Medicina dello Sport

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V O L U M E 6 3 - N. 3 - S E T T E M B R E 2 0 1 0
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 (Vienna) - F. BENAZZO (Pavia) - A. BIFFI (Roma) - M. BONIFAZI (Siena) - F. BOTRE’ (Roma)
E. CASTELLACCI (Lucca) - P. CERRETELLI (Milano) - G. CERULLI (Perugia) - L. COIANA (Cagliari) - D. CORRADO (Padova)
J. M. CUMMISKEY (Dublino) - A. DAL MONTE (Roma) - F. DE FERRARI (Brescia) - E. H. DE ROSE (Porto Alegre)
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Comitato di Redazione
A. BONETTI - E. DRAGO - S. DRAGONI - G. FRANCAVILLA
Direttore Responsabile
A. OLIARO
This journal is PEER REVIEWED and is quoted in:
Focus On: Sports Science & Medicine (ISI) - SPORT Database, SPORT Discus - BIOSIS
La Rivista è citata nel Journal Citation Reports (ISI) con Impact Factor
Direzione e Redazione: Federazione Medico-Sportiva Italiana - Viale Tiziano 70 - 00196 Roma.
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fascicolo € 60,00.
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fascicolo € 70,00.
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© Edizioni Minerva Medica - Torino 2010
Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, trasmessa e memorizzata in qualsiasi forma e con qualsiasi forma e con qualsiasi mezzo
Pubblicazione trimestrale. Autorizzazione del Tribunale di Torino n. 1441 del 15-3-1961. Iscrizione nel registro nazionale della stampa
di cui alla legge 5-8-1981 n. 416 art. 11 con il numero 00 148 vol.
2 foglio 377 in data 18-8-1982. Pubblicazione periodica trimestrale - Poste Italiane S.p.A. - Sped. in a.p. - D. L. 353/2003 (conv. in
L. 27/02/2004 N° 46) art. 1, comma 1, DCB/CN
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Presidente Onorario: Giorgio SANTILLI
CONSIGLIO DIRETTIVO
Presidente Federale
Maurizio CASASCO
Vice Presidenti
Luigi DI LUIGI
Angelo GIGLIO
Gabriele PETROLITO
Consiglieri Federali
Antonio FALCONIO - Luigi Maria FORMICA
Vincenzo IERACITANO - Vincenzo LAMBERTI
Clara MAURI - Aldo PASSELLI
Prisco PETTI - Antonio PEZZANO
Vincenzo RUSSO
Segretario Generale f. f.
Maurizio FORTIN
COLLEGIO DEI REVISORI DEI CONTI
Presidente
Massimo CESSARI
Componenti
Delia GUERRERA - Eugenio CONTE
Paola MILIZIA - Monica VECCHIATI
NORME PER GLI AUTORI
Norme generali
Medicina dello Sport, rivista peer-reviewed della
Federazione Medico Sportiva Italiana, pubblica articoli scientifici originali su argomenti di medicina
dello sport.
I manoscritti devono essere preparati seguendo
rigorosamente le norme per gli Autori pubblicate in
seguito, che sono conformi agli Uniform
Requirements for Manuscripts Submitted to
Biomedical Editors editi a cura dell’International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
L’invio del dattiloscritto sottointende che il lavoro
non sia già stato pubblicato e che, se accettato, non
verrà pubblicato altrove né integralmente né in parte. Tutto il materiale iconografico deve essere originale. L’iconografia tratta da altre pubblicazioni deve
essere corredata da permesso dell’Editore. I dattiloscritti, pervenuti alla Redazione, anche se non
accettati per la pubblicazione, non verranno
comunque restituiti.
I lavori vengono sottoposti in modo anonimo a
valutazione da parte di qualificati revisori esterni.
Gli scopi della rivista sono quelli di pubblicare lavori di elevato valore scientifico in tutti i settori della
Medicina dello Sport. Ai revisori viene chiesto di formulare i loro commenti su un modello apposito e di
rispedirlo all’editor entro un mese dal ricevimento.
La rivista recepisce i principi presentati nella
Dichiarazione di Helsinki e ribadisce che tutte le
ricerche che coinvolgano esseri umani siano condotte in conformità ad essi. La rivista recepisce
altresì gli International Guiding Principles for
Biomedical Research Involving Animals raccomandati dalla WHO e richiede che tutte le ricerche su
animali siano condotte in conformità ad essi.
Il lavoro deve essere accompagnato dalla seguente
dichiarazione firmata DA TUTTI GLI AUTORI: «I
sottoscritti Autori trasferiscono la proprietà dei diritti di autore alla rivista Medicina dello Sport.
Dichiarano che l’articolo è originale, non è stato
inviato per la pubblicazione ad altra rivista, e non è
stato già pubblicato. Essi dichiarano di essere
responsabili della ricerca, che hanno progettato e
condotto e di aver partecipato alla stesura e alla
revisione del manoscritto presentato, di cui approvano i contenuti. Si impegnano a segnalare conflitti
di interesse, in particolare eventuali accordi finanziari con ditte farmaceutiche o biomedicali i cui
prodotti siano pertinenti all’argomento trattato nel
manoscritto. Nel caso di studi condotti sugli esseri
umani gli Autori riferiscono che lo studio è stato
approvato dal comitato etico e che i pazienti hanno
sottoscritto il consenso informato. Dichiarano inoltre che la ricerca riportata nel loro lavoro è stata
eseguita nel rispetto della Dichiarazione di Helsinki
e dei Principi internazionali che regolano la ricerca
sugli animali».
Gli Autori accettano implicitamente che il lavoro
venga sottoposto in modo anonimo all’esame del
Comitato di Lettura e, in caso di accettazione, a
revisione editoriale.
A tutti sarà dato cenno di ricevimento.
L’EDITORIALE viene commissionato su invito del
Direttore. Deve riguardare un argomento di grande
rilevanza in cui l’Autore esprime la sua opinione
personale. L’articolo non deve essere suddiviso in
sezioni.
Medicina dello Sport riserva uno spazio per la pubblicazione gratuita di tesi di Specializzazione in
Medicina dello Sport giudicate degne di stampa dalle rispettive Scuole nel numero massimo di due per
numero sotto forma di estratto della lunghezza di
sei pagine di stampa per ciascuna.
Dattiloscritti
I lavori, in lingua italiana o inglese, devono essere
inviati alla redazione online raggiungibile dal sito
Edizioni Minerva Medica:
www.minervamedica.it
Gli autori che desiderino sottomettere i loro
manoscritti devono collegarsi al sito
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creato l’account, potrà incominciare la sottomissione dei manoscritti attraverso la piattaforma
online indirizzando il lavoro alla Rivista
“Medicina dello Sport”. Per loggarsi, basterà inserire il proprio username e la propria password e
cliccare su “Login” seguendo le istruzioni per la
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I lavori devono inoltre essere spediti in tre
copie a “Medicina dello Sport” - Federazione
Medico-Sportiva Italiana, Viale Tiziano 70,
00196 Roma.
Se il primo Autore è socio della FMSI i dattiloscritti
dovranno essere corredati da una fotocopia della
tessera FMSI e del rinnovo annuale comprovante la
regolarità della sua posizione di socio in quanto, in
base alle nuove norme contrattuali, non sarà richiesto alcun contributo stampa e spetteranno n. 20
estratti omaggio con copertina nonché il 10% di
sconto sulle tariffe in vigore per ulteriori estratti ed
eventuali costi aggiuntivi (traduzioni, fotolito, tabelle, ecc.).
L’elaborato dovrà essere presentato in formato elettronico (floppy disk e/o CD Rom) e in cartelle dattiloscritte con spaziatura doppia su una sola facciata
e articolato nelle seguenti sezioni:
Pagina di titolo
• Titolo conciso, senza abbreviazioni, nella lingua
originale, con traduzione nella seconda lingua.
• Nome, Cognome e Firme degli Autori.
• Istituto e Università, Divisione e Ospedale, o Ente
di appartenenza di ciascun Autore.
• Firma di autorizzazione alla stampa del Direttore
dell’Istituto Universitario o del Primario Ospedaliero o del Responsabile dell’Ente di appartenenza. Questi dovranno indicare se “il lavoro spetti
in parti uguali agli autori” ovvero specificare la
funzione svolta da ciascuno degli autori
• Nome, indirizzo e numero telefonico dell’Autore
al quale dovranno essere inviate la corrispondenza e le bozze stampa.
• Dati di eventuali Congressi ai quali il lavoro sia
già stato presentato.
• Menzione di eventuali finanziamenti o contratti di
ricerca.
• Ringraziamenti.
Riassunto e Parole chiave
Il riassunto deve sintetizzare in modo esauriente gli
elementi essenziali del lavoro.
Devono essere inviati un riassunto in lingua italiana
e uno in lingua inglese di non più di 300 parole,
strutturati nel seguente modo: Scopo, Metodi,
Risultati, Discussione, Conclusioni (Objective,
Methods, Results, Discussion, Conclusions).
Dovranno inoltre essere indicate le parole chiave
(con un massimo di 5) nella lingua originale e nella
seconda lingua.
Per le parole chiave usare i termini del Medical
Subject Headings (MeSH) dell’Index Medicus.
Testo
Il testo deve essere composto da:
Introduzione
Illustrante lo stato attuale delle conoscenze sull’argomento trattato e lo scopo della ricerca e quali
sono i motivi per cui i risultati vengono pubblicati.
Materiali e metodi
Descrizione delle procedure cliniche, tecniche o
sperimentali seguite nella ricerca. I metodi e le procedure statistiche pubblicati per esteso in precedenza devono essere citati nelle appropriate voci
bibliografiche. I dati che si riferiscono al materiale
devono essere espressi in modo esauriente e preciso ma anche semplice e breve.
Occorre seguire rigorosamente le Guidelines for
Statistical Reporting in Articles for Medical Journals
(Ann Int Med 1988;108:266-273).
Di tutti i farmaci si deve citare nome generico,
dosaggio e vie di somministrazione; non sono acettati marchi di fabbrica.
I simboli e le sigle vanno spiegati alla prima apparizione nel testo e devono essere conformi agli standards internazionali.
Risultati
Vanno riportati sotto forma di tabelle e grafici eventualmente elaborati statisticamente, con l’ausilio di
materiale illustrativo e una presentazione concisa
nel testo evitando commenti e interpretazioni.
Discussione dei risultati
e considerazioni conclusive
Finalizzate al commento sui risultati con eventuale
confronto con i dati della letteratura, ai fini della
pratica clinica e della ricerca sperimentale.
Bibliografia
La bibliografia, che deve comprendere i soli Autori
citati nel testo, va numerata con numeri arabi in
ordine consecutivo di prima citazione nel testo. Il
richiamo delle voci bibliografiche nel testo deve
essere fatto con numeri arabi posti tra parentesi. La
bibliografia deve essere citata nello stile standardizzato approvato dall’International Committee of
Medical Journals Editors.
Riviste. Per ogni voce si devono riportare il cognome e l’iniziale del nome degli Autori (elencare tutti
gli Autori fino a sei; se sette o più elencare solo i
primi sei nomi seguiti da: et al.), il titolo originale
dell’articolo, il titolo della rivista (attenendosi alle
abbreviazioni usate dall’Index Medicus), l’anno di
pubblicazione, il numero del volume, il numero di
pagina iniziale e finale. Nelle citazioni bibliografiche seguire attentamente la punteggiatura standard
internazionale.
Esempio: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.
Intracapsular technique of transplant nephrectomy.
Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Libri e Monografie. Per pubblicazioni non periodi-
che dovranno essere indicati i nomi degli Autori, il
titolo, l’edizione, il luogo di pubblicazione, l’editore
e l’anno di pubblicazione.
Esempio: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia.
IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tabelle
Ogni tabella deve essere presentata, in foglio separato, correttamente dattiloscritta, preparata graficamente secondo lo schema di impaginazione della
rivista, numerata in cifre romane, corredata da un
breve titolo. Eventuali annotazioni devono essere
inserite al piede della tabella e non nel titolo.
Le tabelle devono essere richiamate nel testo.
Figure
Le fotografie devono essere inviate sotto forma di
nitide copie su carta. Esse devono riportare sul
retro una etichetta che indichi la numerazione in
cifre arabe, il titolo dell’articolo, il nome del primo
autore, l’orientamento (alto, basso) e devono essere
richiamate nel testo.
Non scrivere sul retro delle figure e non graffiare o
rovinare le stesse utilizzando graffe. Eventuali diciture all’interno della figura devono essere realizzate
a caratteri di stampa con i trasferibili.
La riproduzione deve essere limitata alla parte
essenziale ai fini del lavoro.
Le foto istologiche devono sempre essere accompagnate dal rapporto di ingrandimento e dal metodo
di colorazione.
Le didascalie vanno dattiloscritte su un foglio a parte.
Disegni, grafici e schemi devono essere eseguiti in
forma definitiva a china su carta da lucido o su cartoncino bianco liscio da disegnatori esperti, utilizzando dove necessario i trasferibili (tipo Letraset),
oppure possono essere realizzati con il computer.
Gli esami radiologici vanno presentati in copia fotografica su carta. Elettrocardiogrammi, elettroencefalogrammi, ecc. devono essere inviati in forma originale o eventualmente fotografati, mai fotocopiati.
Per le figure a colori specificare sempre se si desidera la riproduzione a colori o in bianco e nero.
Lettere, numeri, simboli dovrebbero essere di
dimensioni tali che quando ridotti per la pubblicazione risultino ancora leggibili.
Le dimensioni ottimali per la riproduzione sulla rivista sono:
— cm 7,2 (base)×cm 4,8 (altezza)
— cm 15,8 (base)×cm 18,5 (altezza): 1 pagina
Gli elaborati devono rispondere rigorosamente alle
suddette norme: in difetto non saranno presi in
considerazione.
La correzione delle bozze di stampa dovrà essere
limitata alla semplice revisione tipografica; eventuali
modificazioni del testo saranno addebitate agli Autori.
Le bozze corrette dovranno essere restituite entro 15
giorni a medicina dello sport - Edizioni Minerva
Medica - Corso Bramante 83-85 - 10126 Torino.
In caso di ritardo, la Redazione della rivista potrà
correggere d’ufficio le bozze in base all’originale
pervenuto.
I moduli per la richiesta di estratti vengono inviati
insieme alle bozze.
Rivista stampata su acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
INSTRUCTIONS FOR AUTHORS
General regulations
Medicina dello Sport, official journal of the Italian
Federation of Sports Medicine (FMSI), is an external
peer-reviewed scientific journal, published quarterly
by Minerva Medica; editors in-chief have the input
of a distinguished board of editorial consultants
representing multiple disciplines concerned with
sports medicine. Medicina dello Sport aims to
publish the highest quality material, both clinical
and scientific on all aspects of sports medicine;
Medicina dello Sport includes research findings,
technical evaluations, review articles and in addition provides a forum for the exchange of information on all professional sports medicine issues
including education; reviewers are asked to complete a specific form and to return the paper to the
Editor, with comments, within one month.
The manuscripts submitted for publication must
conform precisely to the following instructions for
authors and are themselves in conformity with the
Uniform Requirements for Manuscripts submitted to
Biomedical Editors published by the International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
The submission of the manuscript implies that the
paper has not previously been published and that, if
accepted, it will not be published elsewhere, either
in its entirety or in part.
All illustrative material must be original.
Illustrations taken from other sources must be
accompanied by the publisher’s permission.
Manuscripts not accepted for publication will not be
returned by the publishers.
In conformity with the Helsinki Declaration, the journal reiterates that all research involving human
beings must be conducted as indicated by the
Helsinki Declaration. In conformity with the
International Guiding Principles for Biomedical
Research Involving Animals recommended by the
WHO, the journal requires that all research on animals conform to the said principles.
Papers must be accompanied by the following
declaration signed by ALL THE AUTHORS: “The
undersigned Authors transfer the ownership of
copyright to the journal MEDICINA DELLO SPORT
should their work be published in this journal. They
state that the article is original, has not been submitted for publication in other journals and has not
already been published. They state that they are
responsible for the research that they have designed
and carried out; that they have participated in drafting and revising the manuscript submitted, which
they approve in its contents. They agree to inform
Minerva Medica of any conflict of interest that might
arise, particularly any financial agreements they may
have with pharmaceutical or biomedical firms whose products are pertinent to the subject matter dealt
with in the manuscript. In the case of studies carried
out on human beings, the authors confirm that the
study was approved by the ethics committee and
that the patients gave their informed consent. They
also state that the research reported in the paper
was undertaken in compliance with the Helsinki
Declaration and the International Principles governing research on animals”.
The authors implicity accept the fact that their
paper will be presented anonymously for examina-
tion by the Editorial Board and for editorial revision
if accepted.
EDITORIALS are commissioned by the Editor. They
should deal with topics of major importance on
which the authors expresses a personal opinion.
Editorials should not be subdivided into sections.
Medicina dello Sport reserves a certain number of
pages for the publication without charge of a maximum of two graduate theses pertaining to sports
medicine and judged to be worthy of publication
by the schools in questions. They will be printed in
the form of abstracts of six printed pages each.
Manuscripts
Manuscripts, in Italian or English, should be submitted directly to the online Editorial Office at the
Edizioni Minerva Medica website:
www.minervamedica.it
Authors wishing to submit their manuscript
can access the website www.minervamedica.it
and go to the “Online submission” section. If
you are entering the site for the first time,
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how to submit a new manuscript.
Manuscripts should also be despatched to:
“Medicina dello Sport” - Federazione MedicoSportiva Italiana, Viale Tiziano 70, 00196 Roma.
If the first author is a member of the FMSI, a photocopy of the membership card and of the annual
revewal should accompany the manuscript.
According to the new contract regulations, no contribution will be due for printing costs and the author
will receive 20 free reprints with cover and a
discount of 10% on rates for extra reprints and any
additional costs (translations, photoliths, tables, etc.).
The paper should be presented in electronic format
(floppy disk and/or CD) and in doublespaced
sheets, typed on one side only and subdivided into
the following sections:
Title page
• Coincise title without abbreviations in the original
language and accompanied by its translation into
the other language.
• Name, Surname and Signature of the Authors.
• Department and University, Division and Hospital
or Body to which each author belongs.
• Signature authorising publication of the University Department’s Head, the Hospital’s Chief
Medical Officer or the Director of the relevant
Body. They should indicate whether “the work is
the equal work of all authors”, or specify the role
played by each author.
• Name, address and telephone number of the
author to whom correspondence or proofs
should be addressed.
• Date of any congresses at which the papers has
already been presented.
• Mention of any financial assistance or research
contracts.
• Acknowledgements.
Summary and Key words
The summary must contain a detailed synthesis of
the key elements of the work.
The paper must be accompanied by a summary in
Italian and one in English, containing no more than
300 words, which should be structured as follows:
Objective, Methods, Results, Discussion,
Conclusions.
A maximum of 5 key words must also be given,
both in Italian and in English.
Key words should use the terminology of the
Medical Subject Headings (MeSH) in the Index
Medicus.
Text
The text should be composed as follows:
Introduction
Outlining current knowledge of the topic and the
purpose of the study, and explaining why the
results are being published.
Materials and methods
A description of the clinical, technical or experimental techniques used in the study. Any methods
and statistical procedures previously published in
detail must be quoted under the appropriate reference numbers. Data referring to the material must
be expressed fully and precisely, but also simply
and concisely.
Authors must comply strictly with the Guidelines
for Statistical Reporting in Articles for Medical
Journals (Ann Int Med 1988, 108 266-273).
The generic name, dose and method of administration must be given for all drugs; no manufacturer’s
brand names will be accepted.
Symbols and signs must be explained the first time
they appear in the text and must conform to international standards.
Results
These should be reported in the form of tables and
graphs, if necessary statistically processed using
illustrative material, and presented concisely in the
text, avoiding comments and interpretations.
Discussion of results and conclusions
This section comments on the results in terms of
their relevance to clinical practice and experimental
research and may compare the results with data
from the literature.
References
Works listed under “References” should be given
consecutive Arabic number. References to these
works in the text should be followed by the relevant
number in parentheses.
References should be listed in the standard form
approved by the International Committee of Medical
Journal Editors.
Journals. Each Reference entry should give the surname and initial(s) of all authors up to six (if the article
has more than six authors, list the first six followed by:
“et al.”), the original title of the article, the title of the
journal (using Index Medicus abbreviations); year of
pubblication; volume number; initial and final page
numbers. Standard international punctuation must be
adopted.
Example: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.
Intracapsular technique of transplant nephrectomy.
Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Books and Monographs. In the case of non-periodical publications, authors should list the name of
authors and the title, edition, place of publication,
publisher and date of publication.
Example: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia.
IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tables
Each table should be presented on a separate sheet
correctly typed, laid out according to the journal’s
own pagination, numbered in Roman figures and
briefly titled. Any notes should be added at the foot
of the page and not incorporated in the title.
Tables must be referred to in the text.
Figures
Photographs should be submitted in the form of
clean copies printed on card. A label on the back
should indicate the number in arabic numerals, the
title of the article, the name of the first author, the
positioning (top or bottom). the photographs
should be referred to in the text.
Do not write on the back of photographs. Do not
scratch them or spoil them with staples. And wording on the figure should be stenciled on in block
letters.
Only the part essential to the article should be
reproduced.
Histological photographs should always indicate
the magnification ratio and staining method.
Captions should be typed onto a separate sheet.
Drawings, graphs and diagrams should be produced in black ink on gloss-finish paper or smooth
white draftsman’s paper, using stencil lettering where necessary. They may also be produced on a
computer.
Radiology photographs should be printed on paper.
Electrocardiograms, electroencephalograms etc.
should be submitted in their original form or photographed, never photocopied.
In the case of figures in colour, it should always be
stated whether they are to be reproduced in colour
or in black and white.
Letters, numbers and symbols should be of a size to
remain legible when reduced for publication.
The ideal sizes for reproduction in this journal are
the following:
—
—
—
—
cm
cm
cm
cm
7.2
7.2
15,8
15,8
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
4.8
9,8
9,8
18.5
(height)
(height)
(height)
(height): full page
Figures that do not conform precisely to the above
standards will not be accepted for publication.
Any changes to the proofs should be confined to
typographical corrections. Any modifications to the
text will be charged to the authors.
Corrected proofs should be returned within 15 days
to Medicina dello Sport - Edizioni Minerva Medica Corso Bramante 83-85 - I-10126 Torino.
In the event of delay, the Editorial Board will be
entitled to make its own corrections on the basis of
the original already received.
Forms for requests for extracts will be sent out with
the proofs.
Journal printed on acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
Vol. 63
Settembre 2010
Numero 3
INDICE
309
365
EDITORIALE
AREA MEDICA
Le capacità di forza negli anziani: effetti dell’età,
metodi di allenamento
Identificazione di metodi divulgativi innovativi per la promozione della tutela della salute
Manno R.
Borrione P., Grasso L., Fagnani F., Razzicchia S.,
Tomassi G., Parisi A., Pigozzi F.
327
AREA FISIOLOGICA
375
Monitoraggio del gesto sportivo con tecniche
di motion analysis: protocolli di valutazione e
applicazione alla marcia agonistica
Modificazioni atipiche del tratto ST-T dopo steptest durante visita di idoneità sportiva agonistica
Preatoni E., La Torre A., Santambrogio G. C., Rodano R.
Lombardi M., Faiola F., Luciani U., Claudio F., Bianchi
G., Veicstenas A., Casasco M.
343
Caratteristiche fisiologiche di un gruppo di calciatrici greche
Nikolaidis P. T.
391
Aspetti biomedici di 51 maratone consecutive
Ganzit G. P., Verzini F., Hajdarevic A., Riganti A.
353
L’affondo nella scherma giovanile: analisi del
carico imposto ai due arti inferiori e differenze di genere per la prevenzione degli infortuni
Sannicandro I., Piccinno A., Cataleta R., Maffione, S.
De Pascalis E.
Vol. 63, N. 3
409
Fitness fisica e caratteristiche antropometriche di giovani calciatori a Potchefstrom, Sud
Africa
Monyeki M. A., Amusa L. O., Goon D. T., Toriola A. L.
XV
INDICE
418
443
Gli atleti asmatici Italiani nella rappresentativa Italiana alle olimpiadi di Pechino 2008
LA MEDICINA DELLO SPORT … PER
SPORT
Todaro A., Egidi F., Sardella F., Di Cave P.,
Gramiccioni C., Bonini M., Padoa S., Pelliccia A.
Approccio scientifico e sperimentale alla prestazione nel taekwondo: rassegna della letteratura
429
Chiodo S., Flotti G., Davalli A.
AREA ORTOPEDICA
Sindrome del pronatore rotondo ed adattamento dell’allenamento: terapia conservativa
in due atleti di alto livello
Chen H., .Liu S., Schöffl V., Zhang P., Huang Y.
459
LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER
SPORT NEI FASCICOLI
441
FORUM
Cerebral concussion in sport: new diagnostic
prospects for a return to sporting activity
Vagnozzi R., Signoretti S., Tavazzi B., Verzeletti A.,
Lazzarino G., Casasco M.
XVI
463
CONGRESSI
Settembre 2010
Vol. 63
September 2010
No. 3
CONTENTS
309
365
EDITORIAL
MEDICAL AREA
Muscle strength in the elderly: age-related
effects and exercise training programs
Identification of new promotion methods for
the health safeguard
Manno R.
Borrione P., Grasso L., Fagnani F., Razzicchia S.,
Tomassi G., Parisi A., Pigozzi F.
327
PHYSIOLOGICAL AREA
375
Motion analysis in sports monitoring techniques: assessment protocols and application to
racewalking
Atypical changes to ST-T segment after step-test
during competitive sport fitness examination
Preatoni E., La Torre A., Santambrogio G. C., Rodano R.
343
Physiological characteristics of elite Greek
female soccer players
Nikolaidis P. T.
Lombardi M., Faiola F., Luciani U., Claudio F., Bianchi
G., Veicstenas A., Casasco M.
391
Biomedical aspects of 51 consecutive
marathons
Ganzit G. P., Verzini F., Hajdarevic A., Riganti A.
353
The fencing lunge: analysis of load distribution to the lower limbs and gender-related differences in young fencers in relation to accident prevention
Sannicandro I., Piccinno A., Cataleta R., Maffione, S.
De Pascalis E.
Vol. 63, N. 3
409
Physical fitness and anthropometric characteristics of South African youth soccer players
in Potchefstrom, South Africa
Monyeki M. A., Amusa L. O., Goon D. T., Toriola A. L.
XVII
CONTENTS
418
443
Asthmatic athletes in the Italian team at
Beijing 2008 Olympic Games
SPORT MEDICINE … FOR SPORT
Todaro A., Egidi F., Sardella F., Di Cave P.,
Gramiccioni C., Bonini M., Padoa S., Pelliccia A.
Experimental and scientific approach to
performance in taekwondo: review of the literature
Chiodo S., Flotti G., Davalli A.
429
ORTHOPEDIC AREA
Pronator teres syndrome and adaptation in
training-conservative therapy in two high
competitive athletes
Chen H., .Liu S., Schöffl V., Zhang P., Huang Y.
459
SPORT MEDICINE … FOR SPORT IN
PAST ISSUES
441
FORUM
Cerebral concussion in sport: new diagnostic
prospects for a return to sporting activity
Vagnozzi R., Signoretti S., Tavazzi B., Verzeletti A.,
Lazzarino G., Casasco M.
XVIII
463
CONGRESSES
Settembre 2010
Editorial
Editoriale
MED SPORT 2010;63:309-25
Muscle strength in the elderly:
age-related effects and exercise
training programs
Le capacità di forza negli anziani: effetti
dell’età, metodi di allenamento
R. MANNO
Institute of Sports Medicine and Science, Rome, Italy
S
trength training was long considered exclusive to athlete preparation or muscle sculpturing in bodybuilding or post-trauma rehabilitation. For many years, physical activity for
health was associated with low-intensity aerobic exercise. There exists a wealth of studies
and experimental evidence for the benefits of
aerobic exercise for health and cardiorespiratory function, as well as the general effect it
can have on reducing the risk of injury. Over
the last 30 years, however, strength training has
gained a permanent place in fitness programs,
prevention and treatment for various metabolic
and age-related disorders.1
Since the mid 1980s, studies on the elderly
have demonstrated surprisingly positive effects
of age-compatible strength training on quality
of life, prevention of age-related degeneration
(sarcopenia, osteoporosis, weight loss, reduced
autonomy and mobility) and motor performance in general.2-5
Role of muscle strength in
motor performance
The principal physical properties that concur
in maintaining physical performance, health,
autonomy, and quality of life in particular, include muscle strength, resistance, balance and
joint mobility. The focus of this article is muscle
strength and its changes and causes in the elderly and the regenerative potential of muscle
training in this population segment.
