono disputate in Inghilterra nel 1924, primo campionato mondiale FIM nel 1957 con moto 500 cc. Attualmente vi sono tre classi Mx1, Mx2, Mx3 e sydecar. Si utilizzano moto specifiche per il cross. Si svolge su campi omologati di cross con sessioni di prove libere e di qualifica e due manche di 40 minuti e due giri. Comprende anche un settore femminile con relativo campionato mondiale, un settore di sydecar cross, un quad cross e un settore bambini (minicross). Il freestyle fa parte del cross. È la specialità motociclistica a più alto impegno fisico, che diventa estremo in caso di caduta e riavvio della moto in gara. Necessita di allenamento costante per potenza e durata. Richiede una distribuzione delle proprie risorse energetiche per reggere tutta la durata di ogni manche. Le gare per bambini hanno tempi più brevi e nei primi anni percorsi più semplici. Le gare in Italia sono ogni anno oltre 150. I piloti licenziati da FMI sono 4410 adulti e 627 bambini. Il cross comporta movimenti di tutto il corpo per affrontare le difficoltà del terreno, l’atterraggio dopo salto, il perno sul ginocchio, il contatto non raro con l’avversario, con prevalente impegno di avambracci e ginocchia. Gli avambracci se non ben preparati per lo sforzo prolungato possono diventare ingovernabili e rendere la Vol. 64 - N. 4 Speedway e flat track Deriva da gare che si svolgevano negli Stati Uniti in ippodromi adattati, per competizioni serrate con la caratteristica del piede a terra. Il Campionato Mondiale inizia nel 1936 e si svolge su pista in terra battuta o con fondo di ghiaccio. Sono moto assolutamente diverse da quelle utilizzate nelle altre specialità, a presa diretta, con gomme chiodate per le piste di ghiaccio. Le gare sono di breve durata, ripe- MEDICINA DELLO SPORT 499 CAROLI con appiedati, un veicolo per trasporto di feriti in ospedale; raccomandato un mezzo veloce tipo quad per interventi rapidi in pista. Enduro Figura 13. — Pilota di enduro nel fettucciato. tute, altamente competitive. In Italia si hanno 12-13 manifestazioni ufficiali ogni anno, prevalentemente per stranieri, in quanto i tesserati italiani sono solo 43 (nel 2011). La traumatologia dello speedway riguarda gli arti superiori (spalla in prevalenza) e inferiori e per le gare su ghiaccio sono possibili lesioni da gomme chiodate. La frequenza è modesta. Le gare si svolgono in ambienti controllabili e l’organizzazione del soccorso è agevole. La FIM per gare internazionali chiede un CMO, un’ambulanza da rianimazione, una da trasporto e un’infermeria (Figura 12). Supermoto È una specialità recente, nata in Francia negli anni Ottanta come competizione possibile ovunque e si diffonde rapidamente anche in Italia. Il primo Campionato Europeo si disputa nel 1997 e il primo Campionato Mondiale nel 2002. Vi sono tre categorie di moto S1, S2, S3, diverse per cilindrata. Le moto sono diverse dalle precedenti perché si devono adattare all’asfalto e al fuoristrada. Il percorso deve comprendere un tratto asfaltato e uno terroso (escluso Pleven ove è tutto asfaltato con salti tipo cross). È praticato da 709 licenziati e in Italia si svolgono 25-30 gare ogni anno fra cui sei nazionali e due internazionali. La gara si svolge in sessioni di prove libere, di qualifica, di gara. La traumatologia, piuttosto modesta per il tipo di percorso che non consente velocità elevate, interessa gli arti superiori (spalla), i piedi, raramente il cranio. L’organizzazione del soccorso è agevole perché il percorso è in genere tutto visibile. La FIM chiede per gare internazionali supermoto due ambulanze da rianimazione, posti di soccorso 500 Nasce agli inizi del XX secolo nelle campagne inglesi come antagonista del cavallo. I primi pionieri con pesanti moto percorrevano mulattiere e strade di campagna praticando di fatto il fuori strada. Il nome originale fu country-cross, poi divenne regolarità negli anni ’70 ed enduro negli anni ’80. La FMI dal 1966 istituì un trofeo che comportava tre manifestazioni in Polonia, Cecoslovacchia e valli bergamasche. Nel 1970 venne istituito il Campionato Europeo che nel 1989 diviene Mondiale: Anche questa specialità ha moto specifiche con caratteristiche adeguate ai percorsi: consiste in percorsi di trasferimento (con tempi da rispettare) su strada e fuoristrada e prove speciali su percorsi fettucciati, individuali con prelievo dei tempi. Caratteristica dell’enduro è che il pilota non può ricevere assistenza meccanica sui propri mezzi se non per poche operazioni, quali rifornimenti di carburante, cambi d’olio, spurgo del liquido dei freni. La manutenzione deve quindi essere effettuata dal pilota stesso. Si può svolgere all’aperto e indoor: all’aperto è praticato da ragazzi e ragazze maggiori di 18 anni (quindi con patente di guida); indoor anche da bambini. Le gare sono ogni anno più di 80; 37 sono gestite da FMI, tre delle quali internazionali. I licenziati per enduro sono 4296 uomini e donne e 196 bambini/e (2011) (Figura 13). Merita di essere citata la manifestazione a squadre più importante dell’enduro: la ISDE, o sei giorni internazionale. Ha inizio nel 1912 come International Six Days Reliability Trial. Si svolge ogni anno nei paesi che ne assumono l’organizzazione e ha in palio il “Trofeo delle nazioni” per squadre di sei piloti e il “vaso d’argento” per squadre junior di quattro piloti. Le cilindrate sono tre e comprendono moto a 2 e 4 tempi. Altre categorie partecipanti hanno tre piloti per ogni squadra. Dura come dice il titolo sei giorni ed è composta da prove individuali di varia natura: prove di velocità su percorsi fuori strada fettucciati, trasferimenti cronometrati e l’ultimo giorno una gara di cross per le varie categorie. Data la durata e la presenza di numerosi piloti nazionali è stato sempre presente un medico per le due squadre italiane e per gli altri partecipanti italiani. L’enduro richiede nelle prove speciali un impegno psicofisico simile a quello del cross, MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI un impegno modesto nei trasferimenti, intenso nelle operazioni sulla moto. Ogni atleta è impegnato in queste fasi per tutta la giornata, Nel 1981 in occasione della ISDE all’Isola d’Elba controllammo con Holter alcuni piloti ricavando osservazioni interessanti. Soprattutto si evidenziava che il pilota nei trasferimenti non faceva il minimo sforzo e la HR si manteneva a valori di 65-75 min (pilota portato a spasso dalla moto). La risposta cardiocircolatoria dimostrante un impegno reale si verificava nei tratti impegnativi ripetuti del percorso, nelle prove speciali e quando qualche inconveniente alla moto costringeva il pilota a sforzi imprevisti. Interessante anche la stessa risposta in frequenza alle stesse difficoltà del percorso: si potrebbe dire che la frequenza disegnava il percorso. L’enduro comporta la necessità di allenamento con e senza moto per accrescere destrezza, potenza e resistenza. La traumatologia dell’enduro è simile a quello della strada e del fuoristrada in quanto l’endurista viaggia anche nel traffico normale. Rari i traumi da contatto per l’individualità della gara. I salti sono meno alti rispetto al cross. Risulta quindi simile a quella del cross, ma meno frequente. Interessa particolarmente gli arti superiori dalla spalla alle dita, ma anche gli arti inferiori e il cranio. Non sono stati rilevate per ora lesioni spinali. L’organizzazione del soccorso deve considerare la lunghezza del percorso e i punti più pericolosi, soprattutto quelli dove si svolgono le prove speciali. La FIM chiede per le gare internazionali un CMO, veicoli per rapido intervento nei punti ritenuti pericolosi, un’ambulanza da rianimazione per ogni prova speciale, ambulanze per trasporto all’ospedale dislocate lungo il percorso. Il centro medico e l’elicottero sono facoltativi per le varie gare ma obbligatori per la ISDE. Per la gara di cross dell’ultimo giorno il servizio medico è lo stesso richiesto da FIM per il motocross. Quad Da qualche hanno vanno assumendo interesse mezzi a quattro ruote utilizzabili anche fuoristrada: i quad. Storicamente i mezzi a tre ruote risultano già presenti quando si applica il propulsore a un mezzo più povero dell’auto come avviene storicamente alla fine del XIX secolo. Dagli inizi del XXI secolo va aumentando la diffusione di questo mezzo a metà strada fra auto e moto. Più recentemente vi è stato una Vol. 64 - N. 4 maggiore diffusione in quanto il quad può essere utilizzato da tutti, anche da piloti non ugualmente abili. Piloti come Rayney e Dutto sono diventati testimonial al riguardo. Poiché lo spirito umano è sempre disposto alla competizione, anche i piloti di quad hanno iniziato a gareggiare su strada e fuoristrada. Dal 2009 si hanno gare in Italia di quad cross, Baja e country rally anche internazionali. In Italia le gare di quad sono 14-15 per anno. I piloti con licenza sono stati 250 nel 2011. Ha minima traumatologia dovuta in prevalenza a rovesciamento del mezzo. Anche persone disabili chiedono di gareggiare. Cross country rallies e Baja Si tratta di gare riservate a numerosi piloti che coprono lunghe distanze in zone desertiche guidati da una road map. Hanno prove speciali di lungo chilometraggio. Partecipano moto di diversa cilindrata e anche quad. I piloti sono in prevalenza uomini, ma vi è anche presenza di donne. Rientrano fra queste gare anche la Parigi-Dakar e il Rally dei Faraoni. Le gare in Italia sono una decina e i piloti con licenza specifica 149 (2011). La traumatologia, dati i lunghi percorsi e l’alto impegno agonistico, è piuttosto simile a quella dell’enduro, ma diversa per la velocità di impatto. A differenza dell’enduro gli incidenti più gravi si sono verificati nei rally per scontri fra concorrenti per errori di percorso e ritorno contromano. Gli incidenti più frequenti riguardano la testa in primis, gli arti superiori e inferiori. L’organizzazione del soccorso si differenzia dall’enduro per la lunghezza del percorso obbligando a dispiegare un numero maggiore di soccorritori. Problema importante è la comunicazione per la vasta zona da coprire con la necessità di attivare un sistema con ponte radio. La FIM prescrive per queste gare la presenza di un elicottero con rianimatore a bordo per ogni 350 km (due elicotteri se percorsi più lunghi). L’elicottero deve essere dotato di verricello. Necessari anche mezzi di soccorso a terra collegati fra loro e con la direzione corsa. Altre specialità Altre specialità sono le gare in salita, le prove di accelerazione, le motoslitte. Traumatologia del motociclismo Ernest Hemingway sosteneva che i veri sport sono solo tre: la corrida, l’alpinismo e il motoci- MEDICINA DELLO SPORT 501 CAROLI clismo; gli altri sono solo giochi. I tre sport citati in effetti presentano condizioni di rischio più alto rispetto agli altri. Per questo chi gestisce il motociclismo agonistico (FIM e Federazioni nazionali) ha imposto regole per prevenire il trauma e, se avviene, per limitarne i danni. Per quanto riguarda la prevenzione è prevista per ogni circuito o campo di gara una omologazione che segue a un’attenta verifica della pericolosità del tracciato, dei possibili ostacoli, dell’organizzazione dei servizi, delle comunicazioni, delle vie di accesso e di uscita del pubblico. L’omologazione viene verificata periodicamente. Poiché nonostante tutto il trauma si può comunque verificare la FIM e le federazioni (almeno una buona parte) hanno imposto la organizzazione di servizi di soccorso, almeno sulla carta efficienti. Per le gare di campionato del mondo è fatto obbligo di avere un CMO con licenza FIM ed è prevista l’omologazione prima della prima gara, durante la prima gara e se concessa dopo la gara ogni tre-quattro anni. Date le evidenti differenze per le specialità rispetto al campo di gara (permanente o no), al percorso, alla frequenza della traumatologia, al numero di partecipanti, sono diverse le richieste da parte dell’organo di controllo. La FIM chiede per la velocità su pista che ogni parte del tracciato sia raggiungibile da un mezzo veloce con medico a bordo entro due minuti. La FMI, sensibile alla necessità di garantire al pilota la migliore assistenza possibile, nel regolamento sanitario aggiornato nel settembre 2011, ha fornito le indicazioni relative alla organizzazione del soccorso nelle gare di moto di seguito riportate. Art. 8 – ASSISTENZA SANITARIA SUI CAMPI DI GARA: IL MEDICO DI GARA 1. La FMI riconosce fra i propri compiti la necessità di garantire un’ adeguata assistenza sanitaria sui campi di gara ai licenziati, agli Ufficiali di Gara e a tutto il personale operante in occasione di qualsiasi manifestazione motociclistica organizzata, sia a livello nazionale che territoriale, per tutta la durata delle prove e delle competizioni. 