Vol. 63 - N. 3
L
’allenamento della forza per lungo tempo è stato considerato un’attività quasi esclusiva della
preparazione degli atleti oppure un mezzo per il
raggiungimento di effetti estetici come nei culturisti o un elemento del ricondizionamento del post
trauma. In effetti per lunghi anni le attività fisiche legate alla salute sono state identificate nelle
pratiche aerobiche di bassa intensità, processi su
cui esiste una ricca letteratura, con una notevole quantità di evidenze sperimentali, i vantaggi
dell’attività aerobica sulla salute e sulle funzionalità cardiorespiratorie sono ben descritte e di
sicuro effetto oltre che di minore traumaticità, almeno in linea generale. Negli ultimi 30 anni però
la forza è entrata non solo in tutti i programmi
di fitness, ma anche in quelli di prevenzione e di
compensazione in diverse affezioni del metabolismo e dovute all’età 1.
Nondimeno insieme alla crescita della qualità
della vita alcune ricerche sulla forza negli anziani, già dalla metà degli anni 80, hanno fornito
risultati sorprendentemente positivi sia per quanto
riguarda la compatibilità con l’età che gli effetti
positivi su molti aspetti sia della prevenzione (sarcopenia, osteoporosi, dimagramento, autonomia,
deambulatoria etc.) che della prestazione motoria
in senso generale 2-5.
Ruolo della forza nella
motricità dell’anziano
Possiamo considerare che le principali qualità fisiche che concorrono ad un mantenimento dell’efficienza fisica e della salute e soprattutto della qualità
309
MANNO
FORCE CAPACITY IN AGED PATIENTS: EFFECTS OF AGE AND TRAINING METHODS
Muscle strength concurs in the expression
of other physical capacities; loss of strength
limits physical performance.6 Resistance training has been shown to have a beneficial effect on physical capacities, with improved
economy of work and accompanying benefits
for health. On the other hand, exercise programs that focus solely on resistance training,
balance and flexibility have demonstrated no
significant impact on muscle mass and therefore cannot substitute for strength training.7
Furthermore, falling, difficulty in walking,
arthritis, osteoporotic fractures, and fragility
are strongly associated with the loss of neuromuscular efficiency and can be reversed
with muscle strength training and resistance
training. Owing to their longer life expectancy
as compared to men, women are more subject
to age-related degeneration (risk of falling,
sarcopenia, muscle weakness); however, progressive strength training has been shown to
be highly effective in counteracting the effects
of aging, though according to U.S. statistics on
enrolment in physical exercise courses, women are far outnumbered by men, accounting
for only 6% of 65-75-year-olds and 4% of over
75-year-olds.7
The main objectives of strength training
in advanced age are to maintain physical efficiency for prolonging autonomous mobility
and to prevent injury and reduce the health
care costs associated with disability. There has
been mounting scientific evidence for the benefit of physical activity since the publication of
an early study by Bringmann 8 who considered
it a cardinal point in life in general and held
that the loss of adaptive ability with advancing
age decreased drastically over time before ultimately disappearing nearly completely; any
improvement in physical performance after
age 70 years was thought to be attributed to
improved coordination in functional systems.
This belief stemmed from the fact that agerelated decreases in performance were often
overestimated insofar as the diminished efficiency that often starts after age 40 years is
erroneously linked to biological processes,
whereas it should more reasonably be attributed to lifestyle changes, especially among big
city residents, which lead to reduced physical
activity in general, and particularly in those
with sedentary occupations, accompanied by
weight gain and subsequent change in body
mass. The causes for the consequent decrease
in performance are more likely to be soci-
310
di vita, compresa la conservazione dell’autonomia
fisica, sono la forza muscolare, la resistenza, l’equilibrio e mobilità articolare; in questa rassegna analizzeremo soprattutto la forza con le sue modificazioni, le cause, l’allenamento ed i suoi effetti.
La forza muscolare concorre in modo molto importante al livello di espressione delle altre qualità
fisiche, e, in caso di forte carenza, ne è il presupposto
limitante essenziale 6. L’allenamento della forza muscolare con sovraccarichi ha dimostrato di portare
benefici alle qualità fisiche prima citate, permettendo una economia di lavoro con benefici importanti
sulla salute, al tempo stesso l’allenamento delle sole
resistenza, equilibrio e flessibilità non ha impatti significativi sulla massa muscolare e quindi non sostituiscono in alcun modo l’allenamento della forza
7. Inoltre le cadute, l’insufficienza deambulatoria, le
artriti, le frattura da osteoporosi, la fragilità in senso
generale sono molto collegate alla perdita di efficienza neuromuscolare e possono venire compensate
con un allenamento di potenziamento muscolare effettuato con opportune resistenze e carichi. Al tempo
stesso nelle donne, che per la loro aspettative di vita
più elevata rispetto all’uomo, evidenziano in forme
più accentuate tutte le deficienze descritte prima (rischio di cadute, sarcopenia, debolezza muscolare)
una attività adattata di potenziamento graduale è
stata dimostrata come estremamente efficace, anche
se almeno dalle statistiche negli USA sulla frequenza
di corsi ad attività, sono molto di meno dei loro coetanei uomini cioè il 6% a 65-74 anni e 4% per età
superiori ai 75 anni 7.
L’obiettivo principale dell’allenamento in età
avanzata è il mantenimento di una efficienza fisica
capace di consentire una autonomia di movimento
il più a lungo possibile, per evitare i drammi che ciò
comporta e per i costi elevatissimi che in caso contrario deriverebbero all’assistenza sanitaria pubblica e
privata. Del resto le evidenze scientifiche sono molto
aumentate, nel 1978 Bringmann, tedesco Est 8 che
pure considerava l’attività fisica uno dei cardini del
sistema di vita, sosteneva che nell’età avanzata vi
era una perdita progressiva delle capacità di adattamento fino ad una drastica riduzione e quasi scomparsa tale da far ritenere che dopo i 70 anni gli eventuali miglioramenti erano da attribuire soprattutto
ad un miglior coordinamento dei sistemi funzionali.
Tale valutazione è da attribuire al fatto che il decremento di prestazione dovuto all’età, nel senso comune, é spesso sopravvalutato in quanto la caduta
di efficienza, che avviene frequentemente dopo i 40
anni, è erroneamente collegata alle sole ragioni biologiche mentre più razionalmente può essere attribuita alla modifica degli stili di vita, soprattutto nelle
grandi città, che porta alla diminuzione dell’attività
fisica, specialmente nei soggetti impegnati in attività
Settembre 2010
etal rather than biological in origin, whereas
degeneration per se tends to run a gradual
course.
Changes in muscle characteristics and
muscle strength in adults and older adults
Chiefly studied as a performance factor
In training and exercise physiology, muscle
strength influences the quality of movement
in children and adolescents 9 and facilitates
many other qualities of physical activity in
general. The study of age- and gender-related
changes in muscle strength is extremely useful for guiding exercise prescription in health
prevention and development and helps to
better appreciate the effects training can have
on muscle strength.
Loss of muscle strength is closely tied with
loss in muscle mass and changes in body
composition in general. In the elderly, the
erosion of lean muscle (sarcopenia) is directly related to the loss of muscle strength
involving the entire muscle mass; however,
while regular mild physical activity can delay sarcopenia, it is insufficient to reverse the
inevitable decline in muscle mass. From an
understanding of these processes, we can
see that reduced muscle strength is a leading
cause of decreased autonomy and increased
disability among the elderly.10
Changes in muscle strength occur over the
course of life in relation to aging and to physical activity. Between age 30 and 80 years,
muscle strength decreases by about 30-40%:11
there is a gradual decrease in strength until the age of 40 years, after which the loss
of strength and muscle tissue is more pronounced, totaling about 25% between the
ages of 45 and 65 years.12
According to Buskirk and Segal,13 this decrease is due to diminished muscle conduction
velocity of stimuli and synapses transmission.
This is particularly evident in fast-twitch fibers
and in higher muscle excitability thresholds.
The reasons for this are still unclear. Most
studies 14, 15 agree that the cause is a selective loss of white fibers in the elderly; however, other studies 16 have found a reduction
in white fiber thickness (20-50%) on biopsy,
and others still no remarkable change in red
muscle fibers (1-20%).12, 17 Given the variability in biopsy findings, it can be said that there
is a substantial decrease in both white and
Vol. 63 - N. 3
MANNO
lavorativa sedentaria, che si accompagna ad un incremento ponderale con una conseguente marcata
modificazione della massa corporea. Il conseguente
decadimento prestativo ha, perciò, cause più facilmente attribuibili alla natura sociale più che biologica mentre il decadimento per se tende invece ad
essere costante.
Variazioni delle caratteristiche muscolari
e di forza nelle età adulta e matura
La forza muscolare, nell’ambito della metodologia dell’allenamento e della fisiologia dell’esercizio
e dello sport è stata prevalentemente approfondita
come fattore di prestazione, in realtà come nei bambini e negli adolescenti 9 essa condiziona profondamente la qualità del movimento ed in generale
facilita molti aspetti della qualità dell’attività fisica.
Approfondire le conoscenze sulle sue modificazioni
in funzione della età e del sesso è estremamente utile per potersi orientare sulla scelta dei programmi
di attività fisica preventiva e di sviluppo per meglio
capire gli effetti che su di essa ha il suo allenamento
La perdita delle capacità di forza si accompagna
in un modo pressoché sovrapponibile con la perdita
della massa muscolare e quindi, in termini più generali, con la variazione della composizione corporea, nelle persone anziane si caratterizza principalmente con una perdita di massa muscolare, definita
“Sarcopenia”. Tale fenomeno che è direttamente collegato alla perdita di forza, è esteso alla totalità delle masse muscolari, anche se un elemento differenziante è la pratica di attività fisica, che anche nelle
forme blande, contiene stimoli per essa , anche se in
modo complessivamente insufficiente per contenere
la caduta della massa muscolare. Tali conoscenze
sono determinanti in quanto, nel suo insieme, la riduzione della forza si può considerare come la principale causa della limitazione dell’autonomia e di
disabilità nell’età avanzata 10.
La forza si modifica nel corso della vita sia in
funzione della evoluzione biologica del soggetto, sia
in funzione della sua attività fisica. La forza muscolare dai 30 agli 80 anni si modifica di circa il 3040% 11; si ha una perdita minima e regolare di forza
fino a circa 45 anni, dopo tale periodo avviene una
perdita di forza e di tessuto muscolare più accentuata che raggiunge circa il 25% dai 45 ai 65 anni 12.
Secondo Buskirk and Segal 13 la diminuzione
della forza é dovuta alla diminuzione della velocità
di conduzione muscolare dello stimolo e della trasmissione sinaptica e ciò é particolarmente avvertito
nelle fibre rapide, a questo si accompagna l’aumento della soglia di eccitabilità del muscolo. Non tutti
sanno indicare una causa precisa di tali fenome-
311
MANNO
red fibers. Lexell et al.18 found a 50% decrease
in muscle fibers in elderly subjects with respect to 20-year-olds. The apparent contradiction between the number of muscle fibers
and fiber thickness is only partially explained.
In later studies, Lexell 19, 20 described a significant loss in both the thickness and number of
muscle fibers in the quadriceps, mainly in the
number of type II fibers.
Despite the inevitable effects of aging, the
consequences of lifestyle changes are predominant factors in determining physical fitness at any age. In 70-year-olds, marked differences have been observed between very
active and sedentary persons.
In brief, changes in body composition in the
elderly are principally characterized by a loss
of muscle mass, regardless of muscle group,
with a slightly lower decrease in that of the
upper limbs.21, 22 No standard procedure for
assessing sarcopenia has been established.
The European Working Group on sarcopenia
in older people 23, 24 has developed an assessment algorithm that includes tests (walking
speed, hand grip, muscle mass) predictive for
sarcopenia (mean±2 standard deviation [SD]
for age group).
In the very old, lack of muscle strength is
an important element in the remaining ability
to walk, and decreases in muscle strength are
associated with falling. The decline in muscle
mass contributes to decreased bone density,
insulin sensitivity, and aerobic performance.
As muscle mass is lost, the resting metabolic
rate slows, which, because it is the primary
source of energy, leads to the accumulation of
fat, further altering work capacity and power.
Moreover, changes in muscle parameters have
implications for the efficiency of other functional elements: a 35% loss in resistance is estimated to be due to loss of muscle strength.
8 Muscle mass can be maintained, however,
through specific strength training programs.
It has been shown that generic physical activity, even when supplemented with dietary
protein intake, is unable to halt the loss of
muscle mass. 25
Loss of muscle strength is directly proportional to muscle mass. Accurate measurement
of the muscle cross-sectional area has shown
a decrease of 25-35% between young and
older subjects.26, 27 A computed tomography
(CT) study described a drastic change in body
composition which, in addition to the decrease in muscle cross-sectional area, showed
312
ni, la maggioranza degli autori 14, 15 è d’accordo
nell’indicare fra queste una perdita selettiva delle fibre bianche negli anziani, è eccepito però da alcuni
16, in generale però si nota che nelle biopsie lo spessore delle fibre bianche è diminuito (meno 20-50%)
mentre quello delle fibre rosse è sostanzialmente
mantenuto variando dal 1 al 20% 12, 17; tenendo
conto delle variabilità del campione, nel bilancio
generale vi è comunque una forte diminuzione del
numero di entrambe, Lexell 18 indica fino a -50%
nei novantenni rispetto ai ventenni, l’apparente
contraddizione fra spessore e numero delle fibre è
solo in parte spiegata, sempre Lexell 19, 20 descrive un
perdita significativa dello spessore e del numero delle fibre nel quadricipite, ma soprattutto del numero
delle fibre in particolare del tipo II.
Nonostante gli effetti dell’età siano inevitabili, le
conseguenze delle modificazioni delle abitudini di
vita influenzano in modo determinante i livelli di
efficienza fisica ad ogni età ed, in soggetti settantenni, la differenza fra individui molto attivi e sedentari può diventare veramente elevata.
In sintesi la variazione della composizione corporea nelle persone anziane si caratterizza principalmente con una perdita di massa muscolare, indipendente dalla localizzazione dei muscoli, con una
lieve minore caduta negli arti superiori 21, 22. Non è
stato ancora definita una procedura standard per
la identificazione della sarcopenia; il gruppo europeo sulla sarcopenia ha identificato un algoritmo
che comprende le seguenti prove: velocità del passo,
hand grip e massa muscolare 23, 24 esse identificano
una maggiore probabilità di diagnosi di sarcopenia
nel superamento di due deviazioni standard della
media per classe di età.
Nelle persone molto anziane la carenza di forza è una componente importante della capacità di
camminare e lo stesso aumento delle cadute sembra
esservi collegato, il declino della massa muscolare
contribuisce alla perdita di densità ossea, alla sensibilità insulinica ed alla prestazione aerobica. La
massa muscolare che si riduce, inoltre, diminuisce il
metabolismo basale che essendo la principale fonte
di spesa energetica favorisce l’accumulo di grasso e
altera ulteriormente le capacità di lavoro e di potenza del soggetto. L’alterazione dei diversi parametri muscolari si ripercuote su altri elementi della
efficienza funzionale tanto che il 35% della perdita
della resistenza si stima dovuto alla perdita di forza
8. Il mantenimento sostanziale della massa muscolare è possibile anche se vanno impiegate delle forme
specifiche per il condizionamento della forza, infatti
è stato evidenziato che la sola attività motoria generica, pur se sostenuta da alimentazione proteica,
non è stata in grado di impedire la perdita di massa
muscolare 25.
Settembre 2010
an increase in non-muscle mass (fat and connective tissue) of 27% in the arm and 81% in
the plantar flexors, underscoring the fact that
the yield from conventional anthropometric
methods can be quite low in subjects of advanced age. Gallagher et al.28, 29 reported that
sarcopenia, which is more prevalent among
men than women, is not directly connected
to body weight and that constant body weight
can often mask active progressive sarcopenia
precisely because some of the muscle tissue
is replaced by fatty or other non-muscular tissue. Alley et al.30 suggested the need to revise
these parameters to clarifiy the relationship
between body weight and health in the elderly.
An important parameter Doherty 11 mentioned in the analysis of strength capacity
of the elderly and strength levels in relation
to muscle cross-sectional area is defined as
muscle quality. This index is relatively stable across populations, as shown by Ikai and
Fukunaga,31 but differs from that found in
athletes.32
In the elderly, the decrease in muscle quality may be due to a variety of factors, including pain, reduced efficiency in central commands, changes in muscle composition and
loss of innervation among others.
Study results are contradictory. For example, Young and Skelton 33 found no difference
between 80-year-old women and young women, whereas Frontera et al.34 found a difference between old and young men. Although
the effects of aging are inevitable, the consequences of lifestyle changes can substantially
influence physical fitness at any age; and in
70-year-olds, the difference between active
and sedentary subjects was found to be remarkable.
Age-related changes in muscle strength
The decrease in muscle strength and
strength dynamics appears to continue at the
same rate and in close connection with the
reduction in muscle mass, number and size
of muscle fibers. While oxidative activity appears unaffected by biochemical changes,
anaerobic activity is diminished, which declines with the reduction in the number of
fast-twitch muscles.
Numerous studies have described a loss in
muscle mass independent of muscle group
Vol. 63 - N. 3
MANNO
Non è difficile immaginare che la forza decada
in modo direttamente proporzionale con la massa
muscolare. Misurazioni accurate della sezione trasversa del muscolo hanno individuato una diminuzione del 25-35% fra giovani ed anziani 26, 27.
Lo studio mediante TAC descrive la modificazione drastica della composizione corporea che, oltre
alla diminuzione della sezione trasversa, mostra
un incremento della massa non muscolare (grasso
e tessuto connettivo) che varia dal 27% delle braccia all’81% dei flessori plantari, mettendo così in
evidenza la limitata informazione che in soggetti
di età avanzata danno le misure antropometriche
tradizionali. Gallagher et al.28, 29 hanno evidenziato come la sarcopenia, che affligge maggiormente i
maschi rispetto alle donne, non è direttamente collegata al peso corporeo, infatti spesso il peso corporeo costante maschera una sarcopenia attiva e progressiva, proprio perché parte del tessuto muscolare
è sostituito da massa grassa o da altri tessuti non
muscolari, tanto che Alley et al.30 propongono una
rivisitazione di tali parametri nel collegare il peso
corporeo e la salute nelle persone anziane.
Un elemento importante citato da Doherty 12
nell’analisi delle capacità di forza nell’anziano è
collegato al livello di forza in rapporto alla sezione
trasversa ed è definito qualità muscolare, tale indice
infatti è relativamente stabile nelle diverse popolazione come già evidenziato da Ikai e Fukunaga 31,
ma già nelle popolazioni sportive assume caratteristiche diverse 32. Nell’anziano una diminuzione può
esser dovuta a diversi fattori quali l’effetto del dolore,
una diminuzione di efficienza dei comandi centrali, una modificazione della composizione muscolare, una perdita di innervazione etc.
I risultati disponibili sono variabili, per esempio
Young 33 non trovò differenze fra donne ottantenni e giovani, mentre altri lavori lo indicarono nei
maschi 34.
Modificazioni dei diversi tipi di
forza nel corso della vita
Forza e forza dinamica sembrano decadere con
lo stesso ritmo e in forma molto collegata con la diminuzione della massa muscolare, con il numero
delle fibre e la diminuzione della dimensione delle
singole fibre.
Al tempo stesso le modificazioni biochimiche evidenziano un mantenimento delle attività ossidative
ed una diminuzione delle attività anaerobiche. Ciò
va di pari passo con la precedentemente descritta
diminuzione delle fibre rapide.
Molti autori descrivono una perdita di massa muscolare indipendentemente dalla sua localizzazione
313
MANNO
and function. According to Young and Skelton,33 there is a 77% decrease in muscle crosssectional area in 70-year-old women with respect to 20-year-old women, accompanied by
an increase in intramuscular fat. There is a
gradual loss in muscle mass and in all fibers.
According to Grimby and Saltin,35 while some
dimensions appear substantially unchanged,
fiber loss is more pronounced in fast-twitch
fibers, with a 60% decrease in 80-year-olds
with respect to younger subjects. Muscle protein quantity also changes, with a reduction
in the heavy chain component and in ATPase
activity.36, 37
This process appears to differ in different
muscle groups; for example, it is more pronounced in the lower limbs (lateral vastus)
than in the upper limbs (biceps), resulting in
a more rapid loss of strength in the lower
than in the upper limbs.38 According to other studies, muscle fiber size appears stable;
the cross-sectional area reflects the decrease
in the number of fibers,21 accompanied by a
parallel decrease in functioning motor units.
With increasing age, motor unit recruitment is less efficient, which may in part be
explained by lower levels of physical activity. Experiments with voluntary activation and
electrostimulation 39 found no difference in
strength per unit of area, indirectly confirming also in this case that changes in strength
are linked to the loss or atrophy of white fibers.
Mortinani and De Vries 40 found that 8
weeks of strength training did not produce
muscle hypertrophy but did lead to electromyographic changes; therefore, increases in
strength may be attributable to neuromuscular adaptation, at least in the first weeks of
training.
Effect of resistance training
on hypertrophy
Various different elements concur in the
loss of muscle strength and mass; besides
concomitant causes, many others can contribute as well. Flecks and Kraemer 37 listed the
following causes:
— Age-related musculoskeletal changes
— Coexisting chronic illnesses
— Use of medications for treating concurrent disorders
— Reduced hormonal secretion
314
e funzione; secondo Young e Skelton 33, nelle donne
di 70 anni si ha circa il 77% di area trasversa rispetto
alle donne di 20 anni, a ciò si accompagna un aumento di grasso intramuscolare. La perdita di massa muscolare è graduale per tutte le fibre, secondo
Grimby e Saltin 35 alcune dimensioni sono tendenzialmente costanti, per cui la perdita di fibre appare
più pronunciata, in particolare per le fibre veloci che
diminuiscono fino al 60% negli ottantenni rispetto a
soggetti giovani. Anche la qualità delle proteine si modifica diminuendo la componente a catena pesante
insieme ad una riduzione della miosina ATPasi 36, 37.
Tale processo appare inoltre differenziato nei diversi muscoli; ad esempio negli arti inferiori (vasto
laterale) appare più pronunciato che negli arti superiori (bicipite) e ciò accompagna una conseguente
più rapida perdita di forza negli arti inferiori che
negli arti superiori 38. Secondo altri la dimensione
delle fibre appare stabile, la diminuzione della superficie trasversa riflette la diminuzione del numero
delle fibre 21 accompagnata da una pari diminuzione di unità motorie funzionanti.
Con l’età aumentano i problemi di reclutamento
delle unità motorie, anche se ciò può in parte essere spiegato dalla inattività, alcune prove svolte con
attivazione volontaria ed elettrostimolazione 39 non
evidenziarono differenze della forza per unità di
superficie confermando indirettamente, anche in
questo caso, che le modificazioni di forza sono legate alla perdita o atrofia delle fibre bianche.
Moritani De Vries 40, trovarono che in 8 settimane
di allenamento non si sviluppò ipertrofia ma importanti modificazioni elettromiografiche; quindi che i
progressi di forza sono, almeno nelle prime settimane, da attribuire agli adattamenti neuromuscolari.
Effetti dell’allenamento con i sovraccarichi
sull’ipertrofia in soggetti di età avanzata
Valutando i diversi elementi che concorrono alla
perdita della forza e della massa muscolare, ma, tenendo conto anche di altre concause i fattori a cui
si può attribuire la perdita di forza sono comunque
molteplici. Flecks e Kraemer 37 elencano le seguenti
cause che sembrano globalmente esaustive:
— Cambiamenti muscolo-scheletrici dovuti
all’età
— Accumulo di malattie croniche
— Farmaci necessari al trattamento delle malattie
— Modificazioni del sistema nervoso
— Riduzione della secrezione ormonale
— Sottonutrizione (tendenza )
— Atrofia da disuso (marcata sedentarietà)
Contro la perdita di massa muscolare nei due
Settembre 2010
— Malnutrition (tendency)
— Disuse atrophy (marked sedentariness)
The most important way to counteract muscle loss in both men and women is resistanceinduced hypertrophy and, in general, strength
exercises. Despite widely held beliefs to the
contrary, trained older persons can achieve
noteworthy results: Flecks and Kraemer 37
cite among other feats of strength, the amazing record of a 65-year-old who lifted 205 kg
from squat position and 159 kg from bench
position.
The positive effects of training have been
demonstrated in various areas of performance. In a study involving 74-year-old men,
single muscle fiber diameter had increased by
20%, myosin composition by 13% and fiber
contractile velocity and power in both white
and red muscle fibers had improved after 9
weeks of training;41 muscle fiber hypertrophy
was observed to increase from 10 to 62% with
training 2 or 3 times a week between 9 and 52
weeks;42 significant muscle fiber adaptation
was noted in both young and older men.43
Since the level of hypertrophy is related to the
number of muscle fibers, the loss of fibers and
motor units is another cause of more moderate hypertrophy in the elderly.44
The ability to rapidly recruit strength is
linked to power which, besides being a component of strength performance, constitutes a
protective mechanism. During rapid acceleration, the capacity of fast muscular contraction
is an important element in preventing falling,
a common event in the elderly that results in
chronic impairment.
Moreover, in the elderly, explosive force
and power are linked to the ability, efficacy
and velocity of carrying out everyday activities such as walking, climbing stairs, and lifting objects.45 The loss of power and rapid
recruitment of strength is even more pronounced with the loss of maximal strength: in
the 65-to-84-year age group, the annual falling
rate is 3.5%, the loss of anaerobic power (Watt
per kg of body weight) declines at about 1%
per year and at age 70 years is about 50% that
of a 20-year-old. 46
In their study on aging and the mechanical
behavior of leg extensor muscles involving
78 subjects (age range, 18-73 years), Bosco
and Komi 47 noted an age-related decrease in
rebound after falling from different heights.
As the ability to rebound is a component of
flexibility and power, the study results con-
Vol. 63 - N. 3
MANNO
sessi il meccanismo più importante per bilanciare
tale tendenza è la ipertrofia indotta in particolare
dagli esercizi con sovraccarichi ed in generale con
gli esercizi per lo sviluppo della forza. Nonostante
i luoghi comuni, anziani allenati possono ottenere risultati rilevanti; addirittura scorrendo i record
stabiliti in età anziana Flecks e Kraemer 37 cita il
record di un 65enne capace di sollevare 204 kg di
squat e 159 di distensione su panca.
Gli effetti positivi dell’attività di condizionamento sono provati su diversi aspetti della capacità di prestazione, in particolare in uomini di 74
anni, con nove settimane di allenamento, si notò
un incremento del diametro del 20% sulla singola
fibra, la composizione delle miosine aumentò del
13%, anche la velocità di contrazione e la potenza sia nelle fibre bianche che rosse evidenziarono
rilevanti progressi 41 l’ipertrofia delle fibre muscolare aumentò dal 10 al 62% con allenamenti di
2 o 3 volte a settimana per 9 fino a 52 settimane
di allenamento 2, 42, un adattamento significativo
delle fibre è stato dimostrato simultaneamente in
giovani e anziani 43. Comunque il livello di ipertrofia è collegato al numero di fibre e quindi un’
altra causa della più modesta ipertrofia negli anziani è logico identificarla nella perdita di fibre ed
unità motorie 44.
La capacità di reclutare rapidamente forza,
è collegata alla potenza che, oltre che essere una
componente della prestazione di forza, costituisce
un meccanismo protettivo, infatti quando si hanno
brusche accelerazioni, una capacità di contrazione muscolare repentina costituisce un importante
elemento di prevenzione per evitare cadute che nelle
età più avanzate sono frequenti nel produrre traumi di difficile recupero e rappresentano un pericolo
molto rilevante.
Inoltre la forza esplosiva e la potenza nell’anziano è collegata con l’abilità, l’efficacia e la velocità dei movimenti di ogni giorno quali il camminare, salire le scale, sollevare oggetti 45. Purtroppo
la perdita di potenza e di reclutamento rapido
della forza è ancora più accentuato della perdita
della forza massima tanto che dai 65 agli 84 anni
ha un tasso di caduta annuo del 3,5%, la perdita di potenza anaerobica, in watt per chilogrammo di peso corporeo, decade al ritmo di circa 1%
all’anno e a 70 anni è circa il 50% di un giovane
di 20 anni 46.