2. La FMI esige che nelle gare, sia a livello nazionale che territoriale, sia garantito un servizio medico tempestivo ed efficiente per offrire un’ adeguata protezione ai piloti, agli operatori e al pubblico. 3. Il Medico di Gara viene nominato dagli Organizzatori di ciascuna manifestazione; agli 502 stessi spetta garantire un valido ed efficace servizio di soccorso per tutta la durata dell’evento. 4. Gli Organizzatori devono predisporre un locale idoneo per eventuali interventi di medicazione necessari durante la manifestazione, sia per i conduttori che per i loro accompagnatori, per il personale di servizio, per gli Ufficiali di Gara, per i componenti l’organizzazione e per il pubblico. 5. Gli Organizzatori devono orientare la scelta del Medico di Gara verso chi abbia esperienza nel trattamento del traumatizzato e verso chi quindi abbia una buona conoscenza dello sport motociclistico e dimestichezza con il circuito. 7. Il Medico, di concerto con l‘organizzatore, nei giorni precedenti la gara deve provvedere a dare comunicazione scritta su giorni e orari della manifestazione al 118 di competenza ed alle Direzioni sanitarie degli Ospedali più vicini allo svolgimento della manifestazione. 8. Il Medico di Gara incaricato, in rapporto al tipo di manifestazione, al numero dei partecipanti, alle caratteristiche del campo di gara, alla presenza o meno di pubblico, produce un piano di soccorso ed evacuazione, indicando personale e mezzi necessari per un soccorso tempestivo ed efficiente. 9. Il Medico di Gara deve attuare il piano di soccorso di cui al comma 8, al fine di garantire il servizio di soccorso in un tempo sufficientemente breve da consentire il recupero e il trattamento dei piloti eventualmente infortunati durante tutta la manifestazione, può richiedere: — Centro medico o ambiente fisso o estemporaneo in cui trattare eventuali piloti infortunati con personale dedicato. — Medici (di cui almeno uno specialista in anestesia o esperto in emergenza), — Infermieri, Soccorritori e Barellieri disposti in apposite postazioni lungo il percorso della manifestazione. — Ambulanze adatte alla manifestazione sportiva — Ambulanze da rianimazione — Ambulanze per trasportare il traumatizzato all‘ospedale. — Collegamento radio o a vista tra direzione gara e tutti gli operatori dislocati sul percorso della manifestazione sportiva. 10. Compiti del Medico di Gara: a) coordinare il servizio medico dell’intera manifestazione; b) coordinare l’idoneità e l’efficienza dei mezzi di soccorso predisposti per la manifestazione e riferire nel merito al Direttore di Gara; MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI c) essere presente alle Operazioni Preliminari, alle Prove Ufficiali e per tutta la durata della manifestazione; d) proporre al Commissario di Gara la esclusione di eventuali conduttori giudicati in condizioni fisiche tali da non poter prendere parte alla manifestazione; e) redigere un rapporto inerente il suo servizio, con i nominativi degli eventuali infortunati soccorsi, diagnosi e prognosi provvisoria e consegnarlo al Commissario di Gara (allegato B). 11. La visita medica pre gara, per tutte le specialità non è obbligatoria. Il Medico di Gara, il Direttore di Gara o il Commissario di Gara delegato possono decidere di far sottoporre a visita medica qualsiasi pilota ed in qualsiasi momento, se ritenuto opportuno. In tal caso il pilota non può opporre rifiuto, pena l’esclusione dalla manifestazione. Le direttive sono derivate da quanto avviene negli autodromi permanenti; sono in gran parte attivate e già si rilevano le prime indicazioni. La commissione medica da qualche anno ha prodotto un modulo di rapporto per il medico di gara; i Commissari FMI hanno collaborato a distribuzione e raccolta dei moduli. Siamo così venuti a conoscenza dal maggio 2010 all’ottobre 2011 di quanto è accaduto nelle varie specialità, quali traumi risultano più frequenti , quanti piloti sono stati trasferiti in ospedale in ambulanza o elicottero, quante manifestazioni sono state esenti da incidenti. E abbiamo ottenuto un database con nomi e indirizzi di tutti i medici di gara coinvolti. Nelle singole specialità è stato fatto cenno alla relativa traumatologia. Si è accennato alla traumatologia scheletrica che potrebbe essere tutta risolta in loco. Si ritiene opportuno aggiungere qualche osservazione sui traumi che creano i maggiori problemi di soccorso, trattamento e destinazione; cioè i traumi cranici e spinali, le fratture di bacino, le fratture multiple, i traumi toracici e addominali: trauma cranico: il primo soccorritore che interviene accerta immediatamente se il pilota è cosciente o no e informa la direzione corsa. Se il pilota è in coma, in condizioni gravi ed occupa la pista viene sospesa la gara con bandiera rossa e si mobilizza immediatamente un mezzo di soccorso veloce con rianimatore e strumentazione a bordo. Il rianimatore decide se trattare il pilota in loco oppure attuare lo scoop and run (caricare il pilota sulla ambulanza e raggiungere il centro medico) o al limite, se in zona lontana o mal raggiungibile, eseguire il recupero con elicottero. La destinazione Vol. 64 - N. 4 sarà o il centro medico o il trauma center di riferimento da raggiungere rapidamente. Se il pilota rimane qualche minuto in stato di incoscienza poi riprende va inviato in osservazione a un reparto neurochirurgico, rapidamente solo qualora dimostri un progressivo obnubilamento Se il pilota recupera coscienza subito va interrogato con domande semplici: dove sei, data di nascita, che giorno è. La risposta più importante secondo et al. è se ricorda come è caduto; se non ricorda va sospettata una concussione cerebrale. Ricordare che il trauma cranico può essere associata a trauma cervicale e spinale, onde la necessità della corretta estrazione del casco evitando, oltre a flessione, estensione e rotazione, anche trazioni e compressioni che potrebbero aggravare un danno neurologico latente. Per il resto seguire il PHTC (Pre Hospital Trauma Care); trauma spinale: va sempre considerato dopo trauma in pista, ma soprattutto dopo caduta da salto nel cross o nei rally: va posta grande attenzione anche in assenza di sintomatologia nervosa che può comparire più tardivamente; muovere correttamente il pilota. Come già rilevato, per i piloti con paraschiena va corretto il gap fra capo e barella. Dopo immobilizzazione del collo con collare e del dorso con barella rigida si segue PHTC; fratture di bacino: sono sospettabili dalla dinamica dell’incidente; possono essere responsabili di imponenti perdite ematiche. Richiedono un rapido avvio verso reparto intensivo per accertare l’entità delle fratture, bloccare rapidamente l’emorragia e sostituire le perdite ematiche. Lo stesso vale per fratture esposte multiple. PHTC da subito; traumi torace e addome: per valutarne entità e gravità è utile disporre in loco di eco fast; in caso contrario PHTCe ricovero per accertamenti. Indispensabile documentare per iscritto tutto quanto viene praticato al pilota, e in doppia o tripla copia una delle quali va archiviata: si consiglia di tenere la prima copia e consegnare la seconda al pilota (che generalmente la perde e se ne ha bisogno la richiede). Anche i referti di consulenti vanno conservati in archivio. La presenza di un medico con licenza da CMO (Chief Medical Officer o capo del servizio di soccorso) è obbligatoria per ogni gara titolata FIM. Per ottenere una licenza per CMO FIM occorre avere acquisito esperienza di organizzazione e soccorso in gare motociclistiche documentata dalla propria federazione, avere MEDICINA DELLO SPORT 503 CAROLI partecipato a un seminario medico FIM, pagare infine quanto richiesto. La licenza va rinnovata con partecipazione a nuovo seminario ogni tre anni. Ritorno alla competizione Il pilota traumatizzato in un incidente durante prove o gara può presentare danni minimi che non inficiano la prestazione. Il pilota che si presenta o viene trasportato al centro medico o all’infermeria viene visitato dal Medico di gara o da un suo collaboratore. Questi può decidere o la riammissione immediata all’evento, o la necessità di rivedere il pilota, o il trattamento in loco, o l’invio in ospedale per accertamenti o per lesioni rilevanti. Per le gare di velocità (MotoGP e SBK) il pilota infortunato in perfetta coscienza può chiedere di essere curato nella clinica mobile. Ogni decisione sulla riammissione all’evento spetta al medico di gara o per gare internazionali al CMO. Il pilota ospedalizzato o che ha subito danni dovrebbe essere segnalato al medico della gara successiva alla quale si presenta. Si evidenzia al riguardo la criticità relativa alla comunicazione. In MotoGP e SBK il medical director si presenta al CMO il giorno prima dell’inizio della manifestazione con l’elenco dei piloti dichiarati unfit. I piloti dell’elenco che si presentano vengono visitati, testati, e si decide o meno la loro ammissione alla gara. La decisione finale spetta al CMO che firma la autorizzazione al rientro. Molto si è discusso sulla riammissione precoce dopo trauma in quanto il pilota, il team, lo sponsor, la stampa e l’organizzazione della gara sollecitano un rientro rapido. Questo ha consentito anche risultati molto brillanti che hanno favorito la conquista di un titolo mondiale. Non sempre però un rapido rientro si è dimostrato utile e talora è risultato addirittura dannoso. Il Panel medico FMI ha dato indicazioni sui tempi di rientro