Bosco e Komi 47 in uno studio sull’evoluzione
dell’elasticità muscolare, studiando 78 soggetti
compresi tra i 18 e i 73 anni di età, con caduterimbalzo da diversa altezza, notarono una diminuzione dell’altezza di salto (rimbalzo) dovuta
all’età. Essendo il rimbalzo un elemento oltre che
di elasticità anche di potenza si conferma una
315
MANNO
firmed an important age-related decrease in
rebound, with a loss of over 50% between
the ages of 20 and 45 years, with an increase
observed for the men but a further decrease
for the women after age 45 years; however,
no generalizations can be made owing to the
small sample size.
Effetti della reazione ormonale negli
stimoli di forza dovuti all’età
Effect of hormonal response
to resistance exercise
Acute hormonal response has been studied
in relation to its role in regulating trophism.
During resistance exercise to increase muscle
strength, blood and salivary concentrations of
anabolizing hormones increase, specifically,
testosterone, cortisol, growth hormone (GH)
and insulin-like growth factor 1 (IGF-1). The
marked increase in production observed after
heavy resistance exercise is fairly proportional
to the quantity of activated muscles, exercise
intensity (85-95%), volume (repetitions and series), and duration of rest periods (especially if
short). Given the anabolizing function of these
hormones, their acute production has been associated with the activation of trophic processes and studied in different age groups of men
and women.37
During rest intervals between resistance exercise series, hormonal response, particularly
testosterone and GH, was found to change
with increasing subject age: highest in 30-yearolds, lower in 50-year-olds, and nearly absent
in 70-year-olds.48 With advancing age, resting
hormone concentrations were also noted to decrease: in 50-year olds hormonal response was
similar to that of 30-year-olds, but started from
lower resting concentrations.
Short-term response is more pronounced in
younger than in older subjects who showed a
long-term adaptation with a reduction in cortisol.49 Compared to men, the short-term response
of testosterone and GH in women was lower,
suggesting a more moderate trophic response
in women than in men;43 in older women (64
year-old), no change in resting levels of testosterone, cortisol, GH or IGF-1 were observed.
These observations argue against the idea
that strength training can raise testosterone
levels to those of young adults. In women the
level of trophic growth appears to be linked
to resting testosterone levels, suggesting that
it plays a role in muscle hypertrophy also in
women.50
316
diminuzione importante legata all’età con una
perdita di oltre il 50% dai 20 anni ai 45 anni,
con una ripresa nei maschi ed una ulteriore
perdita nelle donne dopo i 45 anni, però data
l’esiguità del campione la generalizzazione deve
essere prudente.
La risposta ormonale acuta è da qualche tempo studiata come un elemento di regolazione del
trofismo; durante il lavoro con sovraccarichi per
lo sviluppo della forza si registra una concentrazione ematica e salivare di ormoni anabolizzanti,
in particolare testosterone, cortisolo, GH, IGF etc,
ed è stato osservata una notevole produzione dopo
un impegno con sovraccarichi elevati in modo
tendenzialmente proporzionale alla quantità di
muscoli attivati, alla intensità dell’esercizio (8595%), al volume dell’esercizio (ripetizioni e serie),
alla durata dell’intervallo (specie se breve). Visto
il ruolo anabolizzante di questi ormoni si è collegata la produzione immediata e con l’attivazione
dei processi trofici e di conseguenza è stata indagata anche in soggetti di diversa età di sesso maschile e femminile 37.
Dopo un esercizio con sovraccarichi, nelle fasi
di riposo, tale reazione ormonale in particolare
per testosterone e GH, si modifica peggiorando con
l’età, tanto da essere forte nel trentenne, presente
ma inferiore nel cinquantenne ma, quasi assente
nel settantenne 48. Con l’età diminuisce anche la
concentrazione basale tanto che nei cinquantenni
fu notato una buon adattamento ormonale, come
descritto, simile al trentenne, ma partendo da un
livello basale più basso.
La risposta a breve termine è apparsa molto più
forte nei giovani rispetto agli anziani che però manifestarono un adattamento a più lungo termine con
un riduzione del cortisolo 49, nelle donne, rispetto
ai maschi, la reazione ormonale a breve termine
riguardante testosterone e GH, fu nettamente inferiore rispetto agli uomini facendo pensare ad una
più modesta risposta trofica delle femmine rispetto
ai maschi 43, nelle donne anziane (64 anni) non fu
notato nessuna modificazione del livello basale di
testosterone, cortisolo, GH, IGFI.
Comunque non è sostenibile che con il lavoro di
forza si possa riportare il livello di testosterone ai livelli dell’età di giovani adulti. Nelle donne il livello
di crescita del trofismo è apparso collegato al livello
basale di testosterone deponendo, anche nelle donne, per un suo un ruolo trofico 50.
Settembre 2010
MANNO
Effect of strength training on body
structures and systems (bones,
tendons, vascular system)
Effetti dell’allenamento della forza
sugli apparati e sistemi (ossa,
tendini, apparato vascolare)
In untrained subjects newly taking up physical activity, exercise produces delayed onset
muscular soreness (DOM).51 Muscular soreness
is caused by the catabolic effect of exerciseinduced microtrauma. From the data on similar
additive phenomena, it can be postulated that
with advancing age rest periods after workouts
will be longer as will adaptation. It is unclear
whether satellite muscle cells, responsible for
normal hypertrophy and hypertrophy following immobilization, decrease with advancing
age. What is clear is that their proliferation rate
slows with aging, with delayed and less efficacious activation of tissue specialization. IGF1 plays a critical role in tissue specialization
of skeletal muscle and is produced in higher
quantities in acute conditions. But this reaction is diminished in the elderly.52 Studies on
exercise-induced muscle damage in men and
women have observed no age- or gender-related differences.53 In older women, resistance
training was found to afford a protective effect
against microtrauma, which was also observed
after eccentric exercises which are thought to
electively induce DOMS. This observation holds
particular relevance, also in practical terms, for
prevention, although muscle protein synthesis
appears to be slower in relation to age.54 It has
also been shown that resistance training has a
positive effect on bone density, both preventing and delaying the effects of osteoporosis.
In their study on resistance training, Nelsen
et al.55 reported beneficial effects on femur
and spinal bone density, although the effects
were modest in studies of 24 weeks duration.
As noted by Humphrey et al.,56 Nelson’s study
yielded better results in the comparison of 6
vs. 12 months of exercise, the same period in
which more significant effects were observed
in the women. From these observations one
can conclude that at least 1 year is needed to
obtain improved bone density and that greater
exercise intensity, i.e., higher workloads, are
more effective for stimulating osteogenesis.
The minimum duration of an exercise program
to demonstrate good results in delaying the effects of osteoporosis was confirmed in a study
employing whole body vibration (WBV) with
specific platforms. Rubin et al.57 found that 6
months of WBV produced relevant effects on
bone density; however, the effects disappeared
È da tempo noto che l’attività fisica produce nei
soggetti non allenati fastidiosi dolori muscolari
(Delayed Onset Muscular Soreness, DOMS) 51. Tali
dolenzie si collegano con l’effetto catabolico immediato dell’esercizio e con la conseguente necessità
di recupero dal carico fisico dal momento che sono
provocati da microtraumi e al tempo stesso, visti i
dati sui fenomeni adattativi simili, si potrebbe pensare che con l’avanzare dell’età tale recupero sia più
lungo con un conseguente adattamento più lento.
Infatti se ancora non è chiaro se le cellule muscolari
satelliti, che sono alla base dell’ipertrofia normale e
dopo ipotrofia da immobilizzazione, diminuiscano
con l’età è invece acclarato un loro invecchiamento
che diminuisce la loro proliferazione ritardando e
attivando con minore efficacia la specializzazione
tissutale. Un ruolo attivante appaiono giocare le IGF
1 che si producono in quantità elevate in condizioni acute, tale reazione è nettamente inferiore negli
anziani 52. Ciò nonostante studi specifici sui danni
muscolari nei maschi e nelle femmine non allenate
hanno mostrato che non vi è una differenze dovuta
all’età sia nei maschi nelle femmine 53. Nelle donne mature si è dimostrata, rispetto ai microtraumi
muscolari prima descritti, una capacità protettiva
dell’allenamento con i sovraccarichi, efficace anche
in caso di un allenamento eccentrico che è considerato un allenamento che provoca elettivamente
DOMS; ciò riveste una certa importanza, anche
pratica, per la prevenzione anche se la sintesi proteica appare rallentata in funzione dell’età 54. È
stato anche dimostrato come l’uso di sovraccarichi
abbia un effetto positivo sulla densità ossea, sia prevenendo che ritardando gli effetti dell’osteoporosi,
Nelson et al.55, infatti, studiando gli effetti del lavoro
con i sovraccarichi notò benefici effetti sulla densità
ossea del femore e della colonna, anche se in studi
di durata di 24 settimane gli effetti furono modesti, come rilevato da Humphrey et al.56; lo studio di
Nelson 55 dette migliori risultati nel confrontare ai
6 mesi un anno di applicazioni, lo stesso periodo di
tempo diede effetti più significativi nelle donne, da
tali studi si può dedurre che un periodo di tempo
lungo ,un anno almeno, è necessario per ottenete
buoni risultati sulla densità ossea, così come una
maggiore intensità di lavoro, cioè carichi più elevati
sono più efficaci per stimolare l’osteogenesi. La durata minima per ottenere buoni risultati nell’osteoporosi è stata confermata anche nelle applicazioni
delle vibrazioni o Whole Body Vibration (WBV) con
specifiche pedane, Rubin et al.57 trovarono che sei
mesi di stimolazione provocavano effetti rilevanti
Vol. 63 - N. 3
317
MANNO
relatively quickly and were slightly longer than
the time for adaptation, whereas a 12-month
intervention produced much more stable adaptation.
Muscle adaptation following resistance training in advanced age also involves the internal structure of muscle architecture, modifying
both the number of serial sarcomeres and the
angle of pennation. For example, Reeves et
al.58 found an increase of 9% in muscle fascia
and of 30% of the angle of pennation, which
leads to an increase in serial and parallel sarcomeres.
Although difficult to demonstrate, tendons,
too, undergo adaptation not manifested by
hypertrophy but by stiffness instead. In another study, Reeves et al.59 showed that the patellar tendon increases by 69%, suggesting a
change in its composition, as demonstrated in
animal studies in which the structural properties of tendons are modified. Increased tendon
stiffness permits better transmission of forces,
with a gain in efficiency, speed, and resistance,
along with modifications in tendon mechanical
properties that can reduce the risk of damage
to tendon structures. Kubo et al.60 confirmed
that tendons adapt slower than muscles, which
suggests adopting a more gradual increase in
the intensity of resistance exercises involving
these structures than muscles, since muscle
adaptation follows tendon adaptation (heterochronism). In general, low-intensity physical activity reduces the tendency of the blood
vessels to harden with age and thus improves
arterial compliance. The use of heavy- and medium intensity resistance training can augment
or have no effect on arterial stiffness,61 though
such training does not preclude concomitant
aerobic exercise to enhance these effects, i.e.,
when endurance and resistance training are
combined, the latter does not diminish adaptation to endurance training (arterial compliance)
but rather maintains it by preventing stiffness
which would otherwise result if this were the
only form of training.62
The role of diet in maintaining
muscle mass and strength
With advancing age, physical activity tends
to decline, accompanied by overeating or more
often undereating, leading to the accumulation
of fatty mass and the risk of decreases in lean
mass and changes in the resting metabolism
318
sulla densità ossea ma tali effetti avevano una regressione relativamente rapida, leggermente più
lunga del tempo di produzione degli adattamenti
mentre un intervento di 12 mesi rendeva molto più
stabile gli adattamenti.
Gli adattamenti muscolari seguenti l’allenamento con i sovraccarichi nell’età avanzata coinvolgono anche la struttura interna dell’architettura muscolare, modificando sia il numero di sarcomeri in
serie che l’angolo di pennazione, ad esempio Reeves
et al.58 trovò un aumento del 9% dei fasci muscolari e del 30% dell’angolo di pennazione, cosa che
comporta una aumento dei sarcomeri in serie ed
in parallelo.
Nonostante le difficoltà ad evidenziarli, anche i
tendini subiscono adattamenti, non evidenziano
ipertrofia ma modificazione della stiffness (durezza), negli studi dello stesso Reeves 59 nel tendine patellare aumenta del 69%, facendo pensare ad una
modificazione della composizione come dimostrato
anche nell’animale dove si modificano le proprietà
della strutture che compongono il tendine. L’aumento della stiffness permette una più efficiente trasmissione delle forze con guadagno in efficienza, velocità e resistenza e modificazioni tali da produrre una
riduzione dei danni al sistema tendineo. Kubo et
al.60 hanno confermato un adattamento molto più
lento delle strutture tendinee rispetto alla strutture
muscolari, cosa che consiglia una gradualità nel
caricare con esercizi quest’ultime, meno progressivo
del carico per i muscoli che devono quindi attendere l’adattamento tendineo (eterocronismo). L’attività fisica in generale di bassa intensità riduce la
tendenza dell’età all’indurimento vascolare migliorando la compliance, cioè la estensibilità vascolare,
l’uso di sovraccarichi di elevata e di media intensità aumenta o non modifica la stiffness arteriosa 61,
anche se tali allenamenti non impediscono ad un
concomitante lavoro di tipo aerobico di produrre gli
effetti specifici prima descritti, cioè associando l’allenamento di endurance a quello con i sovraccarichi quest’ultimi non fanno regredire gli adattamenti dell’endurance, cioè la compliance vascolare, ma
la mantengono evitando la stiffness che provocherebbero se fossero la sola forma di allenamento 62.
Ruolo della nutrizione nel mantenimento
dei livelli muscolari e di forza
Spesso con l’avanzare dell’età si ha una combinazione di abitudini quale una minore attività
fisica, nutrizione ridondante o molto ridotta (più
di frequente) con conseguente accumulo di massa grassa ed il rischio di diminuzione della massa
magra con modifica in negativo del metabolismo
Settembre 2010
rate (RMR) or basal metabolic rate. In fact, the
greater the muscle mass, the higher the RMR.63
A regular program of 24 months of strength
training with weights can increase the RMR by
9%, which has been shown to be highly efficacious in women.64 Sometimes, one of the
factors inhibiting the recovery of muscle mass
can be insufficient dietary intake. Specific studies have shown a more marked increase in
muscle mass between one group that received
adequate dietary supplementation versus the
group that did not.65 In addition, protein intake
immediately after workouts was found to be
effective, probably because of the concomitant
hormonal activation that occurs shortly after
exercise.66
Exercise training programs in
adults and the elderly
Strength training in adults and the elderly employs conventional strength training methods for
fitness and sports.67, 68 Modifications and variations are generally reduced but extremely important nonetheless. In addition to personalization of exercise, account also needs to be taken
of the person’s age, physical condition, existing
abilities and medical fitness, medical and clinical history and prior training experience.
Strength training should be integrated with
other activities to promote balance, resistance
and flexibility. The critical point is the starting
level, the most important reason for this being that medical, biological and psychological
events may occur that can largely determine the
continuity with which the individual will engage in physical activity: consistency is fundamental for any type of training to produce the
beneficial effects desired.
Later, if the person has been accompanied
through the initial phase with due patience and
caution, more intense exercise levels, as described by Fiatrone, 3 can be gradually introduced. Intensity levels ≥80%, if correctly developed, should not cause particular problems but
instead will be essential for stimulating adaptation, which will concur with many other factors
in enhancing efficiency, as well as prevention
and therapy.3
Briefly, the design of a strength training program for the elderly requires: a selection of up
to 6 different exercises per workout session,
preceded by gradual warm-up and followed by
cool-down. Other important aspects are:
Vol. 63 - N. 3
MANNO
basale (MB), è noto infatti che maggiore è la massa muscolare, maggiore è il metabolismo basale 63,
una pratica di 24 mesi di lavoro con sovraccarichi
può portare ad un incremento del 9% del MB, cosa
che è molto efficace nelle donne 64. A volte uno dei
fattori limitanti il recupero della massa muscolare
può essere l’insufficiente introito di nutrienti, studi specifici dicono che un gruppo supplementato
adeguatamente ebbe un incremento muscolare
molto più marcato del gruppo non supplementato
65, inoltre una efficacia specifica appare avere la
introduzione di proteine immediatamente dopo
la seduta di lavoro, probabilmente a causa della
concomitante attivazione ormonale che avviene
immediatamente dopo l’esercizio 66.
Programmi di allenamento per
persone adulte e anziani
L’allenamento della forza negli adulti e anziani ricorre ai tradizionali metodi dell’allenamento
della forza impiegata nella fitness e nello sport 67,
68, le modifiche e le variazioni, in termini generali, sono ridotte, però estremamente importanti,
infatti oltre ad una individualizzazione marcata bisogna tenere conto dell’età e delle condizioni
individuali, delle abilità già possedute oltre che,
in modo pregiudiziale, di una idoneità medica
e tenere presente la storia in particolare medicoclinica e di allenamento di ogni singolo individuo
(Anamnesi).
L’allenamento della forza deve essere integrata
da allenamento di altre componenti, come l’allenamento dell’equilibrio, della resistenza, della
flessibilità.
Il punto critico è il livello di partenza, per molte
ragioni, fra le più importanti è che la fase iniziale
è quella di maggior rischio sia sul piano medico
biologico che psicologico e sarà determinante per
la continuità con cui il soggetto svolgerà l’attività
fisica in seguito, che è in realtà il vero presupposto
affinché l’allenamento di qualunque genere dipani gli effetti benefici propri.
In seguito, se la fase di inizio sarà svolta in
modo adeguato con pazienza e prudenza, anche
i livelli più intensi saranno accessibili e, come già
descritto prima da Fiatarone 2, le intensità uguali o superiori all’80%, se ben sviluppate, non solo
non causeranno particolari problemi, ma saranno importanti, anzi indispensabili, per provocare gli adattamenti che intervengono su molti dei
fattori che influenzano l’efficienza, comprese la
caratteristiche preventive e terapeutiche 2.
In estrema sintesi, la costruzione di un programma della forza per soggetti anziani richiede:
319
MANNO
— Exercise selection
Exercises should be selected that are accessible to the person; in some cases, free weights
cannot be used initially, unless incorporated in
very simple exercises; an alternative is machines
with an ergonomic design that allows immediate access, even for those unfamiliar with their
use or with a reduced Valsalva maneuver;69 in
other cases, free weights may be gradually introduced (counterweights and handlebars) to
train balance. Over time, exercises that stimulate maximal muscle mass during each workout
should be introduced.
— Exercise sequence
Exercises involving several muscles should
start the workout session; more intense, complex or new exercises have their place at the
start of the session. Adequate sequence planning time early on is key to progress, as is consultation with and supervision by experts to ensure prevention and safety.
— Workloads
Workload can be set either by formal testing
or more simply by empirical determination of
the best workload to aim for.
— Speed of execution
Weightlifting relies on effort and the power
of the exercise. Speed should be gradually increased with guided assistance, even in slow
movements, at the beginning, then progressing
to more vigorous and faster movement. Slow
execution may help to prepare for reaching
maximum speed.
— Number of series
Each exercise is divided into sets of repetitions (a series) executed a certain number of
times, which are then repeated, with 1 or up
to 4 series at the beginning; the number of series depends on the total amount of exercise to
be completed and the training objectives, e.g.,
longer series will produce greater hypertrophy
but also more fatigue.
— Number of series and workload
An exercise may be carried out with few or
many repetitions, depending on the training objectives; the number of repetitions should be set
according to the workload because this determines the intensity that a specific workload will
have for the individual; this relationship can be
expressed as percent of 1 repetition maximum
(1RM), i.e., the maximum weight that can be
lifted once. The higher the intensity, the lower
the number of repetitions. Maximum intensity
can be estimated in other ways, starting from
submaximal trials. Individuals in advanced age
320
la scelta di fino 6 esercizi per seduta, preceduti da
un graduale riscaldamento e seguiti dal defaticamento, il resto è fondato sul rispetto delle seguenti
tappe:
— Scelta dell’esercizio
Bisogna scegliere l’esercizio accessibile al soggetto, spesso in alcuni casi non sarà possibile
all’inizio usare pesi liberi, se non in esercizi fortemente semplificati, si potranno scegliere delle macchine che hanno un impianto ergonomico che permette un immediato, o quasi, accesso anche agli
inesperti ed una ridotta stimolazione della manovra di Valsalva 69, in altri sarà progressivamente
possibile usare pesi liberi (bilancieri e manubri),
per allenare anche l’equilibrio. Col tempo bisognerà attivare esercizi che stimolano più massa muscolare possibile per singolo esercizio.
— Ordine degli esercizi
Gli esercizi che impegnano più muscoli devono
precedere gli altri, così come vanno eseguiti prima
esercizi a più alta intensità, esercizi complessi o
da apprendere. A tale compito, all’inizio, va dedicato molto tempo sfruttando al meglio la supervisione di esperti che è un elemento di prevenzione
e sicurezza.
— Carico da utilizzare
E un elemento delicato che può essere scelto
mediante test o più semplicemente con l’avvicinamento graduale al carico di più efficace impegno.
— Velocità di esecuzione
L’esecuzione del sollevamento determina l’impegno e la potenza dell’esercizio, l’incremento della
velocità deve essere graduale, all’inizio va privilegiato l’esecuzione controllata anche se lenta, poi
va integrata con esecuzioni più vigorose e veloci.
L’esecuzione lenta può concorrere ad aiutare il
recupero delle fasi più traumatiche come quelle a
massima velocità.
— Numero delle serie
Ogni esercizio è organizzato in gruppi di ripetizioni (serie), può essere ripetuto un certo numero
di volte, per più volte, all’inizio anche una sola
fino a 3 o 4 serie, il numero delle serie va deciso
tenendo conto dell’attività fisica complessiva svolta
dal soggetto e dall’obiettivo da raggiungere, ad es.
un numero di serie elevato garantisce una maggiore ipertrofia, ma accumula fatica.
— Numero delle ripetizioni ed entità del carico
L’esercizio può essere ripetuto poche o numerose
volte a seconda degli obiettivi, il numero delle ripetizioni va scelto insieme all’entità del carico perché essa costituisce l’intensità che quel carico comporta per il singolo soggetto, si può esprimere in %
del 1RM, cioè del massimo carico che il soggetto è
in grado di sollevare una sola volta. Maggiore è
l’intensità, minore è il numero di ripetizioni. La
Settembre 2010
and with a highly sedentary lifestyle can start
with 1 series, then progress to 2 series when
they have acquired sufficient resistance to fatigue, and then eventually to 3 series. The Borg
intensity scale can be used to assess intensity,
as it has proven reliable in determining effort
across various populations (athletes, children,
the sick, etc.).
— Rest intervals between series and exercises
Rest intervals between series and exercises
are necessary to allow time for restoring energy; interval duration may last between 1 and
3 minutes, depending on the individual’s needs;
duration of rest intervals may also be shortened
to increase fatigue; shorter rest intervals may be
indicated for exercises with low workloads and
numerous repetitions to increase muscle resistance, or with workloads >60-70% up to 80% to
stimulate hypertrophy and produce a beneficial
effect on resistance in general. Between each
exercise (including repetitions) there should be
a 4-5 minute interval for cool-down or stretching.
— Weekly frequency
Up to 3 weekly sessions or 2 sessions are
sufficient if other types of physical activity are
engaged in, for example, by women in resistance training.
The starting point is a functional assessment
that will permit a basic evaluation of the general level of efficiency, followed by a structured
assessment plan that will accompany the individual during the training program and perhaps
even become part of his or her lifestyle.
The notion that muscle adaptation to work is
still possible and relevant should not hide the
fact that adaptation proceeds more gradually
with advancing age and faster in tandem with
major drops in strength, as described above.
For a variety of reasons, but more likely due
to lower hormonal response, before starting a
training program, especially with individuals requiring structured training, exercises should be
gradually introduced that lead carefully to conventional training methods. This initial period,
which is also recommended in younger persons,
will be prolonged in those of advanced age;
very low workloads or free body exercises that
are progressively increased may be included in
the initial phases. To gain a more global perspective of the effects of workouts, especially in
the elderly, the training program should include
assistance and monitoring of changes in cliniconutritional and behavior parameters. In these
Vol. 63 - N. 3
MANNO
massima intensità può essere stimata con altre
modalità partendo da prove sub massimali. Soggetti molto sedentari, avanti con gli anni, possono
all’inizio limitarsi ad una sola serie, ed aggiungere una serie solo quando si è acquisita una sufficiente resistenza alla fatica, si possono eseguire
fino a tre serie. Per valutare l’intensità può essere
impiegata anche la scala di intensità di Borg che
trova sempre più un pratico impiego nella identificazione dello sforzo in diverse popolazioni ( atleti,
bambini, infermi, etc).
— Intervallo fra le serie e gli esercizi
Una serie di ripetizioni, affinché sia ripetuta
più volte deve essere intervallata da un spazio di
tempo sufficiente a recuperare parte delle energie,
l’intervallo può essere da 1 a tre minuti, se non di
più a seconda delle esigenze, una diminuzione del
tempo di recupero può essere previsto per aumentare la fatica, con carichi bassi e molte ripetizioni
è indicato per migliorare la resistenza muscolare,
oppure con carichi oltre il 60-70% fino all’80% per
stimolare l’ipertrofia, con ricadute positive sulla resistenza generale. Ogni esercizio (con le sue
serie) va distanziato dall’altro da 4-5 minuti di
defaticamento e stretching.
— Frequenza settimanale
La frequenza settimanale non deve superare le
3 volte, meglio due soprattutto se si praticano altre
attività fisiche ad esempio per l’endurance e per le
donne.
È necessario partire da una valutazione funzionale che dia un’idea almeno iniziale del livello
generale di efficienza per poi mettere a punto un
piano di valutazione strutturato che accompagni
il soggetto nella sua prassi di allenamento che possibilmente dovrà far parte del suo stile di vita.
L’ipotesi che l’adattamento muscolare al lavoro
sia ancora possibile e significativo non può nascondere il fatto che avvenga con maggiore lentezza, in modo crescente con l’età e con accelerazioni in fasi parallele alle cadute maggiori della
forza, come prima descritto.
Per le diverse ragioni descritte, probabilmente per la minore reattività ormonale, prima di
iniziare il programma è importante, soprattutto
negli individui che ne hanno bisogno, una graduale introduzione che li porti molto prudentemente alle forme di allenamento tradizionali.
Tale periodo, opportuno anche per i più giovani,
è di maggiore lunghezza nelle età più avanzate,
e può includere, nelle fasi iniziali, carichi bassissimi o a corpo libero, anche se progressivamente
crescenti. Ovviamente per avere una visione più
generale degli effetti del lavoro, soprattutto con
i più anziani sarebbe ottimale un’assistenza e
monitoraggio clinico-nutrizionale e di compor-
321
MANNO
cases, observation of performance on walking,
climbing stairs, getting up from a chair, measurement of muscle trophism, dietary intake and
the collection of subjective impressions of the
mature athlete should be taken into consideration. Clearly, these activities are rarely undertaken in connection with competitions, which
require lengthy and detailed preparation.
The important point is that workloads are
gradually increased in exercises that involve at
least one of the major muscle groups and that
are carried out with smooth, predictable, linear movements, as done on a machine. Specific
flexibility exercises are also gradually added
into the training program.
Rest periods serve to permit the person to
accomplish the tasks without undue stress. Priority should be given to increasing muscle trophism over metabolic stress, with longer rest
periods especially in persons with diabetes. The
number of series varies more in older individuals than in adults, where an average of at least 3
series is rapidly established, with further adjustment of progressively increasing effort. Intensity
levels of over 80% may be tolerated; however,
in some cases, as in women, better results have
been obtained with a 1RM of 50-60% than with
higher levels (70-80%).70 The number of repetitions is generally similar to that in conventional
training, while remembering that elevated effort should be avoided, as should the Valsalva
maneuver in particular, i.e., prolonged apnea
under stress that carries a certain amount of risk
in older persons. This occurs prevalently during the final repetitions of single series where
blood pressure and heart rate are higher. Older
women have been noted to be more prone to
greater muscle damage after prolonged weight
training than younger women.71
Effects of muscle strength on
other motor capacities, walking,
posture control and balance
With advancing age, the loss in muscle efficiency affects all motor capacities, which are
much more interconnected in older persons
than in specialized athletes trained in a specific sport. Loss in muscle efficiency involves
strength, resistance, mobility, and coordination of motor control systems. Loss in muscle
strength appears to weaken feedback response
in reaction to disturbances in postural stability,
thus raising the risk of falling. In fact, a marked
322
tamento. In questo caso l’osservazione del cammino, del salire le scale, del sollevamento dalla
poltrona, delle misure di trofismo muscolare, di
introito alimentare così come la raccolta delle
impressioni soggettive del maturo atleta vanno
tenute in grande evidenza. È chiaro che una simile attività può essere raramente collegata a
competizioni che devono essere precedute da una
lunga ed attenta preparazione. È importante avere una progressione molto graduale dei carichi
negli esercizi fra quelli che attivano (almeno 1)
le masse muscolari principali e che abbiano una
escursione regolare, prevedibile, lineare come è
possibile sulle macchine. È necessario aggiungere
esercizi specifici per la flessibilità.