in rapporto al danno subito, ma non ha chiarito completamente il problema, o meglio non sono sempre seguite le indicazioni. Recentemente Vagnozzi utilizzando un software per la determinazione in RM dell’NAcetilaspartato ha dato indicazioni per il trauma cranico, ma data la difficoltà dell’esame eseguibile in pochi centri si è avuta finora scarsa risposta. Rimane il problema sollecitato dalla commissione medica FMI di trasmettere le infor- 504 mazioni sui piloti infortunati al medico di gara della successiva manifestazione. Tale informazione deve giungere anche alla FMI che nel caso il pilota abbia subito lesioni importanti può decidere, consultata la Commissione medica, di ritirare la licenza. Si sta valutando una nuova tecnica di comunicazione per FMI e medico della gara successiva per fornire informazioni su un pilota infortunato in un gara precedente. Inizia nel 2012 una sperimentazione al riguardo. Antidoping La FIM e la FMI hanno accettato il regolamento antidoping di WADA. A inizio di ogni anno la Commissione medica FMI informa i piloti via mail e stampa sulle modifiche prodotte da WADA. Ogni anno la FIM e in Italia anche CONI e FMI realizzano una serie di controlli antidoping durante manifestazioni internazionali o nazionali per tutte le specialità. Le positività sono state modestissime e limitate a piloti di basso livello. Il controllo dell’alcol è stato sospeso dopo oltre 400 controlli tutti negativi. In caso di controllo antidoping viene data comunicazione al CMO o al medico di gara la mattina stessa della gara. L’organizzazione deve produrre locali idonei composti da sala d’attesa e altro locale con bagno vicino. Vi deve essere disponibilità di bottiglie di acqua tappate e di frigorifero; si devono mettere a disposizione i cosiddetti Chaperron (persone individuate nella organizzazione) ognuno dei quali ha il compito di trovare il pilota designato per il controllo e comunicargli che deve sottoporsi a test antidoping; lo deve poi accompagnare in ogni suo movimento, premiazione compresa, senza lasciarlo un istante fino a che non ha depositato il suo liquido biologico. Il tipo di sorteggio viene deciso in genere dal Presidente di giuria e riguarda quasi sempre il primo arrivato; gli altri derivano da sorteggio o, in caso di pilota sospetto, da decisione della giuria o del CMO. Conclusioni Abbiamo cercato di dare una idea il più completa possibile sulle mille sfaccettature delle varie specialità del motociclismo agonistico. Soprattutto abbiamo cercato di dare una informazione su quanto riguarda la funzione del CMO e del medico di gara nelle MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 CAROLI gare internazionali e nazionali. Un richiamo alla necessità di disporre di medici, infermieri, soccorritori e collaboratori preparati e collaboranti consci di partecipare attivamente e con entusiasmo ad una attività che loro stessi renderanno gratificante. Se il personale non ha amore per la moto o entusiasmo per il soccorso fatica a restare molte ore in pista. Abbiamo anche accennato alla futura sperimentazione con utilizzo del web per creare un data base dei piloti accessibile ai medici di gara. Lo scopo finale di tutto è quello di salvaguardare in tutti i modi possibili il pilota che gareggia. E quanto c’è di buono e utile sui campi di gara serve anche per educare le generazioni che si apprestano ad utilizzare la moto a gestirla con coscienza. Questo articolo viene casualmente prodotto in occasione del centenario della Federazione Motociclistica Italiana (Figura 14). Bibliografia 1) D’Artibale E, Tessitore A, Capranica L. Heart rate and blood lactate concentration of male road-race motorcyclists. J Sports Sci 2008;26:683-9. 2) Gobbi AW, Francisco RA, Tuy B et al. Physiological characteristics of top level off-road motorcyclists. Br J Sports Med 2005;39:927-31. 3) Dal Monte A, Faina M. La valutazione funzionale dell’atleta. Torino: Utet; 2000. 4) Medical Code. 5) Bonfigli G. Modello funzionale del motocross. Tesi Corso Allenatori IV livello nazionale (III livello Europeo) SDS, 2007. Figura 14. — Centenario FMI. 6) Cardellin A. Storia del velocipede e dello sport ciclistico. Padova, 1946. 7) Caroli G. Impegno psichico e fisico del motocross. 2005. 8) Caroli G. Incidente in moto e uso del casco. Quaderni FMI, Motitalia, ottobre 2003, n. 10. 9) Costa CM, Caroli G, Palmieri M. Eccezionale indagine equipe medica FMI nel corso della Sei giorni. Motitalia, 18-19, ottobre 1981 n. 10. 10) Direttive per la guida dei motocicli nel caso di minorazioni invalidanti agli arti: Nuovo aggiornamento prontuario. Ministero dei Trasporti, ex art.119, comma 10, del D.L.vo n. 285/92. 11) FIM Antidoping Code 2011. 12) FIM Medical Code 2011. 13) Grange JT, Bodnar JA, Corbett SW. Motocross medicine. Current Sports Medicine Reports. Vol. 8, n. 3, 125-30, 2009. 14) Regolamento sanitario FMI. Aggiornato settembre 2011. 15) Trammel TR. Assessment of the risk of worsening an injury to the cervical spine and or spinal cord during helmet removal. Eject Project 2009. 16) Vagnozzi R, Signoretti S, Tavazzi B, Verzelletti A, Lazzarino G, Casasco M. La concussione cerebrale. Medicina dello Sport 2010;63(Suppl. 1). Autore di contatto: G. Caroli, Medico Federale Federazione Motociclistica Italiana, viale Tiziano 70, 00196 Roma, Italia. E-mail: [email protected] Vol. 64 - N. 4 MEDICINA DELLO SPORT 505 La Medicina dello Sport ... per Sport nei fascicoli Anno 1999 - Vol. 52 Fascicolo N. 3 - Settembre 1999 - Pag. 214-224 Il canottaggio - Spataro A. Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 287-322 Iniziative e compiti del medico dello sport Relazioni ed abstract presentati al 29° Congresso Nazionale della FMSI Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 323-327 Ricerche medico-scientifiche svolte in ambito automobilistico - Ceccarelli R. Anno 2000 - Vol. 53 Fascicolo N. 1 - Marzo 2000 - Pag. 83-106 Gli sport natatori - Bonifazi M., Giombini A., Minganti C., Marugo L., Sardella F. Fascicolo N. 2 - Giugno 2000 - Pag. 193-208 La traumatologia nell’atletica leggera - Mosconi M., Viola E., Giorgi L., Benazzo F. Fascicolo N. 3 - Settembre 2000 - Pag. 279-287 I bendaggi funzionali nel trattamento dei danni da sport - Frignani R. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2000 - Pag. 369-381 La medicina dello sport e gli sport motoristici - Dal Monte A. Anno 2001 - Vol. 54 Fascicolo N. 1 - Marzo 2001 - Pag. 81-91 Pallacanestro - Biffi A., Faccini P., Salvaggi P., Senzameno S., Ticca M. Fascicolo N. 2 - Giugno 2001 - Pag. 145-153 Lo sport della vela - Marchetti M., Delussu A. S., Rodio A. Fascicolo N. 3 - Settembre 2001 - Pag. 243-246 Il pentathlon moderno - Parisi A., Masala D., Cardelli G., Di Salvo V. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2001 - Pag. 325-334 Monitoraggio medico-sportivo del pugilato professionistico - Sturla M. I. Anno 2002 - Vol. 55 Fascicolo N. 1 - Marzo 2002 - Pag. 51-59 Medicina dello Sport applicata allo skyrunning - Roi G. S. Fascicolo N. 2 - Giugno 2002 - Pag. 101-123 Le discipline subacquee: aspetti medici e tecnici dell’immersione - Manozzi F. M. Fascicolo N. 3 - Settembre 2002 - Pag. 219-226 L’arbitro di calcio: profilo medico-sportivo - Pizzi A., Castagna C. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2002 - Pag. 313-325 Sport equestri - Dragoni S. Vol. 64 - N. 4 MEDICINA DELLO SPORT 507 LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT Anno 2003 - Vol. 56 Fascicolo N. 1 - Marzo 2003 - Pag. 63-72 Il tiro con l’arco - Bonsignore D. - Gallozzi C. - Scaramuzza V. Fascicolo N. 2 - Giugno 2003 - Pag. 123-137 Il triathlon - Migliorini S. - Bomprezzi A. Fascicolo N. 3 - Settembre 2003 - Pag. 201-226 Lo sport paraolimpico - Bernardi M., Guerra E., Marchettoni P., Marchetti M. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 329-335 Il tiro a volo - Fazi F., Lacava F., Montemurri B., Lacava G. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 337-339 Il tiro a segno - Cutolo G. Anno 2004 - Vol. 57 Fascicolo N. 1 - Marzo 2004 - Pag. 83-89 L’universo ginnastica - Baldini V. - Berlutti G. - Caldarone G. Fascicolo N. 2 - Giugno 2004 - Pag. 137-145 Federazione Italiana Judo, Lotta, Karate, Arti Marziali - Lòriga V. Fascicolo N. 3 - Settembre 2004 - Pag. 287-364 La medicina dello sport applicata al calcio Vecchiet L., Calligaris A., Montanari G., Saggini R., Bellomo R. G., Gatteschi L., Rubenni M. G. Anno 2005 - Vol. 58 Fascicolo N. 1 - Marzo 2005 - Pag. 65-71 Aspetti fisiologici e clinici della pallavolo e del beach volley S. Cameli con la collaborazione di A. Ferretti, G. Fontani, C. Gallozzi, C. Menchinelli, A. Montorsi, P. G. Navarra, G. Poma, R. Vannicelli, P. Zeppilli Fascicolo N. 2 - Giugno 2005 - Pag. 137-150 La danza sportiva Faina M., Bria S., Simonetto L. Fascicolo N. 3 - Settembre 2005 - Pag. 241-9 Traumatologia in arrampicata sportiva E. Pagano Dritto, P. L. Fiorella, R. Bagnoli, G. Posabella Fascicolo N. 4 - Dicembre 2005 - Pag. 313-38 Il ciclismo M. Faina, V. Cavallaro, P. Fiorella, S. Ghiro, G. Mirri, U. Monsellato, L. Simonetto Anno 2006 - Vol. 59 Fascicolo N. 2 - Giugno 2006 - Pag. 277-87 L’Hockey su prato D. Bonsignore, B. Ruscello Fascicolo N. 3 - Settembre 2006 - Pag. 375-6 Un approccio biomeccanico di tipo cinematico allo studio della danza sportiva D. Dalla Vedova, M. Besi, D. Cacciari, S. Bria, M. Faina Fascicolo N. 4 - Dicembre 2006 - Pag. 477-94 Il tennis: aspetti fisiologici C. Gallozzi, G. Mirri 508 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT Anno 2007 - Vol. 60 Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 67-70 Il Centro Universitario Sportivo Italiano L. Coiana Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 71-7 Il pattinaggio di figura D. Tornese, S. Gemma, A. Berto Fascicolo N. 2 - Giugno 2007 - Pag. 209-216 La maratona: un fenomeno di massa visto dal punto di vista del medico dello sport P. L. Fiorella, G. Fischetto Fascicolo N. 4 - Giugno 2007 - Pag. 605-610 Il Badminton A. Gianfelici, C. Morandini Anno 2008 - Vol. 61 Fascicolo N. 1 - Marzo 2008 - Pag. 71-76 Una nuova specialità sportiva: il “nordic walking” Faraglia E., Degasperi G., Francavilla G., Cristian Francavilla V. 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Scotton Fascicolo N. 3 - Settembre 2010 - Pag. 443-457 Approccio scientifico e sperimentale alla prestazione nel taekwondo: rassegna della letteratura Chiodo S., Flotti G., Davalli A. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2010 - Pag. 579-589 La pallamano Salvi S. Anno 2011 - Vol. 64 Fascicolo N. 1 - Marzo 2011 - Pag. 89-97 Il cricket Anedda A., Margonari U. Fascicolo N. 2 - Giugno 2011 - Pag. 201-206 Metodiche di estrazione del pilota dopo incidente in competizioni automobilistiche (“estricazione”) Ieri e oggi … Faccini P., Collini S., Fuggiano L., Pusineri C. Fascicolo N. 3 - Settembre 2011 - Pag. 347-350 Il baseball Beltrami G., Mantovani C., Pellegrini A., Pierucci G., Porcellini G. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2011 - Pag. 491-505 Il motociclismo Caroli G., Bosco G. F., Gianfelici A., Guerrini G., Scevola M. 510 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Forum MED SPORT 2011;64:511-21 Resistance training and blood lipid regulation: a review of the evidence Allenamento della resistenza e regolazione dei lipidi ematici: una rassegna dell’evidenza B. S. SHAW 1, I. SHAW 2, D. T. GOON 3 1Department of Sport, Rehabilitation and Dental Sciences Tshwane University of Technology, Private Bag X680 Pretoria, Gauteng, Republic of South Africa 2Office of the Deputy Vice-Chancellor: Research Monash South Africa, Ruimsig, Republic of South Africa 3Centre for Biokinetics, Recreation and Sports Science University of Venda, Thohoyandou, Limpopo, Republic of South Africa A therosclerosis has been identified as the leading cause of coronary artery disease (CAD) in most Western populations and is associated with an accumulation of cholesterol in the muscular walls of arteries.1 This finding is substantiated by the World Health Organization which indicated that nearly half of the variance in CAD rates is due to differences in blood cholesterol levels.2 Approximately 80% of westernized South Africans have an elevated cholesterol level with the other 20% having cholesterol levels that place them at risk of developing dyslipidemia,3 which is characterized by increased fasting total cholesterol (TC), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) and triglycerides (TG) combined with a decreased high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C).4 This is disconcerting in that dyslipidemia is one of the most modifiable CAD risk factors.5 Dyslipidemia is most commonly treated with drug therapy, despite safety concerns over their long-term use.6 This concern is maintained by the National Cholesterol Education Program (NCEP) which preferably recommends lifestyle therapies focusing on healthy diet and increased participation in exercise.5 Despite numerous alternative therapies, such as psychological and surgical therapies, hav- Vol. 64 - No. 4 L ’aterosclerosi è stata identificata come la principale causa di coronaropatia (CAD) nella maggior parte delle popolazioni occidentali ed è associata a un accumulo di colesterolo sulle pareti muscolari delle arterie 1. Tale scoperta è confermata dall’Organizzazione mondiale della sanità, la quale ha indicato che quasi metà della variazione nei tassi di CAD è dovuta a differenze nei livelli di colesterolo ematico 2. Circa l’80% dei sudafricani occidentalizzati presenta un elevato livello di colesterolo mentre il rimanente 20% possiede livelli di colesterolo che possono determinare l’insorgere di dislipidemia 3, la quale è caratterizzata da maggiori livelli a digiuno di colesterolo totale (CT), colesterolo delle lipoproteine a bassa densità (LDL-C) e trigliceridi (TG) combinati a un ridotto colesterolo delle lipoproteine ad alta densità (HDL-C) 4. Tale dato è sconcertante poiché la dislipidemia è uno dei fattori di rischio CAD maggiormente modificabili 5. La dislipidemia è trattata generalmente mediante terapia farmacologica, nonostante esistano preoccupazioni sulla sicurezza riguardo al suo utilizzo a lungo termine 6. Tale preoccupazione è stata espressa anche dal National Cholesterol Education Program (NCEP), il quale raccomanda di utilizzare preferibilmente terapie volte a migliorare lo stile di vita, con una dieta salutare e una maggiore partecipazione alle attività fisiche 5. Nonostante esistano diverse terapie alternative, come le terapie psicologiche e chirurgiche, che si sono dimostrate MEDICINA DELLO SPORT 511 Resistance training and blood lipid regulation SHAW ing been proven effective in the management of dyslipidemia, many of these therapies have been found to be costly, risky and/or to have selected improvements on lipid profiles. In this regard, exercise has been shown to safely improve lipid profiles by increasing fat metabolism while decreasing appetite in men, effectively reducing caloric and fat intake and fat mass accumulation.7-10 Resistance training have been advocated as a mode of exercise that can improve blood lipid profiles and possibly provide additional cardioprotective benefits since resistance training lowers remnantlike lipoprotein particle cholesterol in Type 2 diabetics, either through a decrease in very low-density lipoprotein (VLDL) remnants and chylomicron remnant particle number and/or a depletion in chylomicrons.11 However, the effect of resistance training on lipid profiles is as yet not well documented, neither are the results as consistent as those for aerobic training.9, 10, 12 The American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation (AACVPR) and American Heart Association (AHA) recommends that resistance training form an integral part of any exercise program, in part, due to the additional benefits to be gained from resistance training.13, 14 These benefits include an increased strength, muscle control, lean tissue mass, improved ability to maintain metabolic rate and limit or reverse protein loss associated with dieting.15 The precise mechanism(s) responsible for improvements in lipid profiles following exercise are unknown.16-18 It is supposed that exercise needs to impact upon the sympathetic nervous system to alter lipoprotein lipids since the sympathetic nervous system plays a role in the regulation of lipolysis and catecholamines which has a significant lipolytic effect on the adipocytes.19 Exercise could also modulate lipids by increasing lipoprotein lipase eliminating cholesterol and free fatty acids from the blood 20 and increase lipoprotein metabolism brought about by an increased activity of cholesterol ester transfer protein and lecithin-cholesterol actyl transferase.7 Resistance training could improve lipid profiles since resistance training have been found to increase muscle lipoprotein lipase and decrease hepatic lipoprotein lipase, effectively increasing (Very Low-Density Lipoprotein) VLDL catabolism and decreasing (High-density Lipoprotein Cholesterol) HDL-C breakdown.21 Considering the paucity of consensus on the 512 efficaci nella gestione della dislipidemia, molte di esse sono costose, rischiose e/o presentano miglioramenti selettivi sui profili lipidici. A tal proposito, è stato dimostrato che l’esercizio fisico migliora in maniera sicura i profili lipidici aumentando il metabolismo dei grassi, diminuendo l’appetito negli uomini e riducendo in maniera efficace l’assunzione calorica e lipidica e l’accumulo di massa grassa 7-10. L’allenamento della resistenza è stato promosso quale modello di esercizio fisico in grado di migliorare i profili lipidici nel sangue e fornire probabilmente dei benefici cardioprotettivi supplementari, grazie alla sua azione di abbassamento del colesterolo delle particelle lipoproteiche residue (remnant) in diabetici di tipo II, ottenuto attraverso una riduzione delle lipoproteine residue a bassissima densità (VLDL) e del numero di particelle dei chilomicroni residui e/o attraverso la deplezione dei chilomicroni 11. Tuttavia, l’effetto dell’allenamento della resistenza sui profili lipidici non è stato ancora ben documentato, né i risultati sono costanti come quelli dell’allenamento aerobico 9, 10, 12. L’American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation (AACVPR) e l’American Heart Association (AHA) raccomandano che l’allenamento della resistenza formi parte integrale di qualsiasi programma di esercizio fisico, grazie anche ai benefici supplementari che si ottengono dall’allenamento della resistenza13,14. Tali benefici includono aumenti nella forza, nel controllo muscolare e nella massa del tessuto magro, oltre a una migliore capacità di conservare il ritmo metabolico e limitare o invertire la perdita proteica associata alla dieta 15. I meccanismi precisi responsabili dei miglioramenti nei profili lipidici in seguito all’esercizio fisico non sono noti 16-18. Si crede che l’esercizio fisico abbia bisogno di influire sul sistema nervoso simpatico per alterare i lipidi lipoproteici poiché il sistema nervoso simpatico riveste un ruolo nella regolazione della lipolisi e delle catecolamine con un significativo effetto lipolitico sugli adipociti 19. L’esercizio fisico potrebbe anche modulare i lipidi aumentando la lipasi lipoproteica, eliminando il colesterolo e gli acidi grassi liberi dal sangue 20 e aumentando il metabolismo lipoproteico innescato da una maggiore attività della proteina di trasferimento degli esteri di colesterolo e della lecitinacolesterolo aciltransferasi 7. L’allenamento della resistenza potrebbe migliorare i profili lipidici in quanto è stato scoperto che aumenta la lipasi lipoproteica muscolare e riduce la lipasi lipoproteica epatica, aumentando efficacemente il catabolismo delle VLDL (lipoproteine a bassissima densità) e riducendo la degradazione dell’HDL-C (colesterolo delle lipoproteine ad alta densità) 21. Considerato lo scarso consenso sull’effetto che produce l’allenamento della resistenza sui profili MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Resistance training and blood lipid regulation SHAW effect of resistance training on lipid profiles and results from differing experimental designs, this review examined the lipid-altering efficacy of resistance training on total cholesterol (TC), triglycerides (TG), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) and HDL-C. Due to the sheer diversity of the various resistance training experimental designs being a source of complication when attempting to determine if resistance training can indeed favorably alter lipid profiles, this review examined the efficacy and design of studies to elucidate the most appropriate resistance training design to improve lipid profiles. lipidici e considerati i risultati derivanti da diversi disegni sperimentali, la presente rassegna ha esaminato l’efficacia di alterazione lipidica dell’allenamento della resistenza sul colesterolo totale (CT), sui trigliceridi (TG), sul colesterolo delle lipoproteine a bassa densità (LDL-C) e sull’HDL-C. A causa della notevole diversità dei vari disegni sperimentali di allenamento della resistenza, causa di complicazioni quando si cerca di determinare se l’allenamento della resistenza possa effettivamente alterare positivamente i profili lipidici, la presente rassegna ha esaminato l’efficacia e il disegno degli studi per determinare quale sia il più appropriato disegno di allenamento della resistenza per migliorare i profili lipidici. Resistance training and total cholesterol Allenamento della resistenza e colesterolo totale Research on the effects of resistance training on TC has been vast (Table I) and it is evident that changes in blood TC levels are inconsistent with small improvements at best. These varied effects of resistance training on TC are likely as a result of various methodological differences in the studies investigating the effect of resistance training on lipid profiles. The varied changes in TC following resistance training were found to be unrelated to gender or previous activity levels. The studies that attempted to modulate TC that were reviewed had varied program designs. In this regard, studies that found unaltered TC levels following resistance training ranged from eight 15, 21, 22 to 24 weeks,30 prescribed five,9 to 14 exercises,18, 24 one,17, 18 two17 to 20 repetitions 18 and intensities ranging from submaximal 23 to maximal.28 Interestingly,26 found reduced TC levels following high-repetition resistance training, but not low-repetition resistance training. On the contrary, some studies observed significant decreases in TC following resistance training ranging from 3.13% 21 to 15.34%,22 even though these studies also had varied designs. In this regard, these studies used females,10, 16 males 21, 25, 27 or combined female and male samples 21, 22 and untrained subjects.28 These studies that have found improvements prescribed six 29 to 12 exercises,16, 25 one 21, 25 to three sets, 10, 16, 21, 22, 24, 29 three24 to 15 repetitions 27 with varied intensities 26 up to maximal intensity.10 The lack of change in TC following resistance training in some studies and not others is perplexing since these stud- Vol. 64 - No. 4 Le ricerche sugli effetti dell’allenamento della resistenza sul CT sono state numerose (Tabella I) ed è evidente che i cambiamenti nei livelli ematici di CT sono incoerenti con i piccoli miglioramenti ottenuti nella migliore delle ipotesi. Tali diversi effetti dell’allenamento della resistenza sul CT potrebbero essere dovuti a varie differenze metodologiche negli studi che hanno esaminato l’effetto dell’allenamento della resistenza sui profili lipidici. È stato rilevato che i diversi cambiamenti nel CT in seguito all’allenamento della resistenza erano indipendenti dal sesso o dai precedenti livelli di attività. Gli studi esaminati che hanno tentato di modulare il CT avevano diversi disegni di programma. A tal proposito, gli studi che hanno rilevato livelli di CT inalterati in seguito all’allenamento della resistenza avevano una durata da otto 15, 21, 22 a 24 settimane 30, e prescrivevano da cinque 9 a 14 esercizi 18, 24, formati da una 17, 18, due 17, fino a 20 ripetizioni 18 con intensità da sottomassimale 23 a massimale 28. In maniera interessante,26 hanno rilevato ridotti livelli di CT in seguito all’allenamento della resistenza ad elevate ripetizioni ma non in seguito all’allenamento della resistenza a basse ripetizioni. Al contrario, alcuni studi hanno osservato riduzioni significative nel CT in seguito all’allenamento della resistenza che oscillavano dal 3,13% 21 al 15,34% 22, sebbene tali studi avessero anche diversi disegni. A tal proposito, questi studi hanno utilizzato campioni di donne 10, 16, uomini 21, 25, 27 o una combinazione di donne e uomini 21, 22 e soggetti non allenati 28. Gli studi che hanno rilevato dei miglioramenti hanno prescritto da sei 29 a 12 esercizi 16, 25, composti da una 21, 25 a tre serie 10, 16, 21, 22, 24, 29 e da tre 24 a 15 ripetizioni 27 a varie intensità 26, fino all’intensità massimale 10. La mancanza di cambiamenti nel CT in seguito all’allenamento MEDICINA DELLO SPORT 513 Resistance training and blood lipid regulation SHAW Table I.—Clinical trials examining the effect of resistance training on blood lipid profiles. Tabella I. — Studi clinici che hanno esaminato l’effetto dell’allenamento della resistenza sui profili lipidici Subjects Design (Weeks) N.=17 (females) N.=18 (males) 51-71 years Overweight 13 5 exercises 3 sets 8-12 repetitions 80% 1-RM, weight Intensity increased by 5% when target reached N.=24 Females 14 N.=13 20-35 years Untrained Males 16 15 N.=13 ±28 years Untrained Males 16 N.=46 28-39 years Premenopausal Females Reference 9 TC TG LDL-C HDL-C F: + 0.36 M: - 0.60 F: - 6.43 M: - 6.19 F: - 1.96 M: - 1.64 F: - 6.98 M: + 6.20* 8 exercises 3 sets 2 sets of 8 repetitions Last set to failure 85% 1-RM - 9.86* - 17.78 - 16.34* n/a 8 exercises 3 sets 15 repetitions 60% 1-RM (re-evaluated and readjusted every 4 weeks) - 1.57 - 18.42* - 7.00 + 12.23 8 9 exercises 3 sets 15 repetitions 60% 1-RM - 0.50 - 1.74 - 2.95 + 4.61 20 12 exercises 3 sets 8 repetitions 70% 1-RM - 7.45* - 5.20 - 13.69 + 1.43 14 exercises 3-5 sets 2-10 repetitions Intensity varied for each exercise - 5.49 n/a - 26.32* + 22.22* 14 exercises 1 set 15-20 repetitions (lower body) 8-12 repetitions (upper body) Greatest weight possible - 0.52 n/a - 5.74* + 11.36* Group 1 (endurance): 2 sets 15 repetitions 15-18 RM load Group 2 (strength): 3 sets 6 repetitions 6-8 RM load Group 3 (strength): 1 set 3 repetitions 3-5 RM load 1 set 10 repetitions 10-12 RM load Group 4 (explosive): 1 set 15 repetitions (each repetitions as quickly as possible) 40% 1-RM 1 set 15 repetitions 15-18 RM load - 3.13* - 5.53 - 8.00* + 12.11* 10 12 17 18 21 514 Post-treatment percentage change relative to baseline Resistance intervention N.=14 14-17 years Males 9 N.=11 40-50 years Untrained Males 16 N.=45 18-35 years Males 8 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Resistance training and blood lipid regulation SHAW Table I.—FCollows linical trials from examining previous page. the effect of resistance training on blood lipid profiles. Tabella I. — — SStudi egue clinici dalla pagina che hanno precedente esaminato l’effetto dell’allenamento della resistenza sui profili lipidici Reference Subjects Design (Weeks) TG LDL-C HDL-C - 15.34* - 28.78 n/a + 1.85 + 1.28 n/a + 22.90 - 0.68 F: - 10.61* M: - 7.73* F: - 40.0* M: -1.23 22 N.=12, At-risk, untrained, obese Males 10 23 8 exercises 3 sets 10 repetitions Submaximal intensity N.=6 (females) N.=6 (males) 24-30 years 16 7-8 exercises 3 sets 3-8 repetitions If eight repetitions reached, 4.5-6.8 kg increase N.=AAA 24-69-years Males 12 10 exercises 1-3 sets 10 repetitions Intensity varied for each exercise - 4.69* n/a - 38.52* + 15.22* N.=37 18-35 years Untrained Males 10 8 exercises High repetitions group: 2 sets 14-16 repetitions Low repetitions group: 3 sets 4-6 repetitions High: + 6.33 Low: - 4.17* High: - 7.45 Low: - 11.70 High: + 9.89 Low: - 5.75 High: - 2.56 Low: + 4.55 n =16 Middle-aged Males 20 12 exercises 2 sets 12-15 repetitions Weight adjusted as strength increased - 6.50* - 8.43* - 6.11 0.00 N.=16 22-57 years Untrained, obese Females 12 8 exercises 3 sets: 2 sets for 8 repetitions Last set for 6-8 repetitions 2 sets at 60-70% 1-RM Last set to failure -1.01 -11.90 - 1.68 - 7.27 N.=30 Diabetics 12 6 exercises 3 sets 10 repetitions - 9.31* - 25.16* - 8.15 + 1.65 N.=49 60-72 years Normal weight and overweight/obese 24 13 exercises 1 set 8-13 repetitions 50-80% 1-RM Normal: 0 Overweight/ obese: - 2.27 n/a n/a Normal: + 6.25 Overweight/ obese: + 7.69 25 26 27 28 29 30 7 exercises 3 sets 10 repetitions 60-100% 1-RM TC N.=30 Males and females Diabetics 53.8 ± 8.8 years 24 8 Post-treatment percentage change relative to baseline Resistance intervention F: - 16.67* F: + 4.56 M: - 26.09* M: + 13.65 TC: total cholesterol; TG: triglycerides; LDL-C: low-density lipoprotein cholesterol; HDL-C: high-density lipoprotein cholesterol; kg: kilogrammes; RM: repetition maximum; *Significant (P≤0.05) change relative to baseline as reported for each study; n/a: data unavailable/not tested. Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 515 Resistance training and blood lipid regulation SHAW ies seem not to differ overtly in term of subject characteristics and program design. Resistance training and triglycerides The ability of resistance training to impact TG levels cannot be overemphasized since elevated TG levels are a better predictor of CAD than LDL-C levels. This is since TG-rich lipoprotein plaques (< 50% stenosis) are smaller and thinner, making them more rupture-prone than the larger fibrous-fatty plaques (> 50% stenosis) consisting primarily of LDL-C.31,32 Furthermore, increased TG levels are associated with a resultant decrease in the size of the LDL particles to the more menacing LDL isoforms.33 Decreases in TG levels following resistance training are consequential in determining CAD risk. This is since chylomicrons and TG are degraded by a common saturable pathway and as such, the lipidemic response can be considered as an integrated marker for total metabolic capacity for lipidemia. In this regard, chylomicrons and endogenous TG leads to an accumulation of VLDLs, which eventually affects the total lipidemic response.34 The effect of resistance training on TG levels has been varied. Numerous studies have demonstrated no changes in TG levels following resistance training when using either men,9,15,21,26 women 9,10,16,24,28 or combined female and male samples.22 In the reviewed studies, the changes that were observed following resistance training ranged from increases of 11.90% 28 to decreases of 28.78%.22 In these studies, resistance training programs lasted from eight 15, 21, 22 to 24 weeks 31 using five 9 to 13 exercises, one 9 to three sets 9, 10, 15, 16, 21-23, 28 four 27 to 15 repetitions 15 from 40% 1-RM 21 to 85% 1-RM.10 On the contrary, the reviewed studies also demonstrated significant decreases that ranged from 8.43% 27 to 40.00%.21 Similar to those unsuccessful studies, these studies also used only female 24 or only male samples.12, 27, 29 However, Goldberg et al.24 demonstrated that resistance training elicited a 40.00% decrease in TG levels in females, but only a 1.23% decrease in males. These successful studies prescribed six29 to 12 exercises 27 with two 27 to three sets, 12, 24, 29 three 24 to 15 repetitions 12, 27 varying in intensity from 15-RM or 60% 1-RM 12, 27, to 3-RM.24 These varied changes in TG levels 516 della resistenza in alcuni studi e non in altri lascia perplessi, poiché tali studi non sembrano differire apertamente in termini di caratteristiche dei soggetti e disegno del programma. Allenamento della resistenza e trigliceridi La capacità dell’allenamento della resistenza di influire sui livelli di TG non può essere enfatizzata troppo, in quanto livelli elevati di TG sono un fattore predittivo di CAD migliore dei livelli di LDL-C. Questo perché le placche lipoproteiche ricche di TG (stenosi <50%) sono più piccole e sottili, e quindi più prone alla rottura rispetto alle placche fibrolipidiche più grandi (stenosi >50%) che sono composte principalmente di LDL-C 31, 32. Inoltre, maggiori livelli di TG sono associati a una conseguente riduzione della dimensione delle particelle LDL verso le più minacciose isoforme LDL 33. Le riduzioni nei livelli di TG che seguono l’allenamento della resistenza sono consequenziali nel determinare il rischio di CAD. Questo perché i chilomicroni e i TG sono degradati da una via saturabile comune e, come tale, la risposta lipidemica può essere considerata un marcatore integrato per la capacità metabolica totale per la lipidemia. A tal proposito, i chilomicroni e i TG endogeni comportano un accumulo di VLDL, il quale potrebbe influire sulla risposta lipidemica totale 34. L’effetto dell’allenamento della resistenza sui livelli di TG è stato diverso. Numerosi studi hanno dimostrato che non vi è stato alcun cambiamento nei livelli di TG in seguito all’allenamento della resistenza, utilizzando campioni di uomini 9, 15, 21, 26, donne 9, 10, 16, 24, 