I recuperi fra le serie devono consentire di svolgere, senza forte stress, il lavoro proposto, per cui
si privilegia il trofismo muscolare al disagio metabolico, soprattutto in soggetti con diabete, con un
recupero più lungo. Il numero delle serie varia più
che negli adulti, dove si tende a stabilizzarsi subito
su almeno 3 serie, ciò per modulare ulteriormente la gradualità e la progressività dell’impegno. Le
intensità tollerabili possono superare l’80%, anche
se in alcuni casi (come nelle donne) con il 50-60%
di 1 R.M. si sono ottenuti risultati migliori rispetto ad intensità superiori (70-80%) 70. Il numero
delle ripetizioni è tendenzialmente simile a quello
classico ma tiene pure conto che bisogna evitare
uno sforzo molto elevato e soprattutto la cosiddetta
manovra di Valsalva, cioè una apnea prolungata
sotto sforzo che può essere considerata di una certa pericolosità. Ciò avviene prevalentemente nelle
ultime ripetizioni delle singole serie dove vi è una
pressione arteriosa e frequenza cardiaca più alta.
Le donne anziane hanno evidenziato una maggiore sensibilità e danni muscolari superiori nel
lavoro con sovraccarichi protratto per un certo
tempo rispetto a donne giovani 71.
Effetti della forza sulle altre capacità
motorie, sulla deambulazione e sul
controllo posturale ed equilibrio
Con l’avanzare dell’età la perdita di efficienza
riguarda tutte la capacità motorie, esse in tali condizioni di età sono molto più collegate fra di loro
che nell’atleta che si è specializzato in una singola
disciplina, tale perdita coinvolge sia la forza che la
resistenza, la mobilità, la coordinazione ed i sistemi di controllo motorio. La perdita di forza sembra
indebolire il feedback di ritorno che risponde insufficientemente ai disturbi della stabilità posturale, al
tempo stesso tali carenze facilitano la caduta, gli
infortunati infatti hanno mostrato una carenza
Settembre 2010
loss of dynamic strength has been observed in
elderly fall victims. Fiatrone et al.2 have shown
that strength training can improve functional
mobility and autonomy in subjects of up to age
96 years. A recent review has confirmed the
link between muscle strength and balance.72
Weight training has been shown to increase
metabolic economy during functional tasks
in older adults.73 Studies on young people in
which weightlifting was combined with resistance training showed an increase in resistance
without increasing VO2,74 which may be attributed to improved locomotor economy. Studies
on older adults showed an increase in walking
endurance with increased muscle strength.75, 76
In conclusion, over the last 10 years the
idea has become widely accepted that strength
training is safe in both healthy older adults and
those whose conditions allow physical activity. Strength training has been shown to obtain
noteworthy improvement in maintaining autonomy and preventing falling, as well as maintaining basic functional tasks such as walking,
climbing stairs and executing movements requiring intense muscle contraction. Necessary
elements for implementing an effective training program with minimal risk to participants
include: regular medical control, optimal administration and professional supervision, the
ability to develop complex training programs,
and the ability to motivate participants who
may have certain expectations about improving their muscle efficiency after experiencing
years of gradual loss in strength. In addition,
the same norms and general principles need to
be strictly followed as those recommended in
younger persons and athletes.
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porta progressi nella mobilità funzionale e autonomia in soggetti fino a 96 anni. Una recente review
ha confermato e collegato in modo documentato la
relazione positiva fra forza ed equilibrio 72.
L’uso dei sovraccarichi incrementa l’economia
metabolica durante compiti ordinari negli anziani
73, alcuni studi in soggetti giovani dove il lavoro con
i sovraccarichi fu aggiunto all’allenamento di endurance, mostrarono un aumento della prestazione
di resistenza senza un incremento del VO2max 74, ciò
può essere attribuito ad un miglioramento della economia della locomozione, studi su soggetti anziani
mostrarono, a fronte di un incremento di forza, un
incremento della resistenza al cammino 75, 76.
In conclusione negli ultimi 10 anni si è chiaramente affermata l’idea che è possibile sviluppare un
allenamento di forza in un modo sicuro in soggetti
anziani non solo sani, ma anche con patologie compatibili, ottenendo notevoli risultati sulle capacità
di autonomia del soggetto, nella prevenzione delle
cadute e nelle abilità di base della vita sociale quali camminare, salire le scale e compiere movimenti
necessari con intensità di contrazione rilevante. Per
realizzare un intervento efficace e privo o che riduca al massimo i rischi è necessario, oltre al controllo
medico, avere una capacità di somministrazione e
supervisione professionale elevata, una capacità di
elaborare programmi di preparazione esperti complessi ed una notevole capacità di motivare i soggetti, sicuramente speciali, ma probabilmente sensibili
ad una nuova crescita di efficienza personale dopo
anni di riduzione. Oltre a ciò è necessario osservare
rigorosamente norme e principi generali, del resto
simili a quelle che sono consigliati per l’allenamento
dei più giovani anche sportivi.
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Corresponding author: R. Manno, Institute of Sports Medicine and Science, Largo Gabrielli,1 00197 Rome, Italy.
E-mail: [email protected]
Vol. 63 - N. 3
325
Physiological area
Area fisiologica
MED SPORT 2010;63:327-42
Motion analysis in sports
monitoring techniques: assessment
protocols and application to racewalking
Monitoraggio del gesto sportivo con tecniche
di motion analysis: protocolli di valutazione
e applicazione alla marcia agonistica
E. PREATONI
1, 2 ,
A. LA TORRE
3,
G. C. SANTAMBROGIO 2, R. RODANO
2
1Department
of Industrial Design, Art, Fashion and Communication (INDACO), Politecnico di Milano,
Milan, Italy
2Department of Bioengineering, Politecnico di Milano, Milan, Italy
3Department of Sports Science, Nutrition and Health, Faculty of Motor Sciences, University of Milan,
Milan, Italy
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to propose guidelines for theproper use of data from motion analysis technologies. The
field of investigation concerned the monitoring of individual characteristics in sports movements. The objective was
to: determine the number of trials needed to attain stability of individual biomechanical parameters and for a robust
description of individual peculiarities; implement a feedback process that could provide coaches and physicians with
user-friendly information that might help them in the training or clinical context. Racewalking was chosen as the
paradigmatic movement for investigation.
Methods. Forty racewalking trials were recorded for each of the 7 (inter)national-rank athletes involved in the study.
An optoelectronic motion-analysis system, a force platform, and the SAFLo biomechanical model were used to
measure the segmental kinematics and kinetics. Indications from expert coaches were used to define and estimate
biomechanical parameters for describing the racewalking technique. The “sequential estimation procedure” was used
to assess the stability of individual parameters.
Results. The minimum number of trials needed to attain stability of individual parameters and a consistent description of individual peculiarities was 15. A set of graphical interfaces was created to visualize the performance-related
biomechanical measures and to present the feedback of user-friendly biomechanical information to the end users
(coaches, athletes, physicians).
Conclusion. This study constitutes a first step toward the application of modern motion-analysis technologies to monitoring an athlete’s individual characteristics. As an interdisciplinary methodological contribution, the study demonstrates the potential use of these instruments in the evaluation of performance-related motor factors in sports (training,
individual skills, athletic condition, motor learning) and in clinical practice (injury prevention, support to medical
intervention, post-injury monitoring).
Key words: Motion - Biomechanics - Racewalking.
RIASSUNTO
Obiettivo. L’obiettivo di questo studio è stato la proposta di protocolli valutativi per il corretto sfruttamento dei dati
ottenibili da dispositivi di analisi del movimento, nell’ambito del monitoraggio individualizzato del gesto sportivo. Si
è cercato di: identificare il numero di prove necessario per la stabilizzazione dei parametri biomeccanici individuali e
per la descrizione robusta delle caratteristiche personali; implementare un processo di restituzione delle informazioni
in un formato accessibile e fruibile da allenatori, per fini di allenamento, e medici, per la valutazione clinica. Come
paradigma esemplificativo si è scelto il gesto della marcia agonistica.
Metodi. Sono state analizzate 40 ripetizioni del movimento per ciascuno dei sette atleti di livello (inter)nazionale
coinvolti. Attraverso un sistema optoelettronico di analisi del movimento, una pedana dinamometrica, e l’uso del mo-
Vol. 63 - N. 3
327
PREATONI
MOTION ANALySIS Of SPORTS MOVEMENT
dello biomeccanico SAFLo, sono state calcolate variabili relative alla cinematica e cinetica dei segmenti corporei. Le
indicazioni fornite da allenatori esperti sono state sfruttate per definire ed estrarre i parametri descrittivi della tecnica
esecutiva del gesto. La “sequential estimation procedure” è stata usata per la valutazione della stabilizzazione dei
parametri individuali.
Risultati. Il numero minimo di ripetizioni necessario per la stabilizzazione dei parametri individuali e per la descrizione
robusta delle peculiarità motorie individuali è pari a 15. Sono state realizzate interfacce grafiche in grado di visualizzare i parametri biomeccanici correlati alla performance, e di trasmettere informazioni biomeccaniche facilmente
leggibili e fruibili dagli utenti finali (allenatori, atleti, medici).
Conclusioni. Quanto proposto è un primo passo, fortemente interdisciplinare, per l’applicazione delle moderne tecnologie di analisi del movimento al monitoraggio delle caratteristiche individuali dell’atleta. Si è dato un contributo
metodologico per favorire l’uso di tali tecnologie nello studio dei fattori motori legati alla performance sia in ambito
tecnico (allenamento, abilità individuali, stato di forma, apprendimento), sia in ambito clinico (prevenzione, supporto
alle scelte terapeutiche, valutazione post-infortunio).
Parole chiave: Movimento - Biomeccanica - Racewalking.
M
ore and more experts in functional assessment, rehabilitation and training are
seeking reliable methods and instruments that
can provide support for monitoring the motor
components of athletic activities, and generate
quantitative results which can integrate clinical examinations, visual observations and field
tests. Clinical assessment, visual observation and
field testing are conventional methods which,
together with competition scores, can help to
understand an athlete’s capabilities, his/her ability to perform an athletic movement, progress
and the effectiveness of training strategies or
rehabilitation procedures. Ease of reading and
incorporation into training programs make these
instruments indispensible for their application in
the field. Generally, the aim of the methods is to
estimate global neuromotor status through the
measurement of an overall result of a movement
(e.g., time over a standard distance, jump height,
etc.) without analyzing or describing how the result was attained. In other words, these methods
can give an indication as to what is achieved but
cannot quantify how it is achieved.
Numerous studies have underscored the importance of characterizing and measuring motor
strategies that generate a final result, because:1-10
1) different individuals can achieve the same
performance with different motor strategies; 2)
the same athlete can attain similar results by
modifying his/her motor scheme.
In this connection, a description of the basic
elements of many sports movements has come
from biomechanical research; however, the focus of the majority of these studies has been on
specific aspects of movement (e.g., analysis of
technical details) or a description of the mean
behavior of a sample population, remaining
halfway between being a scientifically designed
328
G
li esperti nelle metodologie della valutazione
funzionale, della riabilitazione e dell’allenamento sono sempre più alla ricerca di metodi e
strumenti che li supportino nel monitoraggio delle
componenti motorie dell’atleta e integrino, con riscontri quantitativi, le informazioni derivanti da
esami clinici, dall’osservazione visiva e dai test di
campo. Valutazione clinica, indagine visiva e test
di campo sono i mezzi tradizionalmente usati, assieme ai risultati delle competizioni, per comprendere le qualità dell’atleta, la sua abilità nell’eseguire il gesto atletico, i progressi ottenuti e l’efficacia
delle strategie di allenamento o delle procedure
riabilitative. La facilità di lettura e di inserimento
nella programmazione li rendono strumenti indispensabili nella pratica di campo. Generalmente,
essi mirano a risalire alla stima dello stato di forma neuromotorio attraverso la misura di un risultato complessivo del gesto eseguito (ad es., tempi su
distanze standard, altezza di un salto) senza però
analizzare né descrivere la genesi del risultato realizzato. In altre parole, possono dare indicazioni
sul “cosa” si è ottenuto, ma non quantificano il
“come” lo si è ottenuto. La caratterizzazione e la
misura delle strategie motorie che generano il risultato finale appaiono ancora più importanti se
si considera quanto riportato in letteratura 1-10: 1)
individui diversi possono ottenere la stessa performance seguendo strategie motorie differenti; 2) lo
stesso atleta può raggiungere risultati simili modificando sensibilmente il proprio schema motorio.
La ricerca biomeccanica è intervenuta in questo
senso, fornendo, nel corso degli anni, la descrizione degli aspetti fondamentali di molti gesti sportivi.
Tuttavia, la maggioranza di questi studi ha puntato ad analizzare aspetti specifici del movimento
(ad es., l’analisi di dettagli tecnici) o a descrivere il comportamento medio di una popolazione,
rimanendo però spesso a metà strada fra l’essere
un’indagine puramente scientifica, con solide fon-
Settembre 2010
PREATONI
figure 1.—Longitudinal monitoring scheme. The three key elements are: (I) robust description of individual motor
skills; (II) interpretation of quantitative data; (III) transformation of complex biomechanical data into readily comprehensible information for application in the field.
Figura 1. — Schema di monitoraggio longitudinale. Tre elementi chiave possono essere identificati: (I) la descrizione
robusta delle caratteristiche motorie individuali; (II) l’interpretazione dei dati quantitativi; (III) la traduzione di analisi biomeccaniche complesse in informazioni semplici ed applicabili sul campo.
study with strong theoretical underpinnings and
a readily comprehensible guide that can be practically applied to the individual athlete.3, 7, 9, 11
This approach has remained substantially unchanged despite the growing use of advanced
and accurate systems for multifactorial measurement of movement. Therefore, there is a need
to promote the development of a set of guidelines (figure 1) which, through correct definition of experimental protocols and appropriate
data treatment (Point 1), interpretation of the
obtained measures (Point II), and feedback of
appropriate and useful information for the field
(Point III), exploit the potential these modern
technologies afford.
There is a growing need to develop methodologies that enable investigators to capture and effectively monitor an individual’s motor skills and their
changes over time, independently of the variability
that emerges with repetition of the same movement. Many studies 5, 12-16 have revealed changes
inherent to human motion and have suggested the
use of experimental protocols according to which
multiple trials are recorded for the subject and data
synthesis is carried out through proper statistical
indices. The analysis of a single trial, arbitrarily
selected as “majorly representative” of an athlete’s
Vol. 63 - N. 3
damenta teoriche, e il dare indicazioni facilmente
comprensibili per l’applicazione pratica sul singolo
atleta 3, 7, 9, 11. Tale approccio non si è modificato
sostanzialmente negli ultimi anni, nonostante la
diffusione di sofisticati ed accurati sistemi di misura multifattoriale del movimento. Esiste perciò il
bisogno di stimolare il processo di definizione di
un insieme di linee guida (Figura 1) che, attraverso la corretta definizione di protocolli sperimentali
e l’opportuno trattamento dei dati (punto I), l’interpretazione delle misure ottenute (punto II) e la
restituzione di informazioni appropriate e fruibili
sul campo (punto III), permettano di sfruttare le
potenzialità delle moderne tecnologie. In particolare, emerge sempre più la necessità di sviluppare
metodologie che consentano di catturare e monitorare efficacemente le abilità motorie individuali e
la loro evoluzione nel tempo, indipendentemente
dalla variabilità che emerge nel ripetere più volte
lo stesso gesto. Molti studiosi hanno rilevato i cambiamenti intrinsecamente presenti nel movimento
umano e hanno suggerito 5, 12-16 l’uso di protocolli
sperimentali in cui si provveda a registrare molteplici prove per soggetto e a riassumere i dati ottenuti tramite appropriati indici statistici. L’analisi
di una singola prova, arbitrariamente scelta come
“maggiormente rappresentativa” delle caratteri-
329
PREATONI
characteristics, can often lead to erroneous conclusions,14 particularly in the study of individual
motor skills. Motor skills refers to the capability to
obtain a desired result with a high degree of certainty and maximal efficiency” 17 in repeating the
same movement.
With the present study we propose experimental criteria for the monitoring of athletes through
the correct use of currently available motion
analysis technologies. To do this, we applied the
method to racewalking, a movement that presents
particular motor characteristics. Racewalking, as
defined by the International Association of Athletics federations (IAAf) rule, is “a progression of
steps so taken that the walker makes contact with
the ground, so that no visible (to the human eye)
loss of contact occurs. The advancing leg shall be
straightened (i.e., not bent at the knee) from the
moment of first contact with the ground until the
vertical upright position”.18 The athlete must then:
1) always keep one of the two feet in contact with
the ground; 2) keep the knee of that leg straightened, until the vertical upright position. This rule
imposes biomechanical and coordination constraints that make racewalking a highly technical,
apparently stereotyped movement, and thus an
appropriate paradigmatic example for the purposes of this study.
The aims of this study were: 1) to propose and
implement a protocol for monitoring lower limbs kinematics and kinetics of racewalking (Point I in figure
1). The acquired data and measurements were to be
robust as concerns motor variability intrinsic to human
motion. The objective was to determine the number
of trials needed to correctly characterize the individual
features and the most suitable statistics for synthesizing the information; 2) to define, extract, and provide
feedback of information that can aid in assessing the
racewalking technique (Points II and III in figure 1).
This implies: 1) transformation of the visual observation the coach ordinarily performs into biomechanical
measurements that quantify and characterize motor
performance and individual motor skills; 2) definition of appropriate modalities for giving feedback of
this information in a comprehensible form that will
be useful in training practice for personnel not highly
specialized in biomechanics research.
Study population
The study population was seven national and
international class racewalkers (four men and
330
stiche dell’atleta, può spesso portare a conclusioni
erronee 14, in particolare se si vogliono studiare
le abilità motorie individuali. Infatti, si definisce
come “abilità motoria” la “capacità di ottenere il
risultato desiderato con un alto grado di certezza
e la massima efficienza” 17 nel ripetere il medesimo
movimento.
Il presente lavoro mira a proporre dei criteri sperimentali per il monitoraggio degli atleti tramite il
corretto sfruttamento delle tecnologie di analisi del
movimento oggi disponibili. L’esempio applicativo che
è stato utilizzato fa riferimento alla marcia agonistica (RW), gesto selezionato per le sue uniche peculiarità motorie. La RW è definita dalla IAAF come “[…]
a progression of steps so taken that the walker makes
contact with the ground, so that no visible (to the human eye) loss of contact occurs. The advancing leg
shall be straightened (i.e. not bent at the knee) from
the moment of first contact with the ground until the
vertical upright position” 18. L’atleta deve pertanto:
1) mantenere sempre uno dei due piedi a contatto con il terreno; 2) mantenere esteso il ginocchio
dell’arto in appoggio, fino a che la gamba passa
sotto la verticale del tronco. I vincoli imposti da
queste due regole generano delle richieste biomeccaniche e coordinative particolari, che rendono il
gesto altamente tecnico, apparentemente stereotipato, e quindi appropriato come esempio paradigmatico per gli scopi preposti.
Gli obiettivi del lavoro, che si basa sullo studio
di un gruppo di marciatori di livello nazionale e
internazionale, sono due:
1) la proposta e l’implementazione di un protocollo di monitoraggio della cinematica e della
cinetica degli arti inferiori durante la marcia agonistica (punto I dello schema in Figura 1). I dati
acquisiti e le misure ricavate devono essere robusti
a fronte della variabilità motoria che è intrinsecamente presente nel movimento umano. Si vogliono
pertanto definire il numero di prove necessarie per
una corretta caratterizzazione delle peculiarità
individuali e la statistica più idonea per la sintesi
delle informazioni;
2) la definizione, l’estrazione e la restituzione
di informazioni che mirino a valutare la tecnica
esecutiva individuale del gesto della marcia (punti
II e III dello schema in Figura 1). Questo implica:
1) la traduzione del processo di valutazione visiva
che l’allenatore tipicamente esegue in misure biomeccaniche che quantificano e caratterizzano la
performance motoria e le proprietà motorie individuali; 2) la definizione di modalità appropriate
per la restituzione di tali informazioni in formato comprensibile e fruibile nella pratica anche da
personale non altamente specializzato nella ricerca biomeccanica.
Settembre 2010
PREATONI
three women; mean age, 19.7±2.1 years; mean
height 1.75±0.10 m, mean body weight 58.3±8.3
kg). Their seasonal marks in 5- and 10-km races were between 00:19:58.00 and 00:24:04.61
h:min:s and 00:40:56.74 and 00:48:34.43 h:min:s,
respectively. All subjects trained regularly 6 to
12 times a week; none presented with musculoskeletal disorders. All were informed about the
experimental protocol, management of personal
data, and the option to withdraw from the study
at any time. All gave their informed concent to
participate in the study.
Equipment
The experimental set up was composed of an
optoelectronic system with 8 cameras (Elite2002,
BTS, Milan Italy) operating at 100 Hz and a force
platform (AMTI OR6-7-1000, Watertown, MA,
USA) operating at 500 Hz to measure, respectively,
3D body segment kinematics and ground reaction
force (GRf) during the stance phase of the racewalking movement. System accuracy was measured before each experiment with appropriate calibration procedures. A rigid bar with two markers
at a known distance of 600 mm was moved within
the volume of acquisition (approximately 8 x 2 x
4 m). A mean maximal error of 1.0 mm was set as
an index of good calibration.
Data acquisition protocol
Data were acquired according to the SAfLo
protocol 19 (figure 2). SAfLo is a total body protocol that matches experimental needs for practicality and freedom of movement, to reliability
of measures. After a warm-up period of about 20
minutes, reflecting markers (N.=19) (15 mm in
diameter) were placed on anatomic landmarks
on the subject’s body (figures 2A, B). This took
about five minutes per subject. Special care was
taken to ensure that the markers would not dislodge due to rapid body movement or sweating.
The subjects were then asked to walk around
the laboratory and to walk along a 15-m walkway at the center of which a force platform
was located. The laboratory was large enough
to permit the subjects to walk and to attain a
constant cadence when approaching the force
platform. They were instructed not to alter their
stride when walking over the platform; only the
contact the walker randomly made with the platform was recorded. Twenty valid ground contacts 15, 20 at a natural race cadence similar to
the rate normally attained during slow, long-dis-
Vol. 63 - N. 3
Materiali e metodi
Soggetti
Sette marciatori (quattro marciatori uomini e
tre donne) di livello nazionale ed internazionale
(media±deviazione standard: età 19,7±2,1 anni;
altezza 1,75±0,10 m, peso 58,3±8,3 kg) hanno
partecipato alla sperimentazione. I loro primati
stagionali sulle gare dei 5 km e 10 km erano compresi, rispettivamente, tra (h:min:s) 00:19:58.00 e
00:24:04.61, e tra 00:40:56.74 e 00:48:34.43. Tutti i soggetti erano soliti sottoporsi tra un minimo di
6 e un massimo di 12 allenamenti settimanali e
non manifestavano alcun tipo di problematiche a
carico dell’apparato muscolo-scheletrico. Gli atleti
sono stati informati circa le procedure sperimentali, il trattamento dei dati personali e la possibilità di ritirarsi dalla sperimentazione in qualsiasi
momento, e hanno sottoscritto il loro consenso informato.
Strumentazione
Un sistema optoelettronico con 8 telecamere
(Elite2002, BTS, Italy) operante a 100 Hz e una
pedana dinamometrica (AMTI OR6-7-1000, USA)
operante a 500 Hz sono stati utilizzati per misurare, rispettivamente, la cinematica 3D dei segmenti
corporei e le forze di reazione al terreno durante
la fase di appoggio (“stance”) nella RW. L’accuratezza del sistema di analisi del movimento è stata verificata prima di ogni sessione sperimentale
tramite le appropriate procedure di calibrazione.
Una barra rigida con due marcatori fissati a distanza nota di 600 mm è stata mossa all’interno
di tutto il volume di acquisizione, corrispondente
a circa 8 x 2 x 4 m. Un errore medio di massimo
1.0 mm è stato fissato come indice di buona calibrazione.
Protocollo di acquisizione dati
È stato utilizzato il protocollo SAFLo 19 (Figura 2). Il SAFLo è un protocollo “total body” che
risponde alle esigenze sperimentali di praticità e
alla necessità di libertà di movimento per gli atleti.
Dopo un riscaldamento standard di 20 min circa,
il soggetto sotto analisi è stato preparato attaccando 19 marcatori retroriflettenti di forma sferica
(φ=15 mm) sui punti di repere anatomico evidenziati in Figure 2A, B. La procedura di apposizione
dei marcatori ha richiesto circa cinque minuti per
ciascun individuo. Particolare attenzione è stata
posta al fissaggio dei marcatori alla pelle, in modo
che sia i rapidi movimenti coinvolti, sia la sudorazione non potessero inficiare la loro corretta e sta-
331
PREATONI
figure 2.—Photograph of a subject prepared according
to the SAfLo marker protocol (A) and the corresponding
biomechanical model (B) showing the technical markers;
two different views (C and D) of the stick diagram constructed from the joint centers estimated from (B). The
19 anatomic landmarks are: sacral prominence; posterior
superior iliac spines; lateral femoral condoyles; lateral
malleoli; heads of the fifth metatarsals; seventh cervical
vertebra and maximal kyphosis of the spine; acromion;
lateral epicondyles of the humerus; styloid processes;
parieto-occipital areas of the head.
Figura 2. — Esempio di un soggetto preparato con il protocollo di markerizzazione SAFLo (A) e il corrispondente
modello biomeccanico: (B) riporta la ricostruzione dei
marcatori tecnici, (C) and (D) sono due differenti viste
dello stick diagram costruito sui centri articolari stimati
a partire da (B). I 19 punti di repere anatomico per l’apposizione dei marcatori sono: prominenza inferiore del
sacro, spine iliache posteriori superiori, condili femorali
laterali, malleoli laterali, quinte teste metatarsali, settima
vertebra cervicale e punto di massima cifosi della colonna, acromion, epicondili laterali dell’omero, processi stiloidei, aree parieto-occipitali del cranio.
tance training (about 80% of competition rate)
were recorded for each limb. An expert coach
supervised the acquisition procedure and visually checked the quality of the movement for
intensity and technique of execution.
Data analysis
The optoelectronic system permitted real-time
measurement of the external markers (technical markers) with respect to a laboratory reference system. These data were then integrated
with the subject’s anthropometric data (height,
weight, pelvis width and height; knee and ankle
diameter, length of thigh, leg and foot, vertical
distance from the ground to the external malleolar prominence, distance between the first and
the fifth metatarsal head) and the biomechanical
model generated by the SAfLo protocol so as to
estimate the coordinates and trajectories of the
joint centers of the athlete’s body (figures 2C,
D). The following calculations were performed:
1) estimation of the joint angles of the lower
332
bile posizione sui punti di riferimento selezionati.
Al soggetto è stato chiesto di marciare all’interno del laboratorio in modo continuo, passando su
una pedana lunga 15 metri, al centro della pedana era presente la pedana dinamometrica. Le
dimensioni del laboratorio erano grandi a sufficienza per permettere agli atleti di marciare e raggiungere una velocità di regime costante in prossimità della piattaforma di forza. I soggetti sono
stati istruiti a non alterare il loro passo guardando la pedana dinamometrica e solo le ripetizioni in cui appoggiavano casualmente il piede su
di essa sono state registrate. Venti appoggi validi
15, 20 eseguiti a un ritmo di marcia naturale e similare a quello abitualmente usato in un allenamento “lungo-lento” (80% circa del ritmo di gara)
sono stati raccolti per l’arto sinistro e per il destro.
Un allenatore esperto ha sempre supervisionato le
procedure di acquisizione, in modo da controllare
visualmente la bontà del gesto, sia in termini di
intensità che di tecnica esecutiva.