28 o di donne e uomini assieme 22. Negli studi esaminati, i cambiamenti osservati in seguito all’allenamento della resistenza oscillavano da aumenti dell’11,90% 28 a riduzioni del 28,78% 22. In tali studi, i programmi di allenamento della resistenza duravano da otto 15, 21, 22 a 24 settimane 31 ed erano composti da 5 9 a 13 esercizi 9, da una 9 a tre serie 9, 10, 15, 16, 21-23, 28 e da quattro 27 a 15 ripetizioni 15 dal 40% di 1-RM21 all’85% di 1-RM 10. Al contrario, gli studi esaminati hanno dimostrato anche riduzioni significative che oscillavano dall’8,43% 27 al 40,00% 21. In maniera simile agli studi che non hanno avuto successo, tali studi hanno usato anche campioni di sole donne 24 o di soli uomini 12, 27, 29. Tuttavia, Goldberg et al.24 hanno dimostrato che l’allenamento della resistenza ha favorito una riduzione del 40,00% nei livelli di TG nelle donne e una riduzione di solo l’1,23% negli uomini. Quegli studi che hanno avuto successo hanno prescritto da sei 29 a 12 esercizi 27, composti da due 27 a tre serie 12, 24, 29, da tre 24 a 15 ripetizioni 12, 27, con intensità da 15-RM o 60% di 1-RM 12, 27 a 3-RM 24. Questi diversi cambiamenti nei livelli MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Resistance training and blood lipid regulation following resistance training are confounding since, as evidenced, these studies appear not to differ overtly in terms of subject characteristics and program design. Resistance training and lowdensity lipoprotein cholesterol Although the precise mechanism(s) responsible for alterations in lipoproteins and lipids following exercise are unknown.16-18 Ullrich et al.21 proposed that an increased muscle lipoprotein lipase (LPL) and disparate decrease in hepatic LPL following exercise training might result in favorable lipoprotein-lipid alterations. In turn, it is this specific increase in muscle LPL following exercise training that may result in an increased VLDL catabolism.21 These decreases in VLDL are consequential since the VLDLs, VLDL remnants or intermediatedensity lipoproteins (IDLs) are converted over a period of two to six hours into cholesterolrich LDLs that are one-fourth of their original size.35, 36 In turn, approximately 30% of this IDL is not removed by the liver, but is transformed into LDL, effectively resulting in about half the total amount of circulating LDL particles in the blood.35 Additionally, these decreases in LDLC following exercise training may be due to an increased activity of cholesterol ester transfer protein (CETP) and lecithin-cholesterol acyl transferase (LCAT) and LPL, which effectively increases lipoprotein metabolism.7 Irrespective of the mechanisms whereby exercise may influence blood LDL- levels, several of the reviewed studies have failed to improve LDL-C levels following resistance training in men 9, 12, 15, 23, 26, 27 and women.9, 10, 16, 28 The changes observed in the reviewed studies ranged from 22.90% increases 23 to 9.89% decreases 26and prescribed resistance training programs from eight weeks 15 to 20 weeks.16, 27 The unsuccessful resistance training programs prescribed five 9 to 12 exercises 16, 27with two 26, 27 to three sets 9, 10, 12, 15, 16, 23, 28, 29 of four 26 to 16 repetitions 26 at an intensities from 60% 1-RM 12, 15, 28 to 80% 1-RM.9 There are, however, findings antagonistic to those above in that studies have demonstrated lowered LDL-C levels despite the studies not differing greatly in design. In this regard,17, 18, 24, 25 have found improvements in LDL-C in men and 10, 24 in women following resistance training. The studies that have proved success- Vol. 64 - No. 4 SHAW di TG in seguito all’allenamento della resistenza lasciano perplessi poiché, come evidenziato, questi studi non sembrano differire apertamente in termini di caratteristiche dei soggetti e di disegno del programma. Allenamento della resistenza e colesterolo delle lipoproteine a bassa densità Sebbene i meccanismi precisi responsabili delle alterazioni lipoproteiche e lipidiche in seguito all’esercizio fisico non siano noti 16, 18, 17, Ulrrich et al.21 hanno proposto che una maggiore lipasi lipoproteica muscolare (LPL) e una disparata riduzione nella LPL epatica in seguito all’esercizio fisico potrebbero produrre alterazioni lipoproteiche e lipidiche favorevoli. A sua volta, tale aumento specifico nella LPL muscolare in seguito all’allenamento fisico può comportare un maggiore catabolismo delle VLDL 21. Tali diminuzioni nelle VLDL sono consequenziali poiché le VLDL, le VLDL residue o le lipoproteine a densità intermedia (IDL) sono convertite in un periodo da due a sei ore in LDL ricche di colesterolo che sono un quarto della loro dimensione originale 35, 36. A sua volta, circa il 30% di queste IDL non viene eliminato dal fegato ma è trasformato in LDL, costituendo efficacemente circa metà della quantità totale di particelle LDL circolanti nel sangue 35. Inoltre, tali riduzioni nell’LDL-C in seguito all’esercizio fisico potrebbero essere dovute a una maggiore attività della proteina di trasferimento degli esteri di colesterolo (CETP) e della lecitina-colesterolo aciltransferasi (LCAT) e LPL, in grado di aumentare in maniera efficace il metabolismo lipoproteico 7. A prescindere dai meccanismi attraverso i quali l’esercizio fisico può influenzare i livelli di LDL-C nel sangue, numerosi degli studi esaminati non sono riusciti a migliorare i livelli di LDL-C in seguito all’allenamento della resistenza in uomini 9, 12, 15, 23, 26, 27 e donne 9, 10, 16, 28. I cambiamenti osservati negli studi esaminati oscillavano da aumenti del 22,90% 23 a riduzioni del 9,89% 26 e prescrivevano programmi di allenamento della resistenza con durata da 8 15 a 20 settimane 16, 27. I programmi di allenamento della resistenza che non hanno avuto successo prescrivevano da 5 9 a 12 esercizi 16, 27, composti da due 26, 27 a tre serie 9, 10, 12, 15, 16, 23, 28, 29 e da quattro 26 a 16 ripetizioni 26 con intensità dal 60% di 1-RM 12, 15, 28 all’80% di 1-RM 9. Vi sono tuttavia risultati contrari a quelli menzionati sopra negli studi che hanno dimostrato un abbassamento dei livelli di LDL-C, nonostante gli studi non fossero molto diversi nel disegno. A tal proposito 17, 18, 24, 25, sono stati rilevati miglioramenti nell’LDL-C in uomini10,24 e in donne in seguito all’allenamento della resistenza. Gli studi che han- MEDICINA DELLO SPORT 517 Resistance training and blood lipid regulation SHAW ful in lowering LDL-C levels have made use of seven 24 to 14 17 using one 18 to five sets 17 of two 17 to 20 repetitions 18 with varied intensities 17 to a 3-RM load.21 no avuto successo nell’abbassare i livelli di LDL-C hanno utilizzato da sette 24 a 14 esercizi 17 composti da una 18 a cinque serie 17 e da due 17 a 20 ripetizioni 18 con diverse intensità 17 a un carico 3-RM 21. Resistance training and highdensity lipoprotein cholesterol Allenamento della resistenza e colesterolo delle lipoproteine ad alta densità Since only exercise and weight loss can increase HDL2 which is the most protective blood lipid,37 the impact of resistance training on HDL-C levels may be of crucial importance. This is since for every 0.03 mmol/L increase in total HDL-C, CAD risk decreases by 2% to 3%.38 A clear relationship has been established between exercise training and HDL-C with exercise resulting in an increased HDL-C within hours of a single bout of exercise,39, 40 which may last for several days.41 Despite these acute positive findings following exercise, the benefits in HDL-C seem to follow long-term exercise 39 and it appears as if the effect of exercise on HDL-C requires a certain time of latency before the changes can be confirmed. In this regard,42 stated that at least 12 weeks of exercise training are required to demonstrate the impact of exercise training on HDL-C. This finding possibly suggests that improvements in HDL-C are not duration-related, but rather related to dose, workloads, intensities, repetitions and mode of exercise. In order to assess this suggestion, a review of the literature found that the lack of changes in HDL-C following resistance training were not related to whether the subjects were females 9, 12, 15, 16, 23, 24, 26-28 or in combined male/ female groups.22 The studies that did not result in improved HDL-C levels ranged from eight 15, 22 to 24 weeks.30 These studies prescribed five 9 to 13 exercises 30 of one 30 to three sets 12, 15, 16, 22-24, 27, 28 and three 24 to 16 repetitions 27 at varied intensities ranging from submaximal 23 to maximal.28 In contrast, a number of reviewed studies demonstrated a 6.2% 9 to 22.22% 17 increase in blood HDL-C levels following resistance training. Interestingly, all the reviewed studies that found a positive effect of resistance training on HDL-C levels made use of male-only samples.9, 18, 17, 21, 25 These studies also prescribed five 9 to 14 exercises, 17,18 for one 18 to five sets 17 of two 17 to 15 repetitions.21 The intensities ranged from varying intensities 24, 26 to maximal intensity.18 Poiché solo l’esercizio fisico e la perdita di peso possono aumentare le HDL 2, che costituiscono i lipidi ematici più protettivi 37, l’impatto dell’allenamento della resistenza sui livelli di HDL-C può essere d’importanza fondamentale. Questo perché per ogni aumento di 0,03 mmol/l nell’HDL-C totale, il rischio di CAD diminuisce dal 2% al 3% 38. Una chiara relazione è stata stabilita tra allenamento fisico e HDL-C con l’esercizio fisico che favorisce un aumento di HDL-C entro poche ore da una singola sessione di allenamento 39, 40, che può durare per numerosi giorni 41. Nonostante tali risultati estremamente positivi che seguono l’esercizio fisico, i benefici nell’HDL-C sembrano seguire l’esercizio fisico a lungo termine 39 e sembra che l’effetto dell’esercizio fisico sull’HDL-C richieda un certo tempo di latenza prima che i cambiamenti possano essere confermati. A tal proposito alcuni autori 42 hanno affermato che sono necessarie almeno 12 settimane di allenamento fisico per dimostrare l’impatto dell’esercizio fisico sull’HDL-C. Tale scoperta suggerisce forse che i miglioramenti nell’HDL-C non dipendono dalla durata ma piuttosto dalla dose, dai carichi di lavoro, dalle intensità, dalle ripetizioni e dalle modalità di esercizio fisico. Al fine di valutare tale suggerimento, una rassegna della letteratura ha rilevato che l’assenza di cambiamenti nell’HDL-C in seguito all’allenamento della resistenza non era collegata al fatto che i soggetti fossero gruppi di donne 9, 12, 15, 16, 23, 24, 26-28 o gruppi combinati uomini e donne 22. Gli studi che non hanno dato livelli di HDL-C migliorati oscillavano dalle otto 15, 22 alle 24 settimane 30. Tali studi prescrivevano da 5 9 a 13 esercizi 30, composti da una 30 a tre serie 12, 15, 16, 22-24, 27, 28 e da tre 24 a 16 ripetizioni 27 con diverse intensità oscillanti dalla sottomassimale 23 alla massimale 28. Al contrario, numerosi degli studi esaminati hanno dimostrato un aumento dal 6,2% 9 al 22,22% 17 nei livelli di HDL-C nel sangue in seguito all’allenamento della resistenza. In maniera interessante, tutti gli studi esaminati che hanno rilevato un effetto positivo dell’allenamento della resistenza sui livelli di HDL-C hanno fatto uso di campioni di soli uomini 9, 18, 17, 21, 25. Anche tali studi hanno prescritto da 5 9 a 14 esercizi 17, 18, composti da una 18 a cinque serie 17 e da due 17 a 15 ripetizioni 21. Le intensità andavano da diverse intensità 24, 26 all’intensità massimale 18. 518 MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 Resistance training and blood lipid regulation SHAW Discussion Discussione This study indicates that caution should be used when prescribing resistance training to favorably impact on blood lipid profiles. This caution is supported by 43 whose meta-analysis using prediction intervals of 29 studies representing 1329 men and women (676 exercise and 653 control) points out that resistance training is inconclusive in improving TC, TG, LDL-C and HDL-C. This is despite Kelley and Kelley 44 finding of significant decreases in TC (2.7%; mean 5.5 mg/dL), TG (4.6%; mean 4.6 mg/dL) and LDL-C (5.6%; mean 6.1 mg/ dL). The study of Tambalis et al.45 support the present study’s observations in that resistance training is inconsistent in altering blood lipids, despite the study mainly observing alterations in LDL-C following resistance training. Fleck and Kraemer 46 found that resistance training resulted in decreases in TC, LDL-C and increases in HDL-C in men and women. This was supported by cross sectional studies which have demonstrated no additional benefit on TC in women 47, 48 and men,49 TG in women 47 and men,49 LDL-C in women 47and men 49 and HDL-C in women,47,48 but was increased in men.49 This finding by Yeater et al.49 is supported by the findings of the present study. Il presente studio indica che bisogna prestare attenzione nel prescrivere l’allenamento della resistenza per influire positivamente sui profili lipidici nel sangue. Tale attenzione è supportata da 43, la cui meta-analisi utilizza intervalli predittivi di 29 studi rappresentanti 1329 uomini e donne (676 esercizio e 653 controllo) e indica che l’allenamento della resistenza è incoerente nel migliorare CT, TG, LDL-C e HDL-C. Questo nonostante la scoperta di Kelley e Kelley 44 di riduzioni significative nel CT (2,7%; media 5,5 mg/dl), TG (4,6%; media 4,6 mg/ dl) e LDL-C (5,6%; media 6,1 mg/dl). Lo studio di Tambalis et al.45 supporta le osservazioni del presente studio, affermando che l’allenamento della resistenza è incoerente nell’alterare i lipidi ematici, nonostante lo studio abbia osservato alterazioni soprattutto nell’LDL-C in seguito all’allenamento della resistenza. Fleck e Kraemer 46 hanno scoperto che l’allenamento della resistenza comporta riduzioni nel CT, nell’LDL-C e aumenti nell’HDL-C in uomini e donne. Ciò è stato confermato da studi trasversali che hanno dimostrato l’assenza di benefici supplementari sul CT in donne 47, 48 e uomini 49, su TG in donne 47 e uomini 49, sull’LDL-C in donne 47e in uomini 49 e sull’HDL-C in donne 47, 48 il quale era però aumentato negli uomini 49. Questa scoperta di Yeater et al.49 è confermata dai risultati del presente studio. Conclusioni Conclusions Despite remarkable improvements in lipid profiles following aerobic training, the changes in blood lipids following resistance are less than remarkable. There is some evidence that suggests that women are less responsive than men to changes in blood lipids following resistance training. Further, there is a paucity of information about resistance training responsiveness of serum lipids and dose-response effects. In this regard, only a few studies have examined the effects of different intensities of resistance training on fasting lipids. Further compounding the problem, are the inconsistencies in experimental designs and results and the heterogeneity between the resistance training programs that does not allow for reliable comparisons. Despite resistance training studies showing limited promise in improving lipid profiles, the contradictory findings in the literature suggest that an optimal resistance training program for patients/populations attempting to improve lipid profiles still eludes researchers in this field. When considering the Vol. 64 - No. 4 Nonostante i profili lipidici migliorino notevolmente in seguito all’allenamento aerobico, i cambiamenti nei lipidi ematici in seguito all’allenamento della resistenza non sono per niente rimarcabili. Vi è alcuna evidenza che suggerisce che le donne siano meno sensibili degli uomini ai cambiamenti nei lipidi ematici in seguito all’allenamento della resistenza. Inoltre, vi sono scarse informazioni sulla sensibilità dei lipidi sierici e degli effetti dose-risposta riguardo l’allenamento della resistenza. A tal proposito, solo pochi studi hanno esaminato gli effetti di diverse intensità di allenamento della resistenza sui lipidi a digiuno. Un’ulteriore parte del problema sono le incoerenze nei disegni sperimentali e nei risultati, oltre all’eterogeneità tra i programmi di allenamento della resistenza che non permette confronti affidabili. Nonostante gli studi sull’allenamento della resistenza abbiano mostrato poche speranze nel migliorare i profili lipidici, i risultati contraddittori offerti dalla letteratura suggeriscono che un programma ottimale di allenamento della resistenza per pazienti/popolazioni che cercano di migliorare i profili lipidici non è ancora stati individuato dai ricercatori in questo settore. Quando si considerano i cambiamenti incoerenti nei lipidi MEDICINA DELLO SPORT 519 Resistance training and blood lipid regulation SHAW inconsistent changes in blood lipids following resistance training, it is evident that resistance training interventions cannot yet be considered efficacious and be used over other therapies to improve blood lipid profiles. References/Bibliografia 1) Buist R. 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E-mail: [email protected] Vol. 64 - No. 4 MEDICINA DELLO SPORT 521 Notiziario Federale Nuova apertura per AFA (Attività Fisica Adattata) MARIO CARLETTI Specialista in Medicina dello Sport, Specialista in Ortopedia, Medicina Spaziale e Aeronautica I Quaderni della Salute (numero 8 di marzo aprile 2011) pubblicano integralmente il testo “La centralità della Persona in riabilitazione: nuovi modelli organizzativi e gestionali”. Il documento rappresenta la sintesi di un importante lavoro collettivo partito nell’ottobre 2010 e che ha visto coinvolti al tavolo i rappresentanti della più importanti categorie professionali della riabilitazione, Regioni, Ministeri, Enti, Associazioni etc. Il progetto fortemente voluto dal Ministero della Salute e gestito dal sottosegretario On. Francesca Martini, Presidente del gruppo di lavoro, ha avuto la luce tutto sommato in tempi assolutamente contenuti visto la grande mole di lavoro e le numerose persone coinvolte. Nonostante non siano mancati, come d’altronde è comprensibile, momenti di confronto vivace ed acceso, va dato merito a tutti di aver perseguito con lucidità l’obbiettivo di fare un passo in avanti rispetto alle ultime indicazioni in campo riabilitativo (ormai datate), nell’interesse unico della persona. Il metodo di lavoro adottato dal Ministero è stato quello di creare dei sottogruppi in grado di approfondire uno specifico tema per poi rendere omogenei i contenuti con un successivo lavoro di coordinamento. Il documento finale è composto di otto punti: 1) la riabilitazione:analisi della situazione in Italia; 2) il modello bio psico sociale di salute; Vol. 64 - N. 4 3) la riabilitazione nel continuum assistenziale: Governo clinico, Percorso Riabilitativo Unico, luoghi di cura; 4) il modello organizzativo della rete in riabilitazione; 5) sicurezza ed efficacia delle apparecchiature in riabilitazione; 6) interdisciplinarietà in riabilitazione; 7) il futuro della ricerca in riabilitazione; 8) enpowerment dei pazienti- ruolo delle associazioni. Si può quindi capire come ci sia stata la volontà di affrontare e ordinare in senso logico un po’ tutte le tematiche riabilitative cercando di dare quindi un orientamento generale sul tema. Il documento arriva a conclusioni e propone soluzioni particolarmente innovative. Innanzitutto sottolinea come le prestazioni riabilitative sul territorio nazionale siano spesso a macchia di leopardo ed invita quindi a puntare ad una omogeneità dei flussi informativi base fondamentale per un confronto dei risultati. Sottolinea come ci debba essere un unico percorso riabilitativo che parte dall’evento acuto per seguire un progetto unico condiviso che dia uguale importanza e dignità all’attività ospedaliera, a quella ambulatoriale ed a quella territoriale. Analizza quindi il modello dipartimentale quale modalità organizzativa che possa garantire questi percorsi dalla fase acuta al miglior ideale recupero ed al mantenimento dello stato di salute riacquisito con l’eventuale prevenzione delle recidive. MEDICINA DELLO SPORT 523 NOTIZIARIO FEDERALE Nello specifico prendiamo in considerazione il tema affrontato all’interno del capitolo interdisciplinarietà della riabilitazione che riguarda l’attività fisica. Il lavoro realizzato da questo tavolo è stato pubblicato a pagina 102 del Quaderno citato in apertura, sono due pagine relativamente semplici che però rappresentano una piccola rivoluzione nel campo della medicina dello sport e sono frutto di una importante attività di condivisione e mediazione delle diverse componenti non solo del tavolo tematico ma dell’intera Commissione. Quali erano gli obbiettivi principali da perseguire in una logica di rispetto del paziente, chiarezza dei percorsi riabilitativi e tutela delle diverse professionalità? Innanzitutto si è pensato di concentrare lo sforzo nelle attività extraospedaliere, sul territorio, ove spesso non vi è una chiarezza né dei servizi forniti, né delle professionalità e spesso nemmeno dei luoghi ove ciò può avvenire. Ciò naturalmente non senza lasciare una porta aperta alla presenza dello specialista in medicina dello sport anche in ospedale. In situazioni particolari nelle quali la struttura abbia a disposizioni spazi idonei (piscine, palestre,percorsi all’aperto etc) o sia organizzata in equipe multidisciplinari (immaginate un centro per l’obesità o per il diabete o per malattie dismetaboliche etc), il fisiatra ospedaliero (o specialista) potrà cooptare lo specialista in medicina dello sport che porterà la sua esperienza e formazione ( Scuole di Specialità mi raccomando…)a completamento della attività del gruppo. Discorso diverso invece sul territorio ove la figura dello specialista in medicina dello sport acquista una sua centralità cosi come un ruolo chiaro viene anche proposto per i laureati in scienze motorie. Infatti una volta concluso il processo riabilitativo vero e proprio quello quindi prescritto dal fisiatra (o dallo specialista di branca con esperienza riabilitativa) e somministrato dal fisioterapista, il paziente può affrontare il percorso di ricondizionamento. La distinzione tra i due livelli non è fittizia ma reale perché trattasi di momenti