Elaborazione dei dati
Il sistema optoelettronico ha consentito la misura della posizione istantanea dei marcatori esterni
(marcatori tecnici) rispetto ad un sistema di riferimento solidale con il laboratorio. Tali informazioni sono state integrate alle misure antropometriche
del soggetto (tra le quali: altezza; peso; larghezza
e altezza del bacino; diametro di ginocchio e caviglia; lunghezza di coscia, gamba e piede; distanza verticale tra terreno e prominenza malleolare
esterna; distanza tra prima e quinta testa metatarsale) e al modello biomeccanico previsto dal
protocollo SAFLo, al fine di stimare le coordinate
e le traiettorie dei centri articolari del soggetto (Figure 2C, D). Sono state inoltre condotte le seguenti
elaborazioni: 1) stima degli angoli articolari degli
arti inferiori e delle grandezze cinematiche derivate (velocità e accelerazioni, lineari e angolari);21, 22 2) stima dei momenti e delle potenze articolari tramite dinamica inversa; 3) estrazione dei
parametri e degli indici descrittivi della cinematica e cinetica corporea, e della tecnica esecutiva
della RW. Dalle variabili cinematiche e cinetiche
(tempi, coordinate, forze di reazione al terreno,
angoli, momenti e potenze articolari) di ciascuna prova registrata sono stati estratti 70 parametri
tramite un algoritmo appositamente realizzato in
linguaggio MATLAB (MATLAB v7.0, The MathWorks Inc., Natick, MA, USA). La selezione di questi
parametri è stata basata sulle indicazioni presenti
in letteratura 23, 24 e sulla necessità di descrivere al
meglio le caratteristiche del movimento eseguito.
In questo studio ci si è concentrati su una parte
Settembre 2010
PREATONI
limbs and the derived kinematic measures (linear and angular velocity and acceleration);21, 22 2)
estimation of joint moments and powers through
inverse dynamics; 3) extrapolation of parameters
and descriptive indices of kinematics and body
kinetics, and execution of the racewalking technique. from the kinematics and kinetic variables
(time, coordinates, GfR, angles, joint kinetics) of
each recorded trial, 70 parameters were extrapolated using an algorithm especially created with
MATLAB vers. 7.0 (The MathWorks, Inc, Natick,
MA, USA). The criteria were selected on the basis of indications as reported in the literature 23,
24 and were dictated by the need to best describe
the characteristics of the racewalking gait.
The focus of this study was to analyze one
part of these measurements with a view to direct attention to the technical execution of racewalking. Specifically, reference was made to:
spatiotemporal parameters (stance duration Δt;
mean speed of advancement vmi, stride length
Δx) as well as parameters describing the racewalking gait, including: 1) the IAAf rules; and
2) the parameters of the racewalking technique.
These were defined in close collaboration with
the coaches. The attempt was made to include
all criteria that coaches use to assess an athlete’s
action and to monitor progress over time. These
criteria were then transformed into biomechanical measurements, starting from the recorded
variables.
di queste misure, per meglio focalizzare l’attenzione sulla tecnica esecutiva del gesto. In particolare
si è fatto riferimento a: parametri spazio-temporali
(durata dell’appoggio, Δt; velocità media di avanzamento, vmi; lunghezza del passo, Δx) e parametri descrittivi l’esecuzione del gesto. Questi ultimi
possono essere ulteriormente suddivisi in: 1) parametri riguardanti il rispetto del regolamento e 2)
parametri riguardanti la tecnica di marcia. Essi
sono stati definiti attraverso una stretta collaborazione con gli allenatori. Si è cercato di comprendere su quali aspetti del gesto gli allenatori focalizzano l’attenzione per valutare l’azione dell’atleta
e per monitorare i progressi nel tempo. Si è proceduto poi con la traduzione di questi aspetti in
misure biomeccaniche, a partire dalle variabili
registrate.
Parametri riguardanti il rispetto delle regole
According to the IAAf rules, racewalkers
must: 1) maintain the advancing leg straightened from the moment of first contact with
the ground until the vertical upright position;
and 2) maintain contact with the ground so
that no loss of contact occurs. from these
conditions, three measurements were defined
and extrapolated. Bending of the knee was
studied from the changes in the knee joint
angle on the sagittal plane. The limit for determining when the athlete begins to bend
the knee was defined by the measurement
of this angle in the standing position (Aks@
stn). In this study sample, the mean Aks@
Secondo il regolamento, il marciatore deve: 1)
mantenere esteso il ginocchio dell’arto in appoggio
fino al passaggio dell’arto stesso oltre la direzione
verticale; 2) mantenere sempre il contatto a terra
con almeno uno dei due piedi. Da qui, tre misure
sono state definite ed estratte. Lo sblocco del ginocchio è stato studiato dall’andamento dell’angolo
articolare del ginocchio sul piano sagittale. Il limite per riconoscere quando l’atleta comincia a
flettere il ginocchio è stato definito dalla misura
di tale angolo nella condizione di postura eretta
(Aks@stn). La media di Aks@stn nella popolazione
studiata è risultato pari a circa 5°. La condizione
di sblocco del ginocchio è stata pertanto riconosciuta per angoli maggiori di tale valore. Si noti
che Aks@stn non corrisponde necessariamente alla
posizione di completa estensione articolare. Tuttavia le regole dicono che il giudice deve controllare
la correttezza del movimento basandosi esclusivamente su una valutazione visiva. Pertanto il riferimento adottato è apparso come una soluzione ragionevole. t%@unl è una misura temporale: indica
la percentuale del tempo di contatto alla quale avviene lo sblocco, cioè quando il ginocchio comincia a flettere oltre il limite indicato da Aks@stn. t%@
unl è stato confrontato con un secondo parametro temporale, t%@vup: la percentuale del tempo di
contatto alla quale avviene il passaggio della caviglia dell’arto in appoggio oltre la proiezione verticale del centro di massa corporeo (COM). Que-
i The mean speed of the athlete during the stance phase was
estimated as the mean speed of the center of mass (COM) between heel contact and push-off of the foot from the ground.
The COM was estimated from the biomechanical model applied here (according to the SAfLo protocol) and from the
anthropometric tables of Zatsiorsky as modified by de Leva
(1996).
i La velocità media dell’atleta durante la fase di appoggio è
stata stimata come la velocità media del baricentro tra l’appoggio del tallone e lo stacco del piede da terra. Il baricentro
corporeo è stato stimato a partire dal modello biomeccanico usato (secondo il protocollo SAfLo) e usando le tabelle
antropometriche di Zatsiorsky con le correzioni di de Leva
(1996).
Parameters concerning adherence to the IAAF
rules
Vol. 63 - N. 3
333
PREATONI
stn was approximately 5°. Therefore, angles
>5° were defined as a knees unlocked condition. It should be noted that Aks@stn does
not necessarily denote complete extension of
the knee joint. However, this reference value
appeared a reasonable solution because the
IAAf rules dictate that judges will act in individual capacity and that their judgments will
be based on observations made by the human eye. t%@unl is a temporal measure: it
indicates the percent of contact time during
which the knee is unlocked (i.e., when the
knee is starting to bend beyond the limit given by Aks@stn). t%@unl was compared with
a second temporal parameter, t%@vup: this
is the percent of contact time at which the
ankle of the supporting leg passes over the
vertical line of the body COM. This control
was performed to understand whether the
athlete bends the knee late enough when executing the action (i.e., if the knee is bent
after the supporting leg has passed the vertical upright position). finally, possible loss of
ground contact (flight phase) was monitored
by calculating the difference (Δzcnt) between
the vertical coordinate of the ankle of the
stance leg at heel-strike and the vertical coordinate of the contralateral ankle at pushoff. Since the markers were attached to the
malleoli at the same height from the ground,
positive Δzcnt values indicate that the swing
leg has not yet made contact with the ground
before the supporting leg has been lifted.
However, small discrepancies (on the order
of 1 cm) were assumed as acceptable owing
to possible marker positioning errors or soft
tissue artifacts or deformation of the shoe innersoles.
Parameters concerning monitoring of the racewalking gait
Swiveling the pelvis plays a key role in attaining movement efficiency.25, 26 It compensates
the unnatural knee action, reducing vertical excursion of the COM, and helps in propelling
the walker’s body forward, thus augmenting
stride length. Coaches closely observe the virtual line that links the athlete’s hips to evaluate
an athlete’s ability to rotate the pelvis on secondary planes. In this study, pelvis rotation was
measured from the range of motion (ROM) on
the frontal and horizontal planes (ApoROM and
AprROM).
The way in which racewalkers swing forward
334
sto controllo è stato condotto per comprendere se
lo sblocco del ginocchio avviene sufficientemente
tardi nel compimento dell’azione, cioè se avviene
dopo che l’arto in appoggio è passato oltre la posizione verticale. Infine, la possibile perdita di contatto con il terreno (fase di volo) è stata monitorata
calcolando la differenza (Δzcnt) tra la coordinata
verticale della caviglia dell’arto in appoggio, alla
presa di contatto con il terreno, e la coordinata
verticale della caviglia controlaterale allo stacco.
Poiché i marcatori sui malleoli sono stati apposti
alla stessa altezza dal suolo, valori positivi di Δzcnt
stanno ad indicare che l’arto in fase di volo non
ha ancora preso contatto con il terreno prima che
quello in appoggio si sta staccando da esso. Tuttavia, piccole differenze (dell’ordine di 1 cm) sono
state assunte come accettabili, a causa dei possibili
errori di posizionamento dei marcatori sulla cute
e degli artefatti da tessuto molle o dovuti alla deformabilità dell’intersuola delle calzature.
Parametri riguardanti il monitoraggio della tecnica di marcia
Il movimento del bacino gioca un ruolo fondamentale per l’efficienza del gesto.25, 26 Esso compensa l’azione innaturale del ginocchio andando
a ridurre l’escursione verticale del COM, e partecipa all’avanzamento del corpo incrementando
l’ampiezza del passo. Gli allenatori sono soliti osservare la linea virtuale che congiunge le anche
per valutare l’abilità nel ruotare il bacino sui piani secondari. In questo studio l’azione del bacino
è stata osservata sulla base del suo arco di movimento nel piano frontale e orizzontale (ApoROM e
AprROM).
Il modo con cui i marciatori fanno oscillare in
avanti l’arto che ha appena terminato la spinta è
un altro indicatore tecnico. Il ginocchio dell’arto
in volo dovrebbe essere condotto in avanti disegnando una traiettoria che giace il più possibile
sul piano sagittale e che tende ad abbassarsi verso
il terreno sotto il livello del ginocchio controlaterale. Questo consente di produrre una progressione efficace, con bassa dissipazione di energia
e conservazione della velocità orizzontale, e di
dare l’impressione di un gesto realizzato correttamente. Pertanto, la differenza tra le coordinate
verticali dei punti di minimo delle traiettorie delle
due ginocchia (Δzksn-ksw) è stata valutata: valori
positivi di Δzksn-ksw indicano che il minimo della
traiettoria del ginocchio in volo è più basso del
punto corrispondente del ginocchio in appoggio.
L’arto in avanzamento deve approcciare il terreno in un punto non troppo avanzato rispetto alla
proiezione del baricentro al terreno. Questo con-
Settembre 2010
PREATONI
the leg that has just pushed off is another technical indicator. The knee of the swing leg should be
carried forward on a trajectory as close as possible
to the sagittal plane and that tends to be lower
than the level of the contralateral knee. This allows
for more efficient propulsion, with lower dissipation of energy and greater conservation of horizontal speed, plus it gives the executed movement
a smooth appearance. The difference between
the vertical coordinates of the minimal points of
the trajectories of the two knees (Δzksn-ksw) was
evaluated: positive Δzksn-ksw values indicate that the
minimum of the trajectory of the knee in the flight
phase is lower than that of the corresponding supporting knee. The advancing leg should approach
the ground at an angle not too far ahead of the
projection of the COM to the ground. This permits
better absorption of impact and minimizes joint
stress (particularly on the extended knee), with
less braking action. In contrast, the push phase
of the rear leg should be maximized to increase
propulsion forward and stride length. Both actions
(longitudinal advancement of the front leg) were
evaluated according to the following parameters:
Δxfl@hs — forward pull of the front leg (ankle) at
heel strike, with respect to the vertical projection
of the COM; Δxrl@to — backward displacement of
the rear leg (ankle) at toe-off with respect to the
vertical projection of the COM; Δxrl/fl@ — the ratio
between these two, where the greater this ratio,
the greater the generation of propulsion. furthermore, the interval (in % of contact time) between
the passage of the stance leg through the vertical
upright position (t%@vup) and the moment the
knee is bent (t%@unl) was calculated. This index
(ΔTunl-vup) measures how long the leg that is pushing remains with the knee locked. Coaches recommend prolonging this phase in order to augment
propulsion forward and stride length. finally, the
range of motion (ROM) of the COM in the vertical (ΔzCOM) and the mediolateral (ΔyCOM) direction
was estimated. Sideways motion in these directions causes dissipation of mechanical energy and
should therefore be minimized.
Data analysis
Quantification
of variability and definition of
the number of necessary trials
The coefficient of variation (CV, equation 1)
was used to measure the variability of the selected parameters; it is commonly applied to
evaluate the reliability of single-value measure-
Vol. 63 - N. 3
sente un migliore assorbimento dell’impatto, con
ridotte sollecitazioni articolari (del ginocchio, in
particolare, data la sua posizione estesa) e con
una minor azione frenante. Al contrario, la fase
di spinta (arretramento) dell’arto posteriore deve
essere massimizzata, per aumentare sia l’azione
propulsiva che l’ampiezza del passo. Entrambe le
azioni (“forward pull” e “backward push”) sono
state valutate tramite i seguenti parametri: Δxfl@
hs – l’avanzamento dell’arto anteriore (caviglia)
all’appoggio, rispetto alla proiezione verticale del
baricentro; Δxrl@to – l’arretramento dell’arto posteriore (caviglia) allo stacco, rispetto alla proiezione verticale del baricentro; Δxrl/fl – il rapporto tra i due precedenti, dove maggiore è questo
rapporto, migliore è la generazione di forza per
l’avanzamento. È stato inoltre calcolato l’intervallo (in percentuale rispetto all’appoggio) che
occorre tra il passaggio dell’arto in appoggio per
la verticale (t%@vup) e l’istante di sblocco del ginocchio (t%@unl). Questo indice, Δtunl-vup, misura
quanto a lungo l’arto in spinta rimane con il ginocchio esteso. Gli allenatori, infatti, suggeriscono
di prolungare questa fase al fine di ottenere maggiore propulsione e di incrementare la lunghezza
del passo. Infine, è stata stimata l’escursione del
centro di massa, sia in direzione verticale (ΔzCOM)
che medio-laterale (ΔyCOM). Le oscillazioni lungo
queste direzioni producono dissipazione di energia meccanica e quindi dovrebbero essere ridotte
per quanto possibile.
Analisi dei dati
variabilità e definizione del numero di prove necessarie
Quantificazione
Il coefficiente di variazione (CV, equazione [1]),
è stato utilizzato come misura della variabilità
dei parametri selezionati. Questo coefficiente è comunemente adottato per valutare la ripetibilità di
misure puntuali 12, 16, 27, 28 ed è definito come il
rapporto percentuale tra la deviazione standard
(σ) e la media (μ)
[1] CV = (σ/μ) × 100
La “sequential estimation procedure” 5, 13, 15 è
stata usata per la definizione del minimo numero
di prove consecutive che sono necessarie per ottenere una stabilizzazione della media della misura
considerata. Questo metodo consiste nel calcolare la media cumulativa del parametro in esame,
aggiungendo una prova alla volta. La stabilità è
raggiunta quando la media delle prove utilizzate
fino a quel momento cade stabilmente all’interno
di una fascia di tolleranza costruita attorno alla
media totale (Figura 3). In questo studio la ban-
335
PREATONI
ments 12, 16, 27, 28 and was defined as the percent
ratio between the standard deviation (σ) and
the mean (μ) where:
[1] CV = (σ/μ) × 100
The sequential estimation procedure 5, 13, 15
was used to define the least number of consecutive trials needed to obtain stability of the
mean of the measurement under analysis. This
method entails calculating the cumulative mean
of the parameter, adding one trial at a time. Stability is attained when the mean of the trials
performed until then falls stably within a bandwidth of tolerance constructed around the overall mean (figure 3). In this study, the bandwidth
of tolerance was defined as μtot ±0.25 σtot.5, 13, 15
Since stability, and hence the number of trials
necessary to attain it (Nstab), depended on the
parameter in question and the individual subject, we decided to examine the distribution of
Nstab with respect to variability in the parameter
and the subject.
Description of individual characteristics
A synthesis and description of individual
characteristics was performed using the Lilliefors test for normality (Lilliefors, P<0.05) on the
intra-individual distribution of each parameter
in question, and then by applying the most
appropriate statistical descriptors (parametric,
standard deviation [σ] and the mean [μ] or nonparametric descriptors, median, and quartiles,
depending on the results of normality testing).
Feedback and presentation of study results
Specially designed graphic user interfaces
were created using MATLAB (MATLAB v7.0,
The MathWorks Inc.) to transform the complex
biomechanical analyses into comprehensible
information that could be easily understood by
the coaches and/or study participants.
Results and discussion
The mean (μ±σ) speed for the study sample
was 2.72±0.23 m/s (range, 2.41-3.30) which was
similar to medium-low intensity practice. Under
the laboratory conditions, the movements were
performed with a vx approximating real-world
conditions and fairly close even to published
data from studies on biomechanics of normal
running gait.24, 28, 29 It should be noted that the
focus of this study was on methodology and that
race walking speed was not a determinant for
336
figure 3.—Examples of the sequential estimation procedure for a single parameter of one subject. In this case,
the mean of the parameter stabilizes after seven trials
within the preset bandwidth of tolerance.
Figura 3. — Esempio di “sequential estimation procedure” relativa ad un singolo parametro di un soggetto tra
quelli esaminati. Si può osservare come, in questo caso,
la media del parametro si stabilizza dopo sette prove
all’interno della banda di tolleranza prefissata.
da di tolleranza è stata definita come μtot ± 0.25
σtot.5, 13, 15 La stabilità, e quindi il numero di prove
necessarie a raggiungerla (Nstab), è dipendente dal
parametro in esame e dal soggetto analizzato. Si è
pertanto deciso di studiare la distribuzione di Nstab
al variare del parametro e del soggetto.
descrizione
delle caratteristiche individuali
La sintesi e la descrizione delle peculiarità individuali è stata condotta dapprima svolgendo un
test di normalità (Lilliefors, P <0,05) sulla distribuzione intra-individuale di ciascuno dei parametri considerati e, in seguito, utilizzando i descrittori statistici più opportuni (parametrici, μ e
σ, o non parametrici, mediana e quartili, a seconda dell’esito del test di normalità).
restituzione
e rappresentazione dei risultati
Sono state realizzate apposite interfacce grafiche in linguaggio MATLAB (MATLAB v7.0, The MathWorks Inc.), al fine di tradurre analisi biomeccaniche complesse in informazioni comprensibili
e di facile interpretazione da parte degli allenatori
e/o degli atleti stessi.
Risultati e discussione
Le velocità medie registrate su tutta la popolazione analizzata sono state (μ ± σ) 2.72±0.23 m/s, con
un minimo di 2.41 m/s e un massimo di 3.30 m/s,
confrontabili con l’andatura di un allenamento
d’intensità medio-bassa. Considerate le dimensioni
limitate del laboratorio, i movimenti studiati sono
stati eseguiti con una vx sufficientemente vicina
Settembre 2010
PREATONI
the analysis that has been carried out. The biomechanics of racewalking could be more extensively explored by extending the experiment to
include an analysis of the intensity of the racewalking gait and fatigue conditions like those
present in competitions. Running speed, muscle
fatigue and environmental conditions are all factors that can strongly affect performance and are
therefore a worthy subject for future study.
The duration of ground contact and stride
length were 0.37±0.04s and 1009.6±73.3 mm,
respectively. The 3 spatiotemporal parameters
demonstrated a high degree of reliability for
all subjects. The median values (whole study
population) of the intra-individual coefficient
of variability of vx, Δt and Δx were 2.6%, 3.0%
and 2.4%, respectively.
The high reliability of the spatiotemporal parameters seems to confirm the fact that racewalking is, at least apparently, a stereotyped
movement. Nonetheless, uniformity of the “global” parameters, i.e., the measures that reflect
the global result of action, was missing in many
of the other parameters examined, i.e., those
that evaluate the production of the performance
and the movement. for example, the variability
in the vertical and the mediolateral excursion
of the COM (ΔzCOM and ΔyCOM) and the parameter of “suspension” (Δzcnt) had median CV values far greater than 10% (24.6%, 31.3%, 44.2%,
respectively). This discrepancy confirms the
need to record and analyze a sufficient number
of trials in order to obtain a robust description
of individual peculiarities and to preclude the
risk of having observed one trial that was not
representative for the subject investigated. The
acquisition of one repetition or the selection of
the most representative of those recorded is inadvisable as it could lead to errors in interpretation owing to the occurrence of false positives
or false negatives.
Many investigators have attempted to determine how many trials are needed to obtain a
description consistent with individual properties
(kinematic or kinetic measures) during walking,
running and jumping. Winter 12 proposed the
use of at least three sets; Bates et al.30 suggested
taking at least eight consecutive trials to obtain a
representative measurement of GRf during running; De Vita and Bates 31 reported that over 25
acquisitions were necessary to obtain stability of
parameters. In their study on the stability of joint
kinetics during vertical countermovement jumping, Rodano and Squadrone 15 found that experimental protocols with at least 12 trials were
Vol. 63 - N. 3
alle condizioni reali, e addirittura non lontana da
alcuni studi pubblicati sulla biomeccanica della
corsa.24, 28, 29 È opportuno sottolineare che lo studio
presentato è di natura metodologica e le considerazione effettuate sono indipendenti dal regime di
marcia oggetto dell’analisi. Tuttavia, qualora si volesse esplorare in modo esaustivo la biomeccanica
del marciatore, sarebbe opportuno completare l’indagine andando ad analizzare intensità d’esecuzione del gesto e condizioni di fatica vicine a quelle
di gara. Velocità di avanzamento, fatica muscolare
ed elementi ambientali sono infatti fattori che potrebbero influenzare fortemente la tecnica esecutiva e, di conseguenza, sono meritevoli di ulteriori
approfondimenti.
Durata dell’appoggio e ampiezza del passo sono
state, rispettivamente: 0.37±0.04 s, e 1009.6±73.3
mm. I tre parametri spazio temporali hanno mostrato un’elevata ripetibilità per tutti i soggetti. I valori mediani (sull’intera popolazione) dei CV intraindividuali di vx, Δt e Δx sono infatti risultati pari
al 2.6%, 3% e 2.4%.
L’elevata ripetibilità dei parametri spazio-temporali pare dare conferma del fatto che la marcia è,
almeno apparentemente, un gesto stereotipato. Tuttavia, l’uniformità dei parametri “globali”, cioè di
misure che analizzano l’esito complessivo dell’azione, non trova riscontro in molti degli altri indici
studiati, cioè misure che valutano la genesi della
performance e la tecnica esecutiva. Ad esempio, la
variabilità dell’escursione del baricentro in senso
verticale (ΔzCOM) e medio-laterale (ΔyCOM), o il parametro relativo alla “sospensione” (Δzcnt) hanno
evidenziato valori mediani di CV molto superiori al
10%, rispettivamente: 24.6%, 31.3% e 44.2%. Trova
pertanto conferma la necessità di registrare e analizzare un numero appropriato di prove qualora si
voglia descrivere in modo robusto le peculiarità individuali, senza correre il rischio di aver osservato
una singola prova non rappresentativa del soggetto
in esame. L’acquisizione di una sola ripetizione o
la selezione della più rappresentativa tra quelle registrate non è consigliabile, poiché potrebbe produrre interpretazioni erronee per l’occorrenza di falsi
positivi o negativi.
Molti autori hanno cercato di comprendere
quante prove devono essere raccolte per dare una
descrizione consistente delle proprietà individuali
(grandezze cinematiche e/o cinetiche) durante attività di cammino, corsa e salto. Winter 12 propose
l’uso di almeno tre ripetizioni. Bates et al.30 suggerirono l’adozione di almeno otto prove successive per
la rappresentazione della forza di reazione al terreno durante la corsa. De Vita e Bates 31 scoprirono che più di 25 acquisizioni erano necessarie per
raggiungere medie stabili dei parametri. Rodano e
337
PREATONI
table i.—Minimum number of trials necessary to obtain parameter stability (Nstab) as estimated by the sequen-
tial estimation procedure. Each element in the table was obtained through the process illustrated in figure 3.
Min, max med and 95th prct denote the minimum, the maximum, the median, and the 95th percentile of the
distribution of Nstab relative to the parameter in the column. Medtot, mintot, and maxtot denote the median, the
minimum and the maximum of the distribution of Nstab of all parameters and all subjects. The code numbers
s1-s7 denote the study subjects. L and R denote left and right leg, respectively.
tabella i. — M
inimo numero di prove necessario ad ottenere la stabilità del parametro, Nstab, stimata attraverso la “sequential estimation procedure”. Ogni elemento della tabella è ottenuto tramite il processo rappresentato in Figura 3. min, max med e 95°prct sono, rispettivamente, il minimo, il massimo, la mediana e
il 95° percentile della distribuzione di Nstab, relativa al parametro in colonna. medtot, mintot, maxtot sono la
mediana, il minimo e il massimo della distribuzione di Nstab, su tutti i parametri e tutti i soggetti. I sette soggetti analizzati sono indicati con i codici s1 – s7; L e R indicano l’arto sinistro e l’arto destro.
Subject
Limb
Δt
ApoROM
AprROM
Vm
Δx
Δzcnt
t%@unl
t%@vup
Δtunl-vup
ΔzCOM
ΔyCOM
Δxfl@hs
Δxrl@to
Δxrl/fl
Δzkst-ksw
PARAMETERS
s1
s1
s2
s2
s3
s3
s4
s4
s5
s5
s6
s6
s7
s7
L
R
L
R
L
R
L
R
L
R
L
R
L
R
4
4
13
12
11
6
12
11
4
8
15
9
14
12
4
4
11
9
8
3
6
11
10
7
8
11
11
10
5
6
9
13
10
9
7
9
1
7
14
12
13
13
4
9
12
12
8
5
11
9
8
4
9
14
14
8
4
7
11
10
8
12
9
9
7
7
16
13
1
5
3
3
9
10
9
14
8
10
5
8
15
15
1
13
3
11
10
6
6
8
8
7
4
8
12
8
13
12
4
6
11
5
10
8
12
7
4
8
5
4
13
10
4
11
11
6
11
5
11
12
4
7
13
8
13
8
4
6
12
5
8
7
9
12
6
5
7
9
5
10
3
7
9
11
10
8
9
12
9
8
8
10
6
8
4
6
11
11
10
9
12
7
8
3
8
15
13
5
4
4
12
7
7
5
7
12
6
3
2
14
13
5
4
6
11
11
11
8
12
3
8
2
3
9
13
5
5
7
11
7
10
7
12
8
4
7
5
14
8
10 medtot mintot maxtot
min
max
med
95° prct
4.0 3.0 1.0 4.0 1.0 1.0 3.0 4.0 4.0 4.0 3.0 3.0 2.0 2.0 4.0 3.0 1.0 4.0
15.0 11.0 14.0 14.0 16.0 15.0 13.0 13.0 13.0 12.0 12.0 15.0 14.0 13.0 14.0 14.0 11.0 16.0
11.0 8.5 9.0 9.0 8.5 9.0 8.0 7.5 9.5 7.0 8.5 8.5 6.5 8.0 7.5 8.5 6.5 11.0
14.7 11.0 13.7 14.0 15.0 15.0 12.7 12.7 13.0 12.0 11.7 14.4 13.7 12.7 13.4 13.4 11.0 15.0
needed to obtain reliable estimates of joint moments and powers. What can be surmised from
a review of the literature is that the number of
necessary trials depends on the movement in
question, the study population (or the individual
athlete), and the parameter. for this reason we
applied the sequential estimation procedure to
the entire set of parameters for each subject in
our study. The results (Table I) show that the
minimum number of trials may vary between 11
(ApoROM) and 16 (Δx), depending on the parameter one wishes to examine and by using the
maximum of Nstab as a reference for making a
selection. If one wanted to use a less restrictive
criterion (95th percentile) and obtain an indication that could be reliable for all parameters in
question, at least 15 valid ground contacts may
be sufficient to consistently describe individual
peculiarities in competitive racewalking. The 20
338
Squadrone 15 studiarono la stabilità della cinetica
articolare durante salti verticali con contro movimento, e trovarono che sono necessari protocolli
sperimentali con almeno 12 prove per ottenere stime affidabili di momenti e potenze articolari. Dalla revisione della letteratura appare pertanto chiaro
che il numero di ripetizioni necessario è senza dubbio dipendente dal movimento in esame, dalla popolazione studiata (se non addirittura dal singolo
soggetto) e dal parametro in esame. Questo è il motivo per cui la “sequential estimation procedure” è
stata applicata, in questo studio, sull’intero insieme
di parametri estratti, per ogni atleta analizzato. I
risultati ottenuti (Tabella I) mostrano che il numero
di prove minime da utilizzare può variare tra 11
(ApoROM) e 16 (Δx) a seconda del parametro considerato, e utilizzando il massimo di Nstab come riferimento per la scelta. Volendo utilizzare un criterio
meno restrittivo (95° percentile) e dando un’indica-
Settembre 2010
PREATONI
valid trials recorded in this study may be considered as being more than sufficient.
In over 25% of cases, the normality tests of
intra-individual distribution of the selected parameters gave a negative result, i.e., the indices
did not show a normal distribution. In agreement with previous observations,10, 16, 32 the use
of non-parametric descriptors, the median and
percentiles is the most reliable way to synthesize the measures and thus describe the individual technical properties in the execution of
the movement.
These results provide the basis for a robust
description of the peculiarities of an individual athlete and a starting point for the assessment of changes in performance in relation to
training, injury or rehabilitation. Although fundamental, these assessment protocols do not
meet the needs of daily practice, the process of
monitoring neuromotor status or individual motor skills. What is needed is an additional step
in which “abstract” descriptions can be transformed into practical information and instruments which coaches and athletes can readily
use: to improve the feedback of biomechanical
analysis to the direct users.3, 33
Coaches need quantitative instruments that
support and improve their often visual/qualitative assessment of athletes; athletes need indications that help them to understand what they
are doing and how to improve their performance. Physicians can take advantage of a quantitative support that may aid them in identifying motor anomalies caused by frank or latent
disorders, assessing progress in rehabilitation,
and determining when post-treatment recovery
is complete.
Information technologies that permit multifactorial 3D analysis of human motion have
enormous potential today: huge amounts of
data can be easily recorded and processed and
can visualize motion in real time through the
creation of virtual environments.33 With these
resources at hand, researchers can provide
prompt and highly detailed information. By
the same token, however, too much information imparted too quickly may be ineffective
or even counterproductive.3, 17, 33 Hence, available information technology should be viewed
as a means to obtain reliable results, to extract
what is needed for understanding the athlete’s
characteristics, and to simplify the feedback
process. To this end, we created personalized
reports (figures 4, 5) that graphically present
the descriptive measures of racewalking.
Vol. 63 - N. 3
zione che possa valere per tutti i parametri in gioco,
parrebbe che la raccolta di almeno 15 appoggi validi possa essere sufficiente per descrivere in modo
consistente le peculiarità individuali durante la
marcia agonistica. Il numero di 20 passaggi validi
registrati durante questo studio pare dunque essere
più che sufficiente.
I test di normalità eseguiti sulle distribuzioni
intra-individuali dei parametri selezionati hanno
dato in più del 25% dei casi un esito negativo, cioè
gli indici non hanno mostrato una distribuzione
normale. In accordo con quanto suggerito da diversi autori 10, 16, 32 l’uso di descrittori non parametrici, mediana e percentili, è pertanto il modo più
affidabile per sintetizzare le misure e in tal modo
descrivere le proprietà tecniche individuali nell’esecuzione del gesto.
I risultati qui sopra riportati rappresentano la
base per una descrizione robusta delle peculiarità
del singolo atleta, e, allo stesso tempo, il punto di
partenza per la valutazione delle evoluzioni soggettive a seguito di un programma di allenamento, a
causa di un infortunio, o in relazione a un processo
riabilitativo. Benché fondamentali, questi protocolli di valutazione non rispondono alle esigenze che
si hanno nella pratica quotidiana, nel processo di
monitoraggio dello stato neuromotorio e delle abilità motorie individuali. Serve, infatti, un passo ulteriore, per trasformare descrizioni di livello ancora
troppo “teorico” in informazioni e strumenti fruibili
da allenatori e atleti. È necessario cioè migliorare
il modo con cui l’analisi biomeccanica può essere
restituita ai diretti utenti 3, 33. Gli allenatori hanno
bisogno di strumenti quantitativi che supportino e
migliorino la loro valutazione degli atleti, spesso
basata su un giudizio di tipo visivo/qualitativo. Gli
atleti hanno bisogno di indicazioni che li aiutino
a comprendere quello che stanno facendo e come
potrebbero migliorare la loro performance. I medici
possono trarre vantaggio da un supporto quantitativo che li aiuti nell’identificazione di eventuali
anomalie motorie dovute a patologie conclamate o
latenti, nella valutazione del processo riabilitativo
e nel riconoscimento dell’effettivo recupero postterapeutico. Le tecnologie che consentono un’analisi multifattoriale, 3D, del movimento umano sono
oggi strumenti di grande potenzialità. Registrano facilmente ed elaborano rapidamente grandi
quantità di dati, e possono addirittura fornire una
rappresentazione “real-time” del gesto, attraverso la
creazione di ambienti virtuali 33. La disponibilità di
queste risorse potrebbe indurre i ricercatori a restituire informazioni molto dettagliate nel minor tempo possibile. Tuttavia, il produrre troppe informazioni e/o il restituirle troppo velocemente potrebbe
risultare inefficace o addirittura controproducente
339
PREATONI
figure 4.—Example of a graphic interface for the feedback of information about racewalking biomechanics. The most important elements of the description of
the technique were presented as numerical values and
graphical illustrations.
Figura 4. — Esempio di interfaccia grafica per la restituzione di informazioni sulla biomeccanica della marcia.
Sono restituiti i più importanti elementi della descrizione
della tecnica esecutiva, sia attraverso elementi numerici,
sia attraverso rappresentazioni grafiche.
figure 4, for example, illustrates the most
important elements for describing the movement of racewalking. Upper left hand corner
– the stick diagram shows the 4 most important phases of ground contact: making contact
with the ground; carrying the leg under and
through the vertical upright position; bending
of the knee (different shade of gray); push-off
of the foot from the ground. The trajectories of
the knee joints and the center of mass. The numerical parameters relative to Δzcnt, ΔzCOM and
Δzkst-ksw. Lower left hand corner – change in
knee angle during ground contact, highlighted
(thicker line with different shades of gray) is
the final phase when the knee is bent (t > t%@
unl). Upper right hand corner - Pelvis rotation on the horizontal plane (different shades
indicating moment of maximum excursion),
with a numerical value of the range of motion
(AprROM). Pelvis rotation on the frontal plane,
with a numerical value of the range of motion
(ApoROM). Lower right hand corner – temporal occurrence (in % with respect to cadence
rate) of the abovementioned events. Each arrow represents the corresponding event with a
different shade of color. for clarity’s sake, only
the medians of the 20 trials of a single subject
are reported.
The stick diagram in figure 5 illustrates the
anterior and posterior triangles formed by the
supporting leg with respect to the vertical projection of the center of mass at heel strike (left)
and at toe-off (right). Histograms and numerical values show the parameters: Δxfl@hs – pull
340
figure 5.—Example of a graphic interface for the feedback of information about racewalking biomechanics.
Figura 5. — Esempio di interfaccia grafica per la restituzione di informazioni sulla biomeccanica della marcia.
3, 17, 33.
Perciò, le tecnologie disponibili dovrebbero
essere viste come un mezzo per ottenere risultati
affidabili, per estrarre quello che è essenziale per
la comprensione delle caratteristiche dell’atleta, e
per semplificare la sua trasmissione. A tal fine sono
state realizzati dei report individuali (Figure 4, 5)
che contengono le misure descrittive della tecnica di
marcia e le rappresentano graficamente.
In Figura 4, ad esempio, sono riportati tutti i più
importanti elementi della descrizione della tecnica esecutiva della RW. In alto a sinistra – Lo stick
diagram delle 4 fasi più importanti dell’appoggio:
la presa di contatto con il terreno; il passaggio della gamba in appoggio oltre la verticale; la fase di
sblocco del ginocchio (evidenziata con una tonalità di grigio differente); lo stacco del piede da terra. Le traiettorie delle articolazioni del ginocchio e
del centro di massa. I parametri numerici relativi
a Δzcnt, ΔzCOM e Δzkst-ksw. In basso a sinistra – L’andamento dell’angolo al ginocchio lungo tutto l’appoggio, con evidenziata (con un tratto più spesso
e una tonalità di grigio differente) la fase finale
dove avviene lo sblocco (cioè per t >t%@unl). In alto
a destra – Il comportamento del bacino sul piano
orizzontale (rappresentati con segmenti di tonalità
differente gli istanti di escursione massima), con il
valore numerico del range articolare corrispondente (AprROM). Il comportamento del bacino sul piano
frontale, con il valore numerico del range articolare corrispondente (ApoROM). In basso a destra –
L’occorrenza temporale (in % rispetto al ciclo d’appoggio) degli eventi precedentemente identificati.
Ogni freccia rappresenta con un tonalità differente
l’evento corrispondente. Per chiarezza rappresentativa solo i valori mediani ricavati dalle 20 prove di
un singolo soggetto sono riportati.
In Figura 5 sono rappresentati, tramite stick diagram, il triangolo anteriore e posteriore formati
dall’arto in appoggio rispetto alla proiezione verticale del baricentro, nella fase di atterraggio (si-
Settembre 2010
PREATONI
forward of front leg (ankle) at heel strike with
respect to the vertical projection of the center
of mass; Δxrl@to – push back of the rear leg
(ankle) at toe-off with respect to the vertical
projection of the center of mass.
These diagrams are fairly intuitive and provide coaches (or athletes) with quantitative information of the characteristics and problems
they already know. These representations can
be further improved graphically, but as such
they furnish all the information about the racewalking gait the coaches had requested. In addition, the measurements are the result of robust
procedures of data recording and processing,
and therefore give a consistent description of
individual peculiarities.
Conclusions
The aim of this study was to devise experimental criteria for the individual analysis of
the racewalking gait; these criteria were selected with a view to fully exploit the potential of modern methods of motion analysis and
to provide scientifically sound information for
use by athletes, coaches and/or physicians. The
biomechanics of competitive racewalking was
used as a paradigmatic movement.
The study proceeded in stepwise fashion: a
set of parameters describing the racewalking
gait was defined on the basis of observed kinematic variables, and the coaches visual assessments and observations were translated into
biomechanical parameters. The methodologies
of data synthesis and collection were evaluated
to obtain a representative measurement of the
individual motor skills, independently of motor
variability that characterizes human motion. To
this end, a minimum number of trials necessary
for attaining stability of individual parameters
was defined (Nstab >15) and the most appropriate statistical descriptors were selected to
synthesize them (nonparametric statistics with
median and quartiles). finally, the biomechanical analysis and the complex statistical indices
were transformed into information and visual
representation that the final users could understand.
This study can be considered a first step or
a starting point for monitoring the individual
characteristics of athletes (racewalkers in this
study) and for learning about phenomena related to athletic activity, training, development
of neuromotor skills, prevention of injuries
Vol. 63 - N. 3
nistra) e di spinta (destra). Sono inoltre riportati
tramite istogramma e valori numerici i corrispettivi
parametri: Δxfl@hs – l’avanzamento dell’arto anteriore (caviglia) all’appoggio, rispetto alla proiezione verticale del baricentro; Δxrl@to – l’arretramento
dell’arto posteriore (caviglia) allo stacco, rispetto
alla proiezione verticale del baricentro.
Queste rappresentazioni sono piuttosto intuitive
e permettono agli allenatori (o agli atleti) di acquisire informazioni quantitative rispetto ad aspetti e
problematiche a loro familiari. Pur essendo ancora migliorabili da un punto di vista grafico, queste
rappresentazioni contengono già tutte le informazioni riguardo alla tecnica di marcia che gli allenatori avevano richiesto. Inoltre, le misure ivi riportate, sono l’esito di procedure robuste di raccolta ed
elaborazione dei dati. Rappresentano cioè una descrizione consistente delle peculiarità individuali.
Conclusioni
Questo studio si è posto come obiettivo quello di
fornire dei criteri sperimentali, per l’analisi individuale del gesto sportivo, che sfruttassero a pieno le
potenzialità delle moderne metodologie di analisi
del movimento, che restituissero informazioni con
solide basi scientifiche, e che allo stesso tempo potessero essere lette e sfruttate direttamente da atleti,
allenatori e/o medici. La biomeccanica della marcia agonistica è stata sfruttata come esempio applicativo.
Si è operato per gradi. Sono stati definiti un insieme di parametri descrittivi della tecnica di marcia
a partire dalle variabili cinematiche rilevate, andando a tradurre in senso biomeccanico quanto gli
allenatori osservano e valutano visivamente. Sono
state valutate le metodologie di raccolta e sintesi
dei dati per avere una misura rappresentativa delle abilità motorie individuali, indipendentemente
dalla variabilità motoria che contraddistingue il
movimento umano. A tale scopo si è definito il numero minimo di prove necessarie a stabilizzare i
parametri individuali (Nstab > 15) e sono stati scelti i
descrittori statistici più appropriati per sintetizzarli
(statistica non parametrica, con mediana e quartili). Infine è stato compiuto uno sforzo per tradurre
analisi biomeccaniche e indici statistici complessi in informazioni e rappresentazioni facilmente
comprensibili per gli utenti finali.
Quanto realizzato può rappresentare un primo
passo, la base di partenza per il monitoraggio delle
caratteristiche individuali dell’atleta (del marciatore in questo caso) e per la comprensione degli effetti
di fenomeni correlati alla sua attività, allenamento,
sviluppo di abilità neuromotorie, prevenzione dagli
341
PREATONI
and post-traumatic recovery. As this process
is intrinsically multidisciplinary, it requires the
interplay of persons from various different research fields (bioengineers, physicians, specialists in motor sciences, and training methods).
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11) Glazier PS, Wheat JS, Pease DL, Bart-
infortuni, recupero post-traumatico. Tale processo è
intrinsecamente multidisciplinare e perciò richiede
l’interazione di persone provenienti da molteplici
campi di ricerca (bioingegneri, medici, specialisti
nelle scienze motorie e nelle metodologie di allenamento).
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This paper has never been presented to any Congress.
Funding.—None.
Received on December 15, 2009 - Accepted for publication on October 1, 2010.
Corresponding author: E. Preatoni, PhD, INDACO Department, Politecnico di Milano, piazza L. Da Vinci 32, 20133 Milan,
Italy. E-mail: [email protected]
342
Settembre 2010
MED SPORT 2010;63:343-51
Physiological characteristics
of elite Greek female soccer players
Caratteristiche fisiologiche di un
gruppo di calciatrici greche
P. T. NIKOLAIDIS
Laboratory of Exercise Physiology Physical and Cultural Education
Hellenic Military Academy, Vari, Attiki, Greece
SUMMARY
Aim. Assessment of elite athletes’ physiological characteristics is necessary in order to develop proper training, talent
detection and identification programs. Since women’s soccer is just at the beginning, there are no data available on
elite players. Aim of this study was to investigate anthropometric and physiological characteristics of elite Greek
female soccer players.
Methods. Forty-five members of two division I teams participated in our study during their routine health-related and
sport-related fitness screening.
Results. Body fat was 22.65±1.91%, players’ somatotype mesomorphic endomorph (5.2-4.9-1.9) and work capacity
in heart rate 170 was 2.13±0.47 W.kg-1. Peak anaerobic power was 9.65±0.58 W.kg-1, fatigue index 46.3±7.75%
(Wingate test), whilst maximal anaerobic power was 12.39±1.41 W.kg-1, maximal force 163.81±30.56 N and
maximal velocity 185.03±11.77 revolutions per minute (force-velocity test). Starters players had lower % body fat
(21.8% vs. 24.27%, t43=-2.23, P<0.05), and higher work capacity in heart rate 170 (2.3 W.kg-1 vs. 1.98 W.kg-1,
t43=2.36, P<0.05) and peak anaerobic power (9.87 W.kg-1 vs. 9.43 W.kg-1, t40=2.31, P<0.05) than substitutes.
Conclusion. Our findings confirmed previous suggestions about the good aerobic and anaerobic profile of women’s
soccer. However, what is novel is the quantification of this physiological profile in elite Greek players and the role
of physical fitness on starters’ selection.
Key words: Soccer - Resistance training - Sports.
RIASSUNTO
Obiettivo. La valutazione delle caratteristiche fisiche di un gruppo selezionato di atleti è necessario per sviluppare
corretti programmi di allenamento e per l’identificazione e la selezione dei giovani talenti. Essendo il calcio femminile
uno sport ancora agli albori, non vi sono ancora dati in letteratura su queste atlete. L’obiettivo dello studio è quello di
valutare le caratteristiche antropometriche e fisiche delle calciatrici greche.
Metodi. Quarantacinque atlete facenti parte di due squadre della Prima Divisione Greca di calcio femminile hanno
partecipato allo studio durante i loro routinari test fisici.
Risultati. La percentuale di grasso corporeo è risultata del 22,65%±1,91%, il somatotipo ecto-meso-endomorfico (5,24,9-1,9) e la capacità di lavoro a una frequenza cardiaca di 170 bpm è risultata 2,13±0,47 W/kg. Il picco di potenza
anaerobica è risultato di 9,65±0,58 W/kg, l’indice di fatica 46,3±7,75% (test di Wingate) mentre la massima potenza
anaerobica di 12,39±1,41 W/kg, la forza massima 163,81±30,56 N e la velocità massima 185,03±11,77 pedalate al
minuto (test forza-velocità). Le giocatrici titolari hanno evidenziato una minore percentuale di grasso corporeo (21,8%
vs. 24,27%; t43=-2,23; P<0,05), una superiore capacità di lavoro a 170 bpm (2,3 W/kg vs. 1,98 W/kg; t43=2,36;
P<0,05) e un picco di potenza anaerobica (9,87 W/kg vs. 9,43 W/kg; t40=2,31; P<0,05) rispetto alle riserve.
Conclusioni. I nostri riscontri hanno confermato i precedenti risultati in merito ad un buon profilo aerobico ed anaerobico
per delle calciatrici. Ciò che invece è nuovo è la quantificazione del profilo fisiologico nello specifico delle giocatrici
greche e il ruolo della forma e delle caratteristiche fisiche nella selezione delle atlete titolari.
Parole chiave: Calcio - Allenamento di resistenza - Sport.
Vol. 63 - N. 3
343
NIKOLAIDIS
S
ELITE GREEK FEMALE SOCCER PLAYERS
ince the organization of the first world women’s soccer cup by FIFA on 1991, the popularity of soccer has increased among Greek
women. First National League was organized
in 1990 and today there are over 50 clubs with
more than 1500 athletes. Soccer performance
depends upon physiological, biomechanical,
psychological and environmental factors. During a 90-minute game, elite-level players run
about 10 km at an average intensity close to
the anaerobic threshold (80-90% of maximal
heart rate) and within this endurance context,
numerous explosive bursts of activity are required, including jumping, kicking, tackling,
turning, sprinting, changing pace, and sustaining forceful contractions to maintain balance
and control of the ball against defensive pressure.1-12
Women’s soccer presents similarities with
men’s soccer. Top-class soccer players have to
adapt to the physical demands of the game,
which are multifactorial; they may not need to
have an extraordinary capacity within any of
the areas of physical performance but must possess a reasonably high level within all areas.10,
12 Regarding its metabolic demands, soccer is
an aerobic-anaerobic sport requiring players to
display great muscular power, together with the
capacity to transfer energy through aerobic and
anaerobic metabolism 13 and female and male
players seem to tax the aerobic and anaerobic
energy systems to a similar level.1
According to a recent research on women’s
match,6 total distance covered during a game
was 10.3 km, high-intensity running accounting
totally for 1.31 km was performed 125 times for
2.3 s on average, whilst the average and peak
heart rate was 167 (87%) and 186 beats per minute (97%) correspondingly with the distance
covered by high-intensity running during match
play being closely related to physical capacity.
Also, in a study of 34 female players,8 there was
change in locomotor activity more than 1300
times in a game corresponding to every 4 seconds and it was covered 9-11 km in total. In a
previous study,1 women were reported to cover
a similar distance (mean 8.5 km) to their male
counterparts during a game and much the same
proportions of the game appear to be devoted
to exercise of varying intensities.
As women’s soccer is in its infancy as a sport
and research into its physiological demands and
344
D
a quando la FIFA ha organizzato il primo
Campionato del Mondo di calcio femminile
nel 1991, la popolarità del calcio è cresciuta anche fra le donne greche. Il primo campionato nazionale è stato organizzato nel 1990 e, al giorno
d’oggi, si contano più di 50 club e oltre 1 500 atlete. Le performance nel calcio dipendono da fattori
fisiologici, biomeccanici, psicologici e ambientali. Durante i 90 minuti di partita le calciatrici di
alto livello corrono per circa 10 km ad andatura
sostenuta, di poco al di sotto della soglia anaerobica (80-90% della massima frequenza cardiaca)
e nell’arco di questo prova di resistenza sono richiesti inoltre sforzi esplosivi come salti, calci, tackle, cambi di direzione, scatti, cambi di ritmo e
la capacità di resistere agli scontri per mantenere
l’equilibrio e il controllo della palla durante l’attacco da parte dei difensori avversari 1-12.
Il calcio femminile presenta numerose analogie
con quello maschile. Le calciatrici professioniste
devono adattarsi alle richieste fisiche di questo
sport che sono multifattoriali: non è sempre necessario eccellere in qualche area di performance
atletica ma bisognerebbe raggiungere un livello
medio-alto in tutte le aree 10, 12. Dal punto di vista delle richieste metaboliche il calcio può essere
considerato uno sport aerobico-anaerobico ai cui
atleti è richiesta un’elevata potenza muscolare ed
una capacità di fornire energia sia attraverso il
metabolismo aerobico sia attraverso quello anaerobico 13; uomini e donne sembrano sfruttare il sistema energetico aerobico e anaerobico all’incirca
nella stessa maniera 1.
Secondo quanto emerso da un recente studio 6,
la distanza percorsa da un’atleta durante una
partita di calcio femminile è di circa 10,3 km, e
vengono effettuati 125 scatti di una durata media di 2,3 secondi per una distanza complessiva
di 1,31 km, la frequenza cardiaca media durante
gli scatti risulta di 167 bpm (87%) mentre quella massima di 186 bpm (97%), a dimostrazione
del fatto che gli scatti, in questo contesto, risultino
molto vicini alla massima capacità fisica. In un
altro studio su 34 calciatrici 8, sono stati riportati più di 1 300 modifiche dell’attività locomotrice
nell’arco di una partita, corrispondenti ad uno
ogni 4 secondi, e sono stati coperti in totale dai
9 agli 11 km. In uno studio precedente 1 è stato
verificato come le donne, durante una partita,
percorrano una distanza simile a quella delle loro
controparti maschili (media 8,5 km), più o meno
con le medesime variazioni di intensità.
Sebbene il calcio femminile sia uno sport ancora agli albori e la ricerca incentrata sulle richieste
fisiologiche e sulle caratteristiche fisiche necessarie
alle calciatrici sia, ad ora, piuttosto limitata 1, vi
Settembre 2010
NIKOLAIDIS
Table I.—Anthropometric characteristics.
Tabella I.—Caratteristiche antropometriche.
Age
Height
Weight
Body mass index
Body fat
Endomorphy
Mesomorphy
Ectomorphy
years
m
kg
kg.m-2
%
—
—
—
Mean
Standard deviation
Minimal value
Maximal value
21.01
01.64
60.91
22.65
23.12
5.2
4.9
1.9
04.36
000.045
6.1
01.91
03.57
1.2
10,
1.1
12.92
001.547
45.50
17.44
16.4
2.5
2.7
0.1
29.96
01.71
77.10
28.32
310,0
8.5
7.6
4.5
the physical characteristics of players is somewhat limited,1 there is now an increasing demand for scientific investigation of these characteristics and since female soccer in Greece is
quite new, there are no data available on elite
Greek female soccer players. Assessment of
elite athletes is a means of determining physiological characteristics that contribute to performance 13 and is associated with talent detection,
identification and development programs.
Therefore, purpose of this study was to describe physiological characteristics of elite
Greek soccer players and to make comparisons
with other data on female soccer players. Moreover, physiological differences between starters
and substitutes players were examined in order
to highlight those parameters of physical fitness
that influence starters’ selection and game performance.
è comunque un sempre crescente interesse scientifico attorno ad esse; poiché il calcio femminile in
Grecia è un’attività relativamente nuova non vi
sono ancora rilievi scientifici sulle calciatrici professioniste di questo paese. Un’attenta valutazione di queste atlete risulterebbe un modo per poter
identificare le caratteristiche fisiologiche capaci di
contribuire ad un miglioramento della performance 13, migliorerebbe la possibilità di identificare dei
talenti e aiuterebbe a tracciare dei programmi di
valutazione e sviluppo delle atlete. Inoltre l’obiettivo di questo studio è anche quello di descrivere le
caratteristiche fisiologiche delle calciatrici greche
di alto livello e di permettere di effettuare dei paragoni coi dati raccolti su atlete di altre nazioni.
Sono anche state studiate le differenze fisiologiche
fra le atlete che giocano la partita sin dall’inizio e
quelle che entrano in campo per una sostituzione,
al fine di identificare i parametri di forma fisica
che possono influenzare la scelta delle titolari e le
performance di gioco.
Materiali e metodi
Participants and equipment
Forty-five females, all members of two soccer
clubs of the First Greek Division, participated in
this study (Table I). All measurements took place
in three consecutive days for each club. Stature,
body mass, ten skinfold sites (cheek, wattle, triceps, subscapular, chest I, chest II, abdominal, suprailiac, thigh and calf), two girths (arm and calf)
and two breadths (humerus and femur widths)
were measured, body mass index and somatotype
according to Heath-Carter method were calculated, and percentage of body fat was estimated
from the sum of ten skinfolds.3 Skinfold measurement was taken in the dominant side of each athlete. A Tanita (HD352) weight scale was employed
for body mass measurement (in the nearest 0.1
kg), a portable stadiometer for stature (0.001 m), a
Vol. 63 - N. 3
Disegno dello studio
Quarantacinque donne, tutte facenti parte di
due squadre di calcio della Prima Divisione Greca, hanno partecipato allo studio (Tabella I). Tutte
le misurazioni sono state effettuate in tre giorni
consecutivi per ciascun club. Sono stati valutati
altezza, peso, pliche cutanee in dieci siti differenti
(guance, sottomento, tricipite, zona sottoscapolare, torace I, torace II, addome, zona sovrailiaca,
coscia e caviglia), due circonferenze (braccio e
caviglia) e due lunghezze (femore ed omero); il
Body Mass Index (BMI) ed il somatotipo sono stati
calcolati col metodo Heath-Carter e la percentuale di grasso corporeo è stata stimata mediante la
somma delle dieci pliche cutanee 3. Per la misura
del peso corporeo è stata utilizzata una bilancia
Tanita (HD352) con approssimazione di 0,1 kg,
345
NIKOLAIDIS
Table II.—Health-related fitness.
Tabella II. — Parametri fisici.
PWC170
Step testa
Muscular strengthb
Flexibilityc
Muscular enduranced
W
W.kg-1
bpm
bpm
kg
kg.kg-1 BM
cm
s
Flexors-to-extensors ratio
Mean
Standard deviation
Minimal value
Maximal value
129.20
002.13
151.61
101.57
2580,0
004.25
024.68
124.80
184.56
000.74
30.21
00.47
18.71
20.76
41.38
00.61
07.35
74.56
76.58
00.52
0072.35
0001.14
1270,
00700,,
167.2
0003.02
006.5
0022.28
0041.09
0000.12
202.22
003.07
190
161
328.30
005.45
03700,
353.86
440.17
003.19
aResults
presented as heart rate in the end of the third minute of exercise (upper row) and in the first minute of recovery. bSum of
four measures: right and left handgrip, trunk and trunk legs, in absolute and in relative to body mass values. cAdvantage of 15 cm
was provided by sit-and-reach equipment. dTrunk flexors (upper row) and extensors (lower row).
Harpenden caliper for skinfolds (0.0005 m), a Seca
(S203) measuring tape for girths (0.005 m) and a
small Lafayette anthropometric caliper for breadths
(0.001 m).