diversi, sia per i professionisti coinvolti, sia 524 per i luoghi utilizzati e sia per i percorsi seguiti. Per garantire una continuità di prestazione e un ideale sviluppo del recupero funzionale completo della persona, è naturale che nell’interesse dei pazienti i due percorsi siano comunque coordinati dal fisiatra e dallo specialista in medicina dello sport. In ambiente ospedaliero e/o successivamente (ambulatorialmente) il percorso riabilitativo verrà dettato dal fisiatra o dallo specialista di branca con esperienza riabilitativa e somministrato dal fisioterapista. A questo punto il paziente ha finito il suo percorso riabilitativo ma si trova alle prese con una condizione fisica globale che non è certo quella di partenza e/o con le medesime condizioni predisponenti alla patologia (sovrappeso, stile di vita non corretto, ipotonia muscolare, scarso allenamento cardiovascolare etc). Si è quindi ipotizzato che in un distretto riabilitativo ideale, il territorio dovrebbe offrire luoghi ove l’attività fisica adattata possa essere offerta con standard qualitativi di alto livello (i centri di medicina dello sport collegati a strutture fitness dotate di spazi, attrezzature e professionalità idonee?). Il paziente potrà quindi seguire questi percorsi su indicazione del medico di base o del fisiatra o dello specialista di branca, che in una continuità di servizi forniranno al medico dello sport una anamnesi completa e gli eventuali suggerimenti. Lo specialista in medicina dello sport in accordo con il paziente e tenendo conto di ogni singolo aspetto dovrà descrivere il percorso di ricondizionamento fatto su misura per il soggetto. La somministrazione di questo verrà fatta dal laureato in scienze motorie nei luoghi (centri fitness, palestre, piscine, spazi all’aperto, a casa etc) più idonei. Quale è la filosofia che sottende a questo ragionamento? Primo: garantire al paziente un percorso extraospedaliero serio e di qualità (una specie di bollino blu dei centri di medicina dello sport e centri fitness con caratteristiche qualitative di eccellenza); secondo: promuovere le varie professionalità coinvolte nella riabilitazione/ricondi- MEDICINA DELLO SPORT Dicembre 2011 NOTIZIARIO FEDERALE zionamento con ruoli ben precisi e non conflittuali, ma anzi condivisi e sinergici; terzo: offrire al SSN ed alla società in generale una opportunità di miglioramento della formazione ed informazione sugli stili di vita e la prevenzione delle patologie (e delle loro recidive) più comuni e di maggior impatto economico. Quest’ultimo appare uno dei fattori determinanti visto i costi del sistema sanità, non solo in Italia, ma in tutti i paesi evoluti. Molto interessante sarebbe poter attivare delle sperimentazioni territoriali che portino ad una valutazione complessiva del progetto non solo da un punto di vista sanitario, ma anche da un punto di vista economico. Prof. M. Carletti - Fax 06/54872965. E-mail: [email protected] Vol. 64 - N. 4 MEDICINA DELLO SPORT 525 Congressi April 21-22, 2012 London (UK) Football Medicine Strategies for Knee Injuries Contact: Website: www.isokinetic.com July 12-15, 2012 Baltimore (MD, USA) The American Orthopaedic Society for Sports Medicine (AOSSM) Annual Meeting Contact: Website: www.sportsmed.org April 21-25, 2012 Atlanta (GA, USA) 2012 AMSSM 21 st Annual Meeting of the American Medical Society of Sports Medicine July 19-24, 2012 Glasgow (UK) ICSEMIS 2012 International Convention on Science, Educationand Medicine in Sport Contact: Website: www.amssm.org Contact: Website: www.icsemis2012.com May 2-5, 2012 Geneva (Switzerland) European Society of Sports Traumatology Knee Surgery and Arthroscopy 15th ESSKA Congress Contact: Website: www.esska-congress.org/ esska2012 Vol. 64 - N. 4 September 27-30, 2012 Rome (Italy) XXXII FIMS World Congress of Sports Medicine Contact: Website: www.fmsi.it MEDICINA DELLO SPORT 527 Ringraziamenti “Medicina dello Sport” desidera congratularsi con tutti gli Autori dei lavori scientifici pubblicati sui fascicoli della Rivista nell’anno 2011. Un sincero ringraziamento è indirizzato soprattutto ai Referees per la disponibilità che ha, inevitabilmente, gravato sugli impegni personali di ciascuno. I numerosi contributi scientifici pervenuti ed il lavoro dei Referees, talvolta impietoso ma sempre improntato alla massima onestà scientifica, hanno permesso alla Rivista Federale di migliorare il livello qualitativo e la diffusione internazionale, come dimostrato dal progressivo incremento del valore di “Impact Factor” nel corso degli anni. Buon Anno 2012! GIORGIO SANTILLI Giovanna BERLUTTI Marco BERNARDI Paolo BORRIONE Salvatore CHIODO Roberto CIARDO Cosimo COSTANTINO Piero FACCINI Carlo FALETTI Marcello FAINA Pierluigi FIORELLA Andrea FINOCCHI Giuseppe FLOTTI Claudio GALLOZZI Gian Pasquale GANZIT Franco GIADA Vincenzo Maria IERACITANO Andrea LINO Vol. 64 - N. 4 Umberto MANILI Renato MANNO Attilio PARISI Mirella PIRRITANO Filippo Maria QUATTRINI Angelo RODIO Attilio SACRIPANTI Giuliano Ezio SANSEBASTIANO Antonella SANTILLI Franco SARDELLA Ciriaco SCOPETTA Vincenzo Romano SPICA Antonio TODARO Sandro TORMENTA Arsenio VEICSTEINAS Piero VOLPI Paolo ZEPPILLI MEDICINA DELLO SPORT 529 MEDICINA DELLO SPORT Quarterly Journal of the Italian Sport Medicine Federation Rivista trimestrale della Federazione Medico-Sportiva Italiana VOLUME 64 - 2011 Subjects and Authors’ indexes Indice alfabetico per materie e degli Autori Subjects Index Indice alfabetico per materie A E J Angioplasty, 329. Angiotensin-converting enzyme inhibitors, 45. Anterior cruciate ligament, 185. Antihypertensive agents, 323. Anxiety, 297. Aorta, 257. Aortic valve, 257. Apoptosis, 31. Asymptomatic diseases, 329. Atherosclerosis, 21. Athletes, 45, 63, 151, 173, 213, 435. Athletic injuries, 309. — performance, 45, 231, 367, 379. Automobile driving, 409. Echocardiography, 257. Electrocardiography, 423. Eligibility determination, 257. Environment, 269. Erythropoietin, 449. Evaluation studies as topic, 9. Exercise, 21, 125, 285, 309, 323. — test, 329. — therapy, 71. — statistics and numeral data, 1. Jumping, 185. C Carbohydrates, 393. Cardiovascular diseases, 21, 449. Caspases, 31. Cerebrovascular trauma, 151. Cervical spine, 473. Child, 55. Cholesterol, 55. Chondroitin sulfates, 159. Coma, 485. L F Fatigue, 379. Foot deformities, acquired, 137. M G Glucosamine, 159. Groin, 113. Growth and development, 473. Martial arts, 393. Microsurgery, 309. Motor activity, 55, 459. Muscle fatigue, 125. — strength, 317. — skeletal, 367. N H Neutrophils, 393. Hernia, 113. Hypertension, 323. Hypertrophy, 297. — left ventricular, 151. Hypoglicemia, 485. D I Dancing, 137. Death, sudden, cardiac, 329. Diabetes mellitus, type 2, 285. Disabled persons, 231. Immunosuppression, 393. Insulin, 485. Isolated noncompaction of the ventricular myocardium, 423. Vol. 64 - 2011 Knee joint, 213. Leg, 1. Leukocytosis, 393. Lipids, 285. Low back pain, 435. B Blood platelets, 317. Body image, 297. K MEDICINA DELLO SPORT O Oculomotor nerve diseases, 409. Osteoarthritis, 159. Oxygen, 449. P Patellofemoral pain syndrome, 213. Personality, 459. — tests, 459. 531 INDICE ALFABETICO PER MATERIE Physical endurance, 435. — exercise, 269. — fitness, 1, 423. — therapy modalities, 159. Polymorphism, genetic, 367. Postural balance, 71, 137. Proprioception, 71. Public health, 269. R Rehabilitation, 185. Resistance training, 31, 125, 297, 367. 532 Running, 243. Running, statistics and numerical data, 243. Strength, 9. Students, 473. Swimming, 71. S T Saccades, 409. Safety, 409. Smoking, 63. Snowboarding, 173. Soccer, 9, 45, 243. Sports, 63, 113, 379. Sprains and strains, 317. Triglycerides, 55. MEDICINA DELLO SPORT W Wheelchairs, 231. Wounds and injuries, 173. Vol. 64 - 2011 Authors’ index Indice alfabetico degli Autori A E Agbonjinmi A. P., 1. Agopyan A., 137. Amusa L. O., 1. Anedda A., 89. Annino G., 473. Arazi H., 297. Attisani G., 423. Averna T., 231. Eirale C., 243. Ersoz A., 137. Esfahani M., 285. Esposito M., 473. B Banfi G., 173. Barjaste A., 125. Beltrami G., 335. Bianchi G., 423. Bianco M., 151, 379. Bisciotti G. N., 185, 243. Boroujerdi S. S., 31. Borrione P., 317, 449. Bosco G. F., 491. Bouzas Marins J. C., 393. Brito C. J., 393. Brugin E., 103. Brunelli S., 231. C Calò C., 45. Candeloro C., 473. Cardillo R., 151. Cardoso B. S., 367. Caroli G., 491. Casasco M., 423. Ceciliani A., 71. Cellini M., 257. Chen D., 269. Chen L., 269. Cirovic D., 55. Collini S., 201. Conte R., 103. Córdova C., 393. Corrias L., 45. Curty V. M., 367. D D’ottavio S., 473. Da Silva D. P., 367. Damas Ntendarere D., 231. Daneshmandi H., 435. De Girolamo L., 173. De Lazzari F., 159. Delussu A. S., 231. Demarie S., 379. Di Gianfrancesco A., 317. Di Giusto C., 231. Di Salvo V., 449. Drago E., 71. Vol. 64 - 2011 F Facchini F., 173. Faccini P., 201. Faiola F., 423. Faraji H., 21. Finotti Machado R. J., 367. Folath M., 113. Folletti S., 45. Foti C., 473. Francavilla G., 309. Francavilla V. C., 309. Franchini E., 393. Fuggiano L., 201. G Gaeini A. A., 21. Galanti G., 351. Galvani C., 379. Garooci Farshi M., 459. Gatti K., 393. Giada F., 103. Gianfelici A., 491. Giannini S., 317. Giordan N., 159. Giorgiano F., 151. Goon D. T., 1, 511. Guerrini G., 491. Guglielmi A., 113. Guidetti G., 409. Liu X., 269. Livio S., 409. Luciani U., 423. Q M R Machado M., 367. Magini V., 379. Manganiello M., 329. Manno R., 185. Mantovani C., 335. Manzi V., 473. Maone A., 351. Margonari U., 89. Mariani P. P., 113. Martello R., 329. Marzullo M., 329. Mascherini G., 351. Mashinchi Abbasi N., 459. Masoomi A., 459. Massidda M., 45. Milincic Z., 55. Mirzaei B., 125. Mogharnasi M., 21. Mohebbi H., 285. Mousavi L. S., 213. Munarolo D., 159. Rahimi R., 31, 297. Rahmani-Nia F., 297. Raviele A., 103. Rigo S., 409. Rohani H., 285. Rondini D., 71. N T Nakhostin-Roohi B., 63. Nedeljkovic S., 55. Nikolic D., 55. Norasteh A. A., 213, 435. Novakovic I., 55. Noventa D., 103. Numan Tamer M., 323. Tavana R., 173. Tentoni C., 71. Thiebat G., 173. Toledo Nóbrega O., 393. Tonelli C., 473. Topsakal N., 137. Traballesi M., 231. Triolo V., 309. H Hackney A. C., 367. Hossaini K., 297. I Iovane A., 309. J Janic N., 55. K Karatosun H., 323. Khorsandi Kolur M., 435. L La Zarevic Z., 449. Lacerda Mendes E. , 393. P Padua E., 473. Palmieri V., 151. Palumbo G., 329. Pantanella L., 473. Panzeri A., 173. Pellegrini A., 335. Pereira R., 367. Pescatore V., 103. Petronic I., 55. Pierucci G., 335. Pigozzi F., 317, 449. Piolanti S., 257. Piras F., 45. Piri-Kurd K., 297. Pisoni C., 173. Poletti G., 257. Polidori L., 231. Porcellini G., 335. Pozzoni R., 173. Prereira Ruiz M. T., 317. Pusineri C., 201. MEDICINA DELLO SPORT Quattrocchi A., 309. S Sannicandro I., 9, 185, 243. Scevola M., 491. Schoen-huber H., 173. Scorcu M., 45. Shaw B. S., 511. Shaw I., 511. Sheikholeslami Vatani S., 21. Simeunovic S., 55. Sinno C., 485. Stefani L., 351. Sutera R., 309. V Valizadeh S., 63. Veicstenas A., 423. Vessella T., 151. Vettori M. P., 103. Vona G., 45. Y Yavari A., 459. Z Zasa M., 409. Zeppilli P., 151. Zhang Y., 269. Zhu W., 269. Zovico V. C., 367. 533