In addition to the above anthropometric measurements, all athletes performed also a health-related fitness battery including work capacity in heart rate 170
beats per minute, step test (cardiorespiratory power),
sit-and-reach test (flexibility), vertical jump, modified
30-s Bosco test, trunk’s flexors and extensors endurance (muscular endurance) and isometric dynamometry (muscular strength). They performed the Wingate anaerobic test (WAnT) and the force-velocity test
for lower limbs in a cycle ergometer (Monark 874),
too. Force-velocity test included five 7-sec sprints with
5 min break between them against incremental resistance (2, 3, 4, 5 and 6 kg); velocity (revolutions per
minute) was recorded through modified mechatronic
system and specialized software calculated the values of mechanical characteristics (maximal power,
maximal force and maximal velocity). Each test was
preceded by a standardized warm-up and familiarization session. Resistance for the 30-sec WAnT was
determined by the product of body mass by 0.075.
Data and statistical analysis
For each participant, an individual linear regression (least squares method) was determined
between peak pedaling frequency and breaking force for each of the five sprints (five data
points for each force – velocity relationship).
The theoretical maximal force (F0) and velocity (v0) corresponded to the intercepts with the
force and velocity axes in the force – velocity
346
per l’altezza uno stadiometro portatile (0,001 m di
approssimazione), un calibro Hardpenden per la
misura delle pliche cutanee (0,0005 m), un metro
da sarta Seca (S203) per le circonferenze (0,005
m) e un piccolo calibro antropometrico Lafayette
per le lunghezze (0,001 m).
Oltre alle misurazioni antropometriche sono
stati eseguiti test fisici su tutte le atlete, fra cui
la capacità di lavoro a una frequenza cardiaca
di 170 bpm, lo step test (per saggiare la potenza
cardiopolmonare), il sit-and-reach test (elasticità), la valutazione dell’elevazione, il 30-s Bosco
test modificato, un test di resistenza per flessori e
estensori del tronco (resistenza muscolare) ed una
dinamometria isometrica (forza muscolare). Sono
inoltre state sottoposte al test anaerobico di Wingate (WAnT) e al test di forza-velocità per gli arti
inferiori sul cicloergometro (Monark 874). Il test di
forza-velocità si articola su cinque sprint da 7 secondi con 5 minuti di pausa fra gli sprint, contro
resistenza incrementale (2,3,4,5 e 6 kg); la velocità (pedalate al minuto) è stata registrata mediante
un sistema mechatronic modificato e un software dedicato ha permesso il calcolo e l’analisi delle
caratteristiche meccaniche della prova (potenza,
energia e velocità massima). Ogni test è stato preceduto da un adeguato riscaldamento e da una
sessione di prova. La resistenza per i 30 secondi
del WAnT è stata calcolata moltiplicando la massa
corporea per 0,075.
Analisi statistica
Per ciascuna delle partecipanti è stata eseguita
un’analisi di regressione lineare (metodo dei minimi quadrati) tra il picco di frequenza e la massima forza della pedalata durante i cinque sprint
Settembre 2010
NIKOLAIDIS
Table III.—Anaerobic power and force-velocity characteristics.
Tabella III. — Potenza anaerobica e caratteristiche del test forza-velocità.
Peak powera
Mean powera
Minimal powera
Fatigue indexa
Maximal powerb
Maximal forceb
Maximal velocityb
aIndexes
W
W.kg-1
W
W.kg-1
W
W.kg-1
%
W
W.kg-1
rpm
Mean
Standard deviation
Minimal value
Maximal value
586.76
009.65
433.42
007.15
314.75
005.20
046.29
752.53
012.39
163.80
185.03
059.74
000.58
038.51
000.66
044.36
000.84
007.75
114.86
001.41
030.60
011.77
446.06
007.79
347.57
005.02
176.27
003.07
028.99
497.65
008.68
111.50
1480,0
698.38
011.25
516.53
008.30
394.37
006.55
070.24
990.52
015.79
233.2
207.9
of Wingate anaerobic test; bindexes of force-velocity test.
graph. Maximal power (Pmax) was determined at
an optimal force and optimal velocity of 0.5 F0
and 0.5 v0 and was calculated as Pmax=0.25 . F0 .
v0. The duration of every flywheel revolution in
Force-velocity test and Wingate anaerobic test
was measured with the help of electronic sensor and power output of every revolution was
computed by specialized software.9 Means (M)
and standard deviations (SD) were calculated
for all physiological and anthropometric parameter. Statistical analyses were performed using
NCSS 2007.
Results
Health-related fitness is presented in Table II
and anaerobic power and force-velocity characteristics in Table III. Regarding anthropometric
data, starters players were older (23.07 vs. 19.21
years old, t43=3.86, P<0.05) and had lower %
body fat (21.8% vs. 24.27%, t43=-2.23, P<0.05),
while there was no difference with respect to
body mass (60.17 kg vs. 61.57 kg, t43=-0.66, n.s.)
and stature (1.64 m vs. 1 639 m, t43=0.07, n.s.)
than substitutes. Differences regarding the physique of these two groups were revealed, too;
endomorphy was 4.7 vs. 5.6 (t43=-2.18, P<0.05),
mesomorphy 4.7 vs. 5.2 (t43=-2.18, n.s.) and ectomorphy 2.1 vs. 1.7 (t43=1, n.s.), correspondingly.
With respect to cardiorespiratory fitness,
starters had higher work capacity in heart rate
170 (2.3 W.kg-1 vs. 1.98 W.kg-1, t43=2.36, P<0.05)
during cycle ergometry and lower heart rate in
the end of 3 min of step test (140.7 bpm vs.
157.67 bpm, t26=-2.52, P<0.05) than substitutes,
Vol. 63 - N. 3
(cinque dati per ogni relazione forza-velocità). La
forza (F0) e la velocità (V0) massima teoriche corrispondono ai punti di intersezione con gli assi di
forza e velocità nel grafico forza-velocità. La potenza massima (Pmax) è stata determinata come
forza e velocità ottimale di 0,5 F0 e 0,5 V0 ed è stata
calcolata come Pmax=0,25 x F0 x V0. La durata di
ogni pedalata nel test forza-velocità e nel test anaerobico di Wingate è stata misurata con l’aiuto di
un sensore elettronico mentre per la potenza utilizzata per l’intera pedalata si è ricorsi all’utilizzo
di un software computerizzato 9. La Media (M) e
la deviazione standard (SD) sono stati calcolati
per tutti i parametri fisiologici ed antropometrici.
L’analisi statistica è stata eseguita mediante l’utilizzo del software NCSS 2007.
Risultati
Tutti i parametri fisici sono presentati nella Tabella
II mentre la potenza anaerobica e le caratteristiche
del test forza-velocità sono contenute nella Tabella
III. Analizzando i dati antropometrici, le giocatrici
titolari sono risultate più vecchie delle riserve (23,07
contro 19,21 anni, t43=3,86; P<0,05) e con una minore percentuale di grasso corporeo (21,8 % vs. 24,27
%, t43 = -2,23; P<0,05), mentre non vi sono differenze significative per quanto riguarda il peso (60,17 kg
vs. 61,57 kg, t43 =-0,66; n.s.) e l’altezza (1,64 m vs.
1,639 m, t43=0,07; n.s.). Si è verificata inoltre una
differenza di costituzione fisica fra i due gruppi; rispettivamente l’endomorfismo è risultato 4,7 contro
5,6 (t43=-2,18; P<0,05), il mesomorfismo 4,7 contro
5,2 (t43=-2,18 n.s.) e l’ectomorfismo 2,1 contro 1,7
(t43=1 n.s.).
Per quanto riguarda la capacità cardio-respiratoria, le titolari hanno mostrato, rispetto alle
347
NIKOLAIDIS
but there was no significant difference in heart
rate of the first minute of recovery after step test
(95.4 bpm vs. 105 bpm, t26=-1.18, n.s.). In addition to superior aerobic power, starters had also
higher relative muscle strength (44.7 N.kg-1 of
body mass vs. 40.6 N.kg-1, t43=2.41, P<0.05) than
substitutes. However, there was no significant
difference in other parameters of health-related
fitness; muscle strength assessed by the sum
of four isometric exercises in absolute values
(2 673.1 N vs. 2 498.6 N, t43=1.43, n.s.), flexibility (25.58 cm vs. 23.89 cm, t43=0.77, n.s.), trunk
flexors’ muscular endurance (124.26 s vs. 125.27
s, t43=-0.04, n.s.) and trunk extensors’ muscular
endurance (189.93 s vs. 179.87 s, t43=0.44, n.s.).
Regarding indexes of Wingate anaerobic test,
starters had higher relative peak power (9.87
W.kg-1 vs. 9.43 W.kg-1, t40=2.15, P<0.05), mean
power in absolute (448.24 W. vs. 419.31 W,
t40=2.31, P<0.05) and relative values (7.48 W.kg1 vs. 6.84 W.kg-1, t =3.27, P<0.05), and mini40
mal power in absolute (330.85 W. vs. 299.43 W,
t40=2.11, P<0.05) and relative values (5.53 W.kg1 vs. 4.88 W.kg-1, t =2.69, P<0.05) than substi40
tutes. No significant differences were found in
absolute peak power (593.56 W. vs. 579.95 W,
t40=0.7, n.s.) and in fatigue index (44.37% vs.
48.13%, t40=-1.5, n.s.). Moreover, there were no
significant differences in maximal power either
in absolute (771.28 W vs. 734.66 W, t39=1.08,
n.s.) or relative values (12.81 W.kg-1 vs. 12 W.kg1, t =1.55, n.s.) and in theoretical maximal force
39
(163.85 N vs. 163.77 N, t39=0.01, n.s.). However,
starters had higher theoretical maximal velocity
(189.75 revolutions per minute vs. 180.53 rpm,
t39=2.14, P<0.05) than substitutes.
Discussion
Anthropometry
Body mass and body fat as important anthropometric parameters were mentioned in female
Spanish players,11 where they differed significantly by level of expertise. Body fat (22.9%)
was close to the range suggested for elite players (19.7-22%).1 Body mass and stature were
lower than American players.14 In addition to
percentage of body fat, somatotype was different between starters and substitutes, too, suggesting that physique and body composition
were considerable parameters of soccer performance.
348
riserve, una superiore capacità di lavoro ad una
frequenza di 170 bpm (2,3 W/kg vs. 1,98 W/kg,
t43=2,36; P<0,05) durante il test con il cicloergometro e una frequenza cardiaca inferiore al
termine dei 3 minuti di step-test (140,7 bpm vs.
157,67 bpm, t26= -2,52; P<0,05); non sono state
invece rilevate differenze statisticamente significative nell’analisi della frequenza cardiaca durante
il primo minuto di recupero al termine dello step
test (95,4 bpm vs. 105 bpm, t26=-1,18; n.s.). Oltre
alla superiore potenza aerobica, le titolari hanno
anche mostrato una maggiore forza muscolare
relativa (44,7 N/kg contro 40,6 N/kg, t43=2,41;
P<0,05). Tutti gli altri parametri esaminati non
hanno mostrato differenze significative: la forza muscolare ricavata dalla somma dei moduli
dei 4 esercizi isometrici (2 673,1 N vs. 2 498,6 N,
t43=1,43; n.s.), la flessibilità (25,58 cm vs. 23,89
cm, t43=0,77; n.s.), la resistenza dei flessori del
tronco (124.26 s vs. 125.27 s, t43=-0.04, n.s.) e la
resistenza degli estensori del tronco (189,93 s vs.
179.87 s, t43=0.44, n.s.).
Il test anaerobico di Wingate ha mostrato che
le titolari hanno una superiore potenza anaerobica di picco relativa (9,87 W/kg vs. 9,43 W/kg,
t40=2,15; P<0,05), valori superiori di potenza
anaerobica assoluta (448,24 W. vs. 419,31 W;
t40=2,31; P<0,05) e relativa (7,48 W/kg vs. 6,84
W/kg; t40=3,27; P<0,05) e anche di potenza minima, anch’essa sia assoluta (330,85 W vs. 299,43
W; t40=2,11; P<0,05) che relativa (5,53 W/kg vs
4,88 W/kg; t40=2,69; P<0,05). Nessuna differenza
statisticamente significativa è stata rilevata analizzando il picco di potenza assoluto (593,56 W
vs 579,95 W; t40=0,7; n.s.) e la fatica anaerobica (44,37% vs. 48,13%, t40=-1,5; n.s.). Altrettanto
non sono state rilevate differenza tra i valori di potenza massima assoluti (771,28 W vs. 734,66 W;
t39=1,08; n.s.) o relativi (12,81 W/kg vs. 12 W/kg;
t39=1,55; n.s.) né fra le forze massimali teoriche
(163,85 N vs. 163,77 N; t39=0,01; n.s.).
Discussione
Antropomorfometria
Massa corporea e percentuale di grasso corporeo
sono risultati parametri importanti per le calciatrici
spagnole 11, fra le quali era possibile rilevare una
grossa variabilità in funzione del livello e dell’esperienza. La percentuale di grasso corporeo (22,9%)
si è rivelata molto vicina a quella ritenuta ottimale
per le atlete di alto livello (19,7-22%) 1. Peso e altezza sono risultati inferiori a quello delle calciatrici
americane 14. Oltre alla percentuale di grasso corporeo, anche i somatotipi sono risultati differenti fra
Settembre 2010
NIKOLAIDIS
Cardiorespiratory power
Work capacity in heart rate 170 beats per
minute (bpm; PWC170) in relative values (2.13
W.kg-1) was higher than reference data (1.8
W.kg-1).3 Step test’s findings coincided with
PWC170 as it revealed higher values (101.57
bpm) than reference data (108 bpm),2 which
was classified as “above average”. According
to these findings, cardiorespiratory power was
6-18% above the average, indicating a good aerobic profile. Besides, due to the results of both
employed tests of cardiorespiratory power, this
physiological parameter was 11-16% higher in
starters revealing its contribution to soccer performance. These findings came to terms with
previous data about cardiorespiratory power
1 reporting values of maximal oxygen uptake
between 47.1 and 57.6 mL.kg-1.min-1, that was
superior to average population.
Muscular strength and muscular endurance
Total muscular strength (258 kg) was classified as average according to normative data of
general population (164-281 kg),4 closed to the
upper limit of the “average” category. When it
was expressed in relative to body mass values
(4.25 kg per kg of body mass), total muscular
strength was also categorized as average regarding reference data of 2.9-4.79 kg per kg of body
mass. On average, a female soccer player had
muscular strength above the average either on
absolute or relative to body mass values. Muscular endurance of trunk’s flexors (114.±74.56
s) was lower than reference data of general
population (134±81 s).5 The corresponding
value of trunk’s extensors (184.56±76.58 s) was
similar to reference data (185±60 s). Flexors-toextensors ratio (0.74) was closed to reported
data (0.72). Considering the minor differences
in muscular endurance between starters and
substitutes, muscular endurance was not above
average. On the contrary, muscular strength
was a parameter that distinguished starters from
substitutes and it was stressed in soccer players
in comparison with the general population.
titolari e riserve, suggerendo così che la forma fisica
e la struttura corporea siano parametri capaci di
influenzare in maniera importante le performance
calcistiche. Questi riscontri vanno di pari passo con
dati precedenti sulla capacità cardiorespiratoria 1
che riportano valori di massimo consumo d’ossigeno compresi fra 47,1 e 57,6 ml/kg.min, superiori ai
valori medi nella popolazione.
Potenza cardiorespiratoria
La capacità di lavoro a 170 battiti al minuto
(bpm; PWC170) rapportata al peso corporeo (2,13
W/kg) è risultata superiore rispetto ai dati di riferimento (1,8 W/kg) 3. Anche i dati dello step test, così
come quelli del PWC170, hanno mostrato valori superiori (101,57 bpm) rispetto a quelli di riferimento (108 bpm) 2, risultando così al di sopra della
media. Questi valori di potenza cardiorespiratoria
indicano un incremento del 6-18% rispetto alla
media, indicando così un buon profilo aerobico.
Inoltre, mettendo assieme i risultati dei due test,
si evince come le calciatrici titolari abbiano valori del 11-16% superiori alla media e come anche
questo sia un parametro di cui tenere conto nella
performance calcistica.
Forza e resistenza muscolare
Seppure la forza muscolare totale (258 kg) sia
rientrata nella media (164-281 kg) 4, essa è risultata appena al di sotto del valore superiore di questo range. Anche rapportando tale valore al peso
(4,25 kg per kg di peso corporeo) si ricade di poco
nella media di 2,9-4,79 kg per kg di peso corporeo. In pratica, quindi, una calciatrice ha valori
di forza muscolare assoluti e relativi al peso corporeo mediamente superiori ai valori medi nella
popolazione. La resistenza dei flessori del tronco
(114±74,56 s) è risultata inferiore ai valori di riferimento nella popolazione (134±81) 5 mentre il
corrispondente valore per gli estensori del tronco
(184,56±76,58 s) è risultato in media con quello
della popolazione di riferimento (185±60 s). Anche il rapporto flessori-estensori (0,74) è risultato
simile a quello rilevato nella popolazione (0,72).
Anche considerando le differenze minori rilevate
fra titolari e riserve, tale valore non è risultato al
di sopra della media. La forza muscolare, invece,
è risultata differente sensibilmente fra titolari e riserve e fra calciatrici e popolazione di riferimento.
Anaerobic power and force-velocity characteristics
Potenza anaerobica e caratteristiche dell’analisi
forza-velocità
Mean power was higher than reference data
for physically active women either on absolute
La potenza media è risultata superiore ai dati
relativi alle donne fisicamente attive sia in valore
Vol. 63 - N. 3
349
NIKOLAIDIS
(432.7 W vs. 381.1 W) or relative values (7.17
W.kg-1 vs. 6.39 W.kg-1). Five out of seven indices
of Wingate anaerobic test examined revealed
significantly higher values in starters than substitutes, with the other two indicating better, but
not statistically significant, results for starters.
Maximal power measured by force-velocity test
showed off better performance than reference
data 3 for non-athletes either in absolute (747.18
W vs. 593 W) or in relative values (12.35 W.kg1 vs. 10.2 W.kg-1). Starters had higher theoretical maximal velocity than substitutes and given
their equal theoretical maximal force, this denoted a more “fast” profile for starters and conversely a more “strong” profile for substitutes in
the spectrum of force-velocity relationship.
This study was carried out on elite Greek
women. Consequently its results could be generalized to similar populations of other countries, too, on the assumption that these countries are in similar or lower level than Greece.
It is presumed that in higher international level,
considering the contribution of physical fitness
on soccer performance, players have better
physical fitness and thereafter differences between starters and substitutes may be attenuated or even annihilated.
assoluto (432,7 W contro 381,1 W) sia in rapporto al peso corporeo (7,17 W/kg contro 6,39 W/kg).
Cinque indici su sette all’interno del test anaerobico di Wingate hanno mostrato valori significativamente superiori nelle titolari rispetto alle riserve;
anche gli altri due indici sono risultati superiori
nelle titolari, senza peraltro raggiungere la significatività statistica. La potenza massima, misurata
durante il test forza-velocità, è risultata superiore
ai dati di riferimento 3 nelle donne non atlete, sia
per quanto riguarda i valori assoluti (747,18 W
vs. 593 W) sia per quelli relativi al peso (12,35 W/
kg vs. 10,2 W/kg). Le titolari hanno mostrato una
velocità massima teorica superiore rispetto alle riserve, evidenziando così, nell’ambito del test forza-velocità, una tendenza alla maggiore velocità
nelle titolari in contrapposizione a una maggiore
forza nella riserve.
Questo studio è stato svolto su un gruppo selezionato di donne greche; di conseguenza i risultati potrebbero essere estesi ad una popolazione analoga di donne di altre nazioni, assumendo che le
suddette nazioni abbiano un livello di prestazioni
calcistiche simile od inferiore rispetto alla Grecia.
Questo perché è assai probabile che a livelli superiori il gap fisico e calcistico fra titolari e riserve sia
sensibilmente ridotto o completamente annullato.
Conclusions
I nostri riscontri hanno confermato quanto
era già stato ipotizzato in merito al buon profilo
aerobico e anaerobico delle donne calciatrici. Il
dato realmente nuovo riguarda la quantificazione di questo profilo fisiologico in una popolazione selezionata di calciatrici greche e il ruolo delle
qualità fisiche sulla selezione delle atlete titolari
e delle riserve nel calcio a questo specifico livello.
Senza, peraltro, dimenticare tutti gli altri fattori
che portano a eccellere nello sport, almeno a questo specifico livello, la forma fisica e psichica sono
comunque fattori che determinano in maniera
importante la performance calcistica e che dovrebbero essere ulteriormente migliorati.
Our findings confirmed previous suggestions
about the good aerobic and anaerobic profile
of women’s soccer. However, what is novel is
the quantification of this physiological profile in
elite Greek players and the role of physical fitness on the selection of starters in the particular
level of women’s soccer. Without neglecting the
other factors of sport excellence, for the given
level of sport, physique and physical fitness are
important determinants of soccer performance
and should be further improved.
350
Conclusioni
Settembre 2010
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Received on March 30, 2010 - Accepted for publication on September 22, 2010.
Corresponding author: N. Pantelis, Laboratory of Exercise Physiology Physical and Cultural Education, Hellenic Military
Academy, Varis-Koropiou, 16673 Vari, Attiki, Greece. E-mail: [email protected]
Vol. 63 - N. 3
351
MED SPORT 2010;63:353-64
The fencing lunge: analysis of load
distribution to the lower limbs and
gender-related differences in young
fencers in relation to accident prevention
L’affondo nella scherma giovanile: analisi del
carico imposto ai due arti inferiori e differenze
di genere per la prevenzione degli infortuni
I. SANNICANDRO, A. PICCINNO, R. CATALETA, E. MAFFIONE, S. DE PASCALIS
Department of Motor and Sports Activities
University of Foggia, Foggia, Italy
SUMMARY
Aim. The lunge movement in fencing generates a different force to the two lower extremities. Knowledge of this difference holds importance for reducing the risk of injury, especially among young fencers. The aim of this study was to
measure the forces generated to the lower limbs and to determine whether they differed by gender.
Methods. The forces generated by the fencing lunge and the countermovement jump were measured using two force
platforms and an accelerometer, supported by dedicated software for data analysis.
Results. Statistically significant differences in peak concentric force and the ground reaction force emerged between
the male and female fencers (P <0.05). Comparison of the values recorded for the two movements showed that values
for the push leg differed on both the lunge (an asymmetrical movement) and the CMJ (a symmetrical movement).
Conclusion. Fencing is an asymmetrical sport that produces differences in neuromuscular and functional adaptations
in the lower limbs which can influence strength and control demanded by the lunge movement. With muscle conditioning and specific training, this functional asymmetry can be reduced in fencers.
Key words: Fence - Lower extremities - Athletes - Exercise.
RIASSUNTO
Obiettivo. Il gesto tecnico nella scherma impone un carico differente per i due arti inferiori. Tale disparità deve essere
conosciuta soprattutto in ambito giovanile ai fini della riduzione del rischio di infortunio. Lo studio si prefigge di analizzare tale carico e di individuare differenze di genere nella scherma giovanile.
Metodi. Per la valutazione dell’affondo schermistico e del salto mediante counter mouvement jump (CMJ) sono state
utilizzate due pedane dinamometriche ed un accelerometro supportati da software per l’analisi del gesto.
Risultati. Sono state individuate differenze statisticamente significative nel picco di forza concentrica e nella forza
di impatto al suolo tra soggetti di genere maschile e femminile (P<0,05). Nel confronto tra i due arti, l’arto di spinta
evidenzia di comportarsi diversamente da quello di affondo anche nell’esecuzione di un gesto di salto simmetrico
quale è il CMJ.
Conclusioni. La scherma è uno sport asimmetrico che produce adattamenti neuromuscolari e funzionali differenti
per i due arti inferiori che influenzano la capacità di forza e di controllo richieste dal gesto specifico. Sono necessarie
sessioni di training specifiche per ridurre l’asimmetria funzionale che si determina con la pratica schermistica.
Parole chiave: Scherma - Estremità inferiori - Atleti - Esercizio.
Vol. 63 - N. 3
353
SANNICANDRO
W
THE FENCING LUNGE
orldwide, fencing is enjoying growing
popularity: the Fédération Internationale d’Escrime (FIE) now counts 128 members, up from 110, and the number of athletes
participating in competitions at all levels has
risen by about 50%.1-25 But only recently have
comprehensive data from injury epidemiology,5-7, 21-53 and biomechanical studies 34, 54-62,
65 in elite and junior fencers 24, 42, 44, 49 become
available.
Overall, the studies indicate that the occurrence of injuries during competitions is low,
and far lower than the rates reported for either soccer or basketball (50 and 31 times,
respectively).22, 63 The injury risk rate is calculated differently in Italy with respect to other
countries where calculations are based on 1
injury per 1000 hours of activity and activity hours are distinguished between practice
and competition. According to one year statistics of fencing competitions in Lombardy, for
example, of the 1365 participating fencers, 3
incurred injuries and subsequently withdrew
from competitive fencing.53 In contrast, in a
study on 1030 fencers competing in international and national events, the injury rate was
3.7 per 100 male fencers and 7.8 per 100 female fencers.65 Another study reported 2 injuries in 801 fencers during a national championship.36 A study on 15 years of insurance
statistics of incidents in combat sports in Germany reported only 1 case for fencing.48 Recent figures appear to confirm this trend: a
rate of 0.3 per 1000 athlete exposures (AE)
(where AE is defined as 1 athlete’s chance of
incurring an assault-related injury); 22 1.1 per
100 assaults and 4.5 per 100 athletes;45 and 5.5
per 1000 AE.49
The anatomic site most often injured is the
lower limb;6, 7, 22-24, 29, 41, 43, 51, 53, 65 the most
frequent type of injury is ligament injuries,
knee and ankle sprains, and first and second
degree stretching of leg flexor muscles.22-24, 41,
45, 49, 51, 62, 65 Upper limb injuries, although usually less serious (wounds and wrist or finger
sprains), have also been reported.25, 41, 44, 45,
49, 51 Women are more subject to the risk of
injury than men, 1,2,18,19,22,63 and tend to have
more injuries to the hip, while both sexes are
equally at risk for ankle sprains and flexor
muscle strains.22
By observing specific fencing movements
and practice in tactical technique strategies,
one can see that the workloads applied to the
lower limbs clearly differ from those applied
354
L
’incremento dei praticanti scherma tanto in
ambito internazionale che in quello nazionale è culminato con l’incremento sia dei membri
della Federation Internationale d’Escrime (FIE)
da 110 a 128 che del numero degli agonisti partecipanti alle varie competizioni di circa il 50%
(Harmer, 2008) 1-25. Nonostante la rilevante diffusione, solo ultimamente, in letteratura, sono apparsi dati epidemiologici più completi circa gli infortuni legati a tale disciplina sportiva 5-7, 21-53 ed
alle richieste biomeccaniche derivanti dall’utilizzo della tecnica specifica 34, 62, 65 non solo nell’alto
livello ma anche nella pratica sportiva giovanile
24, 41, 44, 49.
Dagli studi esistenti è emerso che l’insorgenza
di infortuni durante le competizioni schermistiche sono rari, e confrontando la scherma con
altri sport, quali calcio e basket risulta avere un
tasso di infortunio, rispettivamente, 50 e 31 volte
più basso 22, 63.
Le modalità di calcolo del rischio di infortunio
utilizzate in Italia sono differenti da quanto presente nella letteratura internazionale laddove il
rischio di infortunio è calcolato considerando il
numero di traumi per 1000 ore di attività, suddividendo il rischio di infortunio in allenamento da
quello in gara.
In Italia, studiando un anno le competizioni
schermistiche in Lombardia a cui hanno partecipato 1365 schermitori, sono stati rilevati solo 3
infortuni in atleti che si sono ritirati dalle competizioni agonistiche 53. Durante competizioni nazionali ed internazionali, osservando 1030 atleti,
è stato registrato un tasso di infortunio di 3.7 per
100 schermitori e 7.8 per 100 schermitrici 65.
Un altro lavoro ha rilevato 2 infortuni su 801
schermitori in un campionato nazionale 36 e, in
una ricerca effettuata in Germania, della durata di 15 anni, sugli infortuni nello sport, venne
riportato un solo caso nella scherma 48. Le ultime
ricerche sembrano confermare tale tendenza indicando valori di 0,3 per 1000 AE (dove per AE si
intende l’opportunità per un atleta di incorrere
in un infortunio durante un assalto) 22, 1,1 per
100 assalti e 4,5 per 100 partecipanti 45, 5,5 per
1000 AE49.
La sede anatomica più frequentemente colpita risulta essere l’arto inferiore 6, 7, 22-24, 29, 41, 43, 51, 53, 65.
Lesioni ai legamenti, distorsioni di ginocchio e
caviglia ed elongazioni di 1° e 2 ° grado ai muscoli flessori della gamba sono gli infortuni predominanti 22, 23, 24, 41, 45, 49, 51, 52, 62, 65. In letteratura
vengono riportati anche infortuni all’arto superiore, anche se di lieve entità quali ferite e contusioni a mano e dita 25, 41, 44, 45, 49, 51 .
Le donne presentano un rischio più alto rischio
Settembre 2010
THE FENCING LUNGE
SANNICANDRO
to the upper limbs. The lunge has a key role
in fencing as it is correlated with all other assault movements;58 furthermore, the ability to
execute it swiftly and return to the en garde
position or shift direction is fundamental for
success in fencing.9
The lunge begins with extension of the
forearm of the weapon arm, followed immediately by bending the left or right knee, depending on the en garde stance taken, and
extension of the contralateral leg. Execution
of the lunge requires maximal explosive force
in order to reach the target; but if the athlete
has overestimate the distance to be covered,
he/she will use another movement such as
pass and lunge, for example.
From a description of lunge dynamics, one
can appreciate that knowing the workload of
the movement on the front leg and the support leg in monopodalic position will be useful for programming practice for improving
performance and reducing the risk of injury.
Landing in monopodalic position constitutes
one of the movements most likely to cause
non-contact injury to the knee. This movement, especially in women, is a risk factor
for anterior cruciate ligament (ACL) injuries,
because greater activation of the quadriceps
than the flexors results in anterior tibial translation and because of knee valgismus and rotation of the lower limbs.2, 12, 15, 19, 35
The aim of this study was to analyze the
workload of the lunge on both lower limbs in
junior fencers and to determine whether there
were any gender-related differences. A further
aim was to determine whether in the fencing
lunge repeated application of the workload
on the lower limbs, because of altered neuromuscular activity, could lead to a differentiation in the phases of the countermovement
jump.
Study population
The study population was 44 competitive athletes (21 boys; mean age, 15.8±1.5
years, mean height, 175.3±4.1 cm; mean
body weight, 70.1±5.6 kg; 13 girls; mean age,
16.4±1.9 years; mean height, 159.6±4.8 cm;
mean body weight, 60.2±11.1 kg) with a mean
fencing experience of 6±1.2 years. All participants were informed about the study objec-
Vol. 63 - N. 3
di infortunio rispetto agli uomini 1, 2, 18, 19, 22, 63, in
particolare tendono ad avere più infortuni all’anca mentre risultano uguali per quelli più specifici quali distorsioni di caviglia ed elongazioni ai
muscoli flessori della gamba 22.
Dall’osservazione delle gestualità specifiche e
delle strategie di allenamento tecnico-tattico è evidente come la scherma imponga differenti carichi
per gli arti superiori e inferiori.
L’affondo gioca un ruolo importante in quanto
rappresenta il gesto correlato a tutte le azioni di
attacco 58; inoltre, la capacità di eseguirlo velocemente e di ritornare nella posizione di guardia o
di muoversi in una nuova direzione è discriminante ai fini del successo in questo sport 9.
Questo fondamentale ha inizio con l’estensione dell’avambraccio dell’arto armato, a cui segue
immediatamente il piegamento del ginocchio destro o sinistro, a seconda della posizione di guardia adottata, e l’estensione dell’arto inferiore controlaterale.
L’esecuzione dell’affondo richiede un impegno
di forza esplosiva sempre massimale per poter raggiungere il bersaglio, viceversa, l’atleta, qualora
valuta eccessiva la distanza da coprire, ricorre ad
un’altra gestualità quale ad esempio il passo ed
affondo.
Si evince, dalla descrizione della dinamica
dell’affondo, come conoscere il carico imposto dal
gesto, sia per l’arto di spinta che per quello deputato alla presa di contatto al suolo in appoggio
monopodalico, sia utile per strutturare sedute di
allenamento finalizzate al miglioramento della performance ed alla riduzione del rischio di
infortunio. La presa di contatto al suolo in appoggio monopodalico, infatti, costituisce una delle gestualità potenzialmente più pericolose per i
traumi da non contatto al ginocchio. Infatti, questo gesto, soprattutto per le donne, risulta essere
un fattore di rischio per le lesioni del legamento
crociato anteriore, sia a causa di una maggiore attivazione del quadricipite rispetto ai muscoli
flessori che determina una traslazione anteriore
della tibia, sia a causa del valgismo al ginocchio
e dai movimenti di rotazione degli arti inferiori
2, 12, 15, 19, 35.
Lo scopo di questo studio è quello di analizzare
il carico imposto dal gesto dell’affondo nella scherma giovanile sui due arti ed, eventualmente, differenze di genere. Lo studio, inoltre, si prefigge di
verificare se la reiterazione del carico sui due arti
imposto dalla gestualità specifica della scherma
possa determinare, alterandone il comportamento
neuromuscolare, una differenziazione nelle fasi
del salto in un gesto simmetrico quale può essere
considerato il counter movement jump.
355
SANNICANDRO
THE FENCING LUNGE
Materiali e metodi
tives and assessments and the potentially associated risks.
Equipment
Campione
To evaluate the lunge and the countermovement jump (CMJ), 2 dynamometric force
platforms (Twin Plates, Globus Italia) and an
un accelerometer (Real Power, Globus Italia)
were used. Acquisition data were processed
with dedicated software. The force platforms
have an acquisition frequency of 1000 Hz and
emit 2 different signals, one for each platform,
yielding a signal for each lower limb.
Il campione è rappresentato da n. 44 atleti agonisti (maschi N=21, 15,8±1,5 anni, 175,3±4,1
cm, 70,1±5,6 kg; femmine N=13, 16,4±1,9 anni,
159,6±4,8 cm, 60,2±11,1 kg) con una pratica
schermistica pari a (media±DS) 6±1,2 anni . Tutti
i partecipanti sono stati preventivamente informati
circa gli obiettivi delle valutazioni e circa i potenziali rischi connessi alle stesse.
Materiali
Protocol
Before setting up the experimental conditions, the lunge distance was measured for
each subject. The fencing lunge was performed
on 2 force platforms, starting with the subject
standing in the en garde position. Before assessment, the subject was allowed 3 trials to
familiarize himself/herself with the movement
and to exclude the learning effect. From the
starting position the subject took the en garde
stance, with the front leg on one force platform and the support leg on a wooden platform composed of various different additional
modules depending on the lunge distance each
subject had attained. At the starting signal, the
subject executed the fencing lunge by jumping with the support leg onto the force platform next to the wooden platform: the force
of impact (ground reaction force [GRF]) of the
support leg and the peak concentric force of
Figure 1.—Phase I. Distribution of workload. The 2 force
platforms record the distribution of the workload on the
2 lower limbs.
Figura 1.—Ripartizione del carico. Le due pedane registrano la ripartizione del carico sui 2 arti.
356
Per la valutazione dell’affondo schermistico e
del salto mediante Counter Movement Jump (CMJ)
sono state utilizzate due pedane dinamometriche
(Twin Plates, Globus Italia) ed un accelerometro
(Real Power, Globus Italia) supportati da software
per l’analisi del gesto.
Le pedane hanno un’acquisizione pari a 1000
hz e sono in grado di restituire due differenti segnali, uno per ciascuna pedana e, quindi, un segnale
per ciascun arto.
Protocollo
L’esecuzione dell’affondo schermistico è stato
eseguito su due pedane dinamometriche, partendo
dalla posizione di guardia. Prima della valutazione, ad ogni atleta è stato richiesto di effettuare 3
prove al fine di familiarizzare con il gesto ed escludere l’effetto dell’apprendimento. Nella posizione di
partenza, l’atleta si disponeva per assumere la posizione di guardia, poggiando l’arto di spinta su una
pedana dinamometrica, mentre l’arto di appoggio
su di una pedana di legno, composta di diversi moduli aggiuntivi che venivano utilizzati in base alla
lunghezza dell’affondo del singolo atleta. All’avvio
del test l’atleta eseguiva un affondo schermistico,
andando ad impattare con l’arto di appoggio su
una pedana dinamometrica posta al margine del
supporto di legno: per quest’ultimo arto si è valutata la forza d’impatto al suolo (Ground Reaction
Force, GRF), mentre per l’arto di spinta si rilevava
in esame il picco di forza concentrica (Figura 1).
Durante l’esecuzione del test, un accelerometro
era collegato alla cintura dell’atleta e parallelamente al suolo, per valutare la velocità del gesto attraverso lo spostamento lineare dell’encoder stesso .
Prima della collocazione delle pedane per la valutazione del gesto tecnico, per ciascun partecipante si è misurata la massima lunghezza ottenibile
con l’affondo.
Settembre 2010
THE FENCING LUNGE
SANNICANDRO
Figure 2. — Phase II. Overstretching. The quadriceps
is suddenly stimulated eccentrically; the total force recorded by the platforms is lower than the subject’s body
weight.
Figura 2.—Fase di over stretching. Il muscolo quadricipite è bruscamente sollecitato eccentricamente; la forza
totale registrata dalla pedana rimane sempre inferiore
rispetto al peso del soggetto.
Figure 3. — Phase III. Maximal production of eccentric
force. While continuing to bend the legs, the subject
starts to brake in preparation for the countermovement
jump; the eccentric force generated during this phase
can reach up to 2-2.5 times the subject’s body weight.
Figura 3. — Massima produzione di forza eccentrica.
Pur continuando a piegare gli arti inferiori, il soggetto
inizia la “frenata” per preparare l’inversione del movimento; tale fase è connotata dalla massima produzione
di forza eccentrica che può arrivare fino a 2-2,5 volte il
peso corporeo.
the front leg were then measured (Figure 1).
The movement speed was obtained from the
linear displacement recorded by an encoder
in an accelerometer attached to a belt on the
athlete and to the ground.
To measure the force of the lower limbs, a
countermovement jump (CMJ) on the 2 force
platforms was performed. This provided the
data (peak concentric force and GRF) for analyzing all phases of the jump for each limb
(Figures 1-8).
Vol. 63 - N. 3
Figure 4.—Phase IV. Maximal production of concentric
force. Note the countermovement.
Figura 4. — Massima produzione di forza concentrica; si
osserva dopo l’inversione del movimento.
Figure 5.—Phase V. Flight phase. No signal is recorded
since there is no contact with the force platforms.
Figura 5. — Fase di volo; le pedane non registrano alcun segnale in quanto il soggetto non è a contatto con
le stesse.
Figure 6.—Phase VI. Landing phase. The force platforms
record the signal for each limb and indicate the limb the
predominant limb the subject uses for landing.
Figura 6. — Fase di presa di contatto al suolo; le due
pedane restituiscono il segnale relativo ai due arti ed indicano l’arto inferiore sul quale il soggetto fa prevalente
affidamento nella ripresa del contatto al suolo.
357
SANNICANDRO
THE FENCING LUNGE
Per la valutazione della forza degli arti inferiori è stato utilizzato il CMJ eseguito su due pedane
dinamometriche che ha permesso l’analisi di tutte
le fasi del salto per ogni singolo arto, rilevando il
picco di forza concentrica e la forza d’impatto al
suolo (Figure 2-8).
Analisi statistica
L’analisi statistica è stata realizzata mediante
test di Wilcoxon e la significatività è stata fissata
a P<0,05.
Figure 7. — Phase VII. Eccentric phase of prestabilization. After landing with the legs bent to around 90°, the
subject prepares for isometric stabilization using eccentric contraction.
Figura 7. — Fase eccentrica di pre-stabilizzazione; dopo
aver ripreso contatto al suolo in una posizione di gambe
semipiegate a 90° circa, il soggetto attraverso una contrazione eccentrica si prepara alla fase di stabilizzazione
isometrica
Figure 8.—Phase VIII. Isometric phase of stabilization.
Distribution of the workload on the limbs during isometric contraction is recorded.
Figura 8. — Fase isometrica di stabilizzazione; in questa
fase è possibile descrivere la ripartizione del carico sui 2
arti durante una contrazione di tipo isometrico
Statistical analysis
Statistical analysis was carried out using the
Wilcoxon test; statistical significance was set at
P <0.05.
Results
Table I reports the mean data calculated for
the lunge movement. The peak concentric force
measured for the front leg was 1106.7±128 N
and 884.5±146.8 N for the boys and the girls,
358
Risultati
I risultati ottenuti, riguardanti la performance
di affondo, sono stati i seguenti (Tabella I):
− per l’arto di spinta, gli uomini presentano valori di forza concentrica di 1106,7±128 N, mentre
le donne valori di 884,5±146,8 N; tale differenza
risulta statisticamente significativa per P<0,05;
− per l’arto di appoggio, gli uomini presentano
valori GRF di 1025,7±215,8 N, mentre le donne
valori di 724,8±360,5 N; tale differenza risulta
statisticamente significativa per P<0,05;
− quando questi risultati sono normalizzati
al peso corporeo (Body Weight, BW) per uomini
e donne si ottengono rispettivamente valori di
1,5±0,3BW e 1,2±0,6BW.
− la velocità di picco è pari a 2,7±0,7 m/s per
gli uomini e 2,3±0,4 m/s per le donne; tale differenza risulta statisticamente significativa per
P<0,05.
I risultati relativi all’arto di spinta e quello di
affondo osservati durante la valutazione del CMJ,
sono stati i seguenti (Tabella II):
− l’arto di spinta rispettivamente per maschi e
femmine presenta valori di picco di forza concentrica di 946,03±120,1N e di 770,2±146,3N: tali
differenze risultano statisticamente significative
per P<0,01;
− l’arto di spinta presenta rispettivamente per maschi e femmine valori di GRF pari a
1375,6±281,6N e 923,1±297,4 N: tali differenze
risultano statisticamente significative per P<0,001;
− l’arto di affondo rispettivamente per maschi
e femmine presenta valori di picco di forza concentrica di 870,2±93,3 N e di 711,5±131,6 N: tali
differenze risultano statisticamente significative
per P<0,01;
− l’arto di affondo rispettivamente per maschi e femmine presenta valori di GRF pari a
1336,5±418,8 N e 929,9±347,3: tali differenze risultano statisticamente significative per P<0,001.
Confrontando l’arto di spinta e l’arto di affon-
Settembre 2010
THE FENCING LUNGE
SANNICANDRO
Table I.—Mean force and speed on the lunge movement and differences between the boys and the girls
(*P<0.05).
Tabella I. — S intesi dei valori di forza e velocità nella performance di affondo e differenze tra i due generi
(*P<0,05)
Countermovement Jump
Push leg
Boys
Lunge leg
Difference (%)
Push leg
Girls
Lunge leg
Difference (%)
9.1
770.2±146.3*
711.5±131.6
16.6
2.9
923.1±297.4
929.9±347.3
0.7
Peak concentric 946.03±120.1*##
870.2±93.3##
force (N)
Ground reaction 1375.6±281.6### 1336.5±418.8###
force (N)
*Between-limbs difference #Between-genders difference.
*differenza tra gli arti # differenza tra i generi
Table II.—Comparison between push leg and support leg during the countermovement jump.
Tabella II. — Comportamento dell’arto di spinta e dell’arto di affondo durante alcune fasi del CMJ nel gruppo
maschile ed in quello femminile.
Lunge movement – push leg
Boys
Peak concentric force (N)
Peak velocity (m/s)
Girls
1106.7* (128)
2.7* (0.7)
884.5 (146.8)
2.3 (0.4)
1025.7* (215.8)
1.5 (0.3)
724.8 (360.5)
1.2 (0.6)
Lunge movement – support leg
Ground reaction force (N)
Ground reaction force normalized to body
weight
respectively (P<0.05); the GRF for the support
leg was 1025.7±215.8 N and 724.8±360.5 N for
the boys and the girls, respectively (P<0.05);
normalized to body weight (BW) for boys and
girls, the values were 1.5±0.3 and 1.2±0.6 BW,
respectively; the peak velocity was 2.7±0.7
m/s and 2.3±0.4 m/s for the boys and the
girls, respectively (P<0.05).
Table II reports the mean data for the push
leg and the lunge movement calculated during the CMJ. The peak concentric force measured for the push leg was 946.03±120.1 N and
770.2±146.3 N for the boys and the girls, respectively (P<0.01); the GRF was 1375.6±281.6
N and 923.1±297.4 N for the boys and the girls,
respectively (P<0.001); the peak concentric
force for the lunge leg was 870.2±93.3 N and
711.5±131.6 N for the boys and the girls, respectively (P<0.01); the GRF for the lunge leg
was 1336.5±418.8 N and 929.9±347.3 for the
boys and the girls, respectively (P<0.001).
There was a difference of 9.1% between the
peak concentric force in the push leg and the
lunge leg among the boys (P<0.05) and a difference of 16.6% among the girls (P<0.05).
A positive, statistically significant correlation
Vol. 63 - N. 3
do nel gruppo maschile si osserva una differenza
del 9,1% nel valore di picco di forza concentrica a
favore dell’arto di spinta (p<0,05); dal medesimo
confronto nel gruppo femminile si evidenzia una
differenza del 16,6% (p<0,05)tra arto di spinta ed
arto di affondo nel valore di picco di forza concentrica .
Mettendo in rapporto il valore di GRF ottenuto nell’affondo ed il medesimo valore ottenuto
nella fase di ripresa di contatto al suolo del CMJ
registrato dalle pedane dinamometriche si è rilevata una correlazione positiva e statisticamente
significativa nel gruppo femminile con r=0,67 e
P<0,01; considerando il rapporto tra il valore di
picco di forza concentrica misurato nell’affondo
ed il medesimo valore ottenuto nella fase di spinta del CMJ si è rilevata una correlazione positiva
e statisticamente significativa nel gruppo femminile con r=0,64 e P<0,05; nel gruppo maschile le
medesime correlazioni hanno mostrato rispettivamente valori di r=0,25 ed r=0,33 che non risultano statisticamente significativi.
Discussione
L’analisi di eventuali difformità nel carico imposto dalla gestualità specifica assume un carattere
359
SANNICANDRO
THE FENCING LUNGE
emerged between the GRF at the lunge movement and the GRF on landing after the CMJ as
measured by the force platforms for the girls
(r=0.67; P<0.01); there was a positive, statistically significant correlation between the peak
concentric force at the lunge movement and
the GRF at the push phase of the CMJ among
the girls (r=0.64; P<0.05); no statistically significant correlations were found among the
boys (r=0.25 and r=0.33, respectively).
Discussion
An analysis of potential workload differences generated by the lunge movement in
junior competitive sports is essential for gaining an understanding of particular aspects
of the technique and to implement athletic
preparation to improve them accordingly.3, 16,
20, 50 The effects of combined physical conditioning and fencing training provide the basis
for studying these interrelationships in order
to prevent injury.57, 61 Furthermore, with the
use of measurement instruments such as force
platforms, imbalances in neuromuscular and
biomechanical activity can be analytically described.
The lunge is a fundamental movement in
fencing practice and a basic tactical technique
in competition, as it is part of all other assault
movements.58 The ability to perform a lunge
swiftly and return to the en garde stance before shifting direction is key to success in
fencing.4, 9 It may be described as a movement that places very different biomechanical
demands on the lower limbs: the push leg recruits the muscles through concentric and explosive contraction, while the support leg primarily provides eccentric contraction or, on
return to the en garde stance, recruits muscles
in a stretch shortening cycle,52, 54 in a highly
specific pattern of neuromuscular activation.3
Analysis of the values for the push leg revealed a significantly higher peak concentric
force and mean peak velocity among the boys
than the girls, indicating a gender-related difference for this parameter. Our results agree
with previously published data reporting a
mean velocity of 2.41 m/sec (range, 1.5-4.0 m/
sec) 31 and are higher than those reported in
2 earlier studies: 1.3-1.4 m/sec 64 and 1.62 m/
sec.9 The gender-related differences in peak
concentric force were due to the different levels of force, as confirmed by the differences in
360
di estrema rilevanza nella pratica sportiva agonistica giovanile per comprendere aspetti particolari
della gestualità tecnica su cui può intervenire la
preparazione atletica 3, 16, 20, 50.
Gli effetti di training costituiti da sessioni di
preparazione atletica integrate con le sessioni di
esercitazioni tecnico-tattiche hanno rappresentato
l’inizio di un percorso di ricerca che intende approfondire tali relazioni ai fini della prevenzione
degli infortuni 57, 61.
La disponibilità di strumenti di valutazione,
quali le pedane disgiunte di forza, permette di descrivere analiticamente tali comportamenti neuromuscolari e biomeccanici difformi.
L’affondo gioca un ruolo importante tra le abilità della scherma finalizzate alla risoluzione di una
situazione tecnico-tattica di gara, in quanto rappresenta il gesto correlato a tutte le azioni di attacco 58.
Inoltre, la capacità di eseguire l’affondo velocemente e di ritornare nella posizione di guardia per
muoversi in una nuova direzione è discriminante
ai fini del successo nella scherma 4, 9.
E’ un fondamentale che può essere descritto
come un gesto che richiede sostanziali differenze
biomeccaniche ai due arti inferiori: l’arto di spinta recluta la muscolatura mediante una contrazione concentrica ed esplosiva, l’arto di appoggio
si affida prevalentemente ad una contrazione
eccentrica o, nel caso del ritorno in guardia, ad
un reclutamento in stretch shortening cycle 52, 54 e
quindi ad un pattern di attivazione neuromuscolare molto specifico 3.
L’analisi dei valori espressi dall’arto di spinta
hanno mostrato un picco di forza concentrica e
un picco di velocità media significativamente più
elevato negli schermitori rispetto alle schermitrici
attestando differenze tra i due generi.
Confrontando con altri studi presenti in letteratura, i risultati relativi ai picchi di velocità decritti
in questa ricerca si presentano in linea con quanto individuato da precedenti lavori che riportano
velocità comprese da 1.5-4.0 m/sec, con una media di 2.41 m/sec 31 o si attestano al di sopra rispetto a ricerche più recenti che hanno descritto valori
medi pari a 1,3-1,4 m/sec 64 e 1,62 m/sec 9.
Le differenze di genere per il picco di forza concentrica possono essere spiegate alla luce dei differenti livelli di forza tra maschi e femmine, confermati dalle diverse velocità raggiunte nell’affondo e
nel CMJ, così come emerge in letteratura.
Anche le differenze individuate nella gestualità
specifica nei due generi sono descritte già in precedenti lavori che, analizzando la capacità di forza
nelle scherma hanno osservato valori di forza superiori negli arti inferiori degli uomini rispetto alle
donne 36, 47, 52, 54, 60.
Settembre 2010
THE FENCING LUNGE
SANNICANDRO
velocity as measured at the lunge and the CMJ
and as reported elsewhere.3
Gender-related differences in the lunge
movement have been described by previous
studies which analyzed the force capacity and
found higher values for lower limb force in
men than in women.36, 47, 52, 54, 60
In this connection, the force of impact normalized for body weight should not be underestimated: although the mean values were
around 1.5 BW, which may be considered far
lower than those described for other sports,9,
11, 14, 56 this force is delivered to one limb in
fencing and is not distributed equally to both
limbs as often occurs in other sports; this has
been demonstrated in similar studies which
investigated force impact during the landing
phase.9, 11, 14, 56
The limb supporting the impact, in additional to the force generated by the lunge
movement, also needs to control balance on
3 different planes, particularly the transverse
plane, for managing valgus knee alignment.
Monitoring of the workload during the
lunge movement revealed different intensities
for the limbs both among the boys and among
the girls, demonstrating the elevated functional specialization involved in fencing. No statistical analysis was carried out on the differences in workload between the lower limbs
because of the differences in the footwork for
each limb employed in the lunge and the difference in biomechanical activation patterns.
The analysis of the phases of the CMJ
showed a predominance of the push leg, especially in the concentric acceleration phase,
where greater force was generated in both
groups and was statistically significant as
compared to the support leg.
Comparison of the data for the limbs separately on the CMJ was confirmed by correlations between several aspects that emerged
on the lunge movement and several variables
found on the bipodalic jump.
The functional specialization of the young
fencers was confirmed by the individual correlations among the girls between values of the
supporting leg on landing after the lunge and
those measured on the CMJ (r=0.67; P<0.01)
and the peak concentric force measured for
the push leg during the lunge and the CMJ
(r=0.64; P<0.05). Although there was a positive correlation among the boys, it did not
reach statistical significance and therefore did
not indicate an imbalance in the two legs in
Vol. 63 - N. 3
Non deve essere sottovalutato il dato relativo
alla valutazione della forza d’impatto normalizzato per il BW: pur avendo ottenuto valori medi
vicini a 1,5 BW, che possono essere definiti di gran
lungo inferiori rispetto a quando emerge in altri
sport di situazione 9, 11, 14, 56, si deve considerare
come tale carico venga imposto sul singolo arto e
non distribuito su entrambi, così come avviene frequentemente in altre discipline sportive ed in altri
studi analoghi che hanno indagato il carico nella
fase di presa di contatto al suolo 9, 11, 14, 56.
L’arto che sostiene l’impatto, accanto al carico
determinato dalla gestualità dell’affondo, deve
inoltre gestire il controllo articolare sui tre differenti piani con particolare riguardo al piano trasversale per la gestione dell’atteggiamento in valgo
del ginocchio.
Il monitoraggio del carico nell’esecuzione della
gestualità specifica attesta differenti intensità per i
due arti, sia nel campione maschile che in quello
femminile, a dimostrazione dell’elevata specializzazione funzionale che può determinare la pratica schermistica.
La differenza di carico tra i due arti non è stata
sottoposta a validazione statistica in quanto i medesimi arti esprimono elementi della gestualità di
affondo facendo affidamento a pattern di attivazione ed a caratteristiche biomeccaniche sostanzialmente diverse.
L’analisi delle fasi del CMJ denotano una predominanza dell’arto utilizzato nella spinta dell’affondo soprattutto nella fase di accelerazione concentrica laddove, sia nel gruppo maschile che in
quello femminile, si osserva una produzione di
forza maggiore e statisticamente significativa rispetto all’arto utilizzato per l’appoggio in pedana.
Quanto emerso dal confronto dei due differenti arti nell’esecuzione del CMJ è sostanzialmente
confermato laddove si osservano le correlazioni
tra alcuni aspetti emersi nell’affondo ed alcune
variabili rilevate nel salto bipodalico.
La specializzazione funzionale dei giovani
schermidori è confermata dalle correlazioni individuate nel gruppo femminile tra i valori della
presa di contatto al suolo nell’arto di appoggio nel
gesto specifico e quelli ottenuti nel CMJ (r=0,67
P<0,01) e tra i valori del picco di forza concentrica
ottenuto dall’arto di spinta nella valutazione del
gesto e nell’esecuzione del CMJ (r=0,64 P<0,05).
Nei maschi pur evidenziandosi una correlazione positiva, questa non raggiunge la significatività statistica e pertanto non sembra denotare un
comportamento difforme dei due arti anche in
un gesto simmetrico quale il CMJ, a differenza di
quanto avviene nel gruppo femminile.
361
SANNICANDRO
THE FENCING LUNGE
a symmetrical movement like the CMJ, which
differed from that observed among the girls.
Conclusions
Fencing is an asymmetrical combat sport
that induces differences in anthropometric
and functional adaptation between the lower
limbs, influencing the capacity of force and
control demanded by the lunge movement.52
The injury rate for fencing is very low, especially when compared to other sports such
as soccer and basketball, whereas the type
of injury and anatomic sites most often involved are comparable to those reported for
team sports 21, 22, 59, 63 owing to the similarity
of types of movement.
The manifestation of a specialization of
the lower limbs and the substantial genderrelated differences call attention to the need
to differentiate training programs for males
and females and to develop programs that
combine physical conditioning and specific
practice,17 taking into account neuromuscular
recruitment patterns and the biomechanics of
the lunge movement.
Although published data on fencing injuries are available, currently there are no studies that recommend injury prevention protocols.21, 22 What has emerged from studies
to date is that the most common lower limb
injuries are strains, dislocations, and sprains
and that muscle conditioning should aim to
improve eccentric strength training 39 and
balance control.5, 6, 23, 27 Improvement through
balance training is achieved by learning body
segment position and instituting reflex circuits to manage imbalance more smoothly
and thus prevent injury.37 Commonly used in
other sports,10 such prevention measures have
been widely recognized as being effective.4, 8,
13, 28, 30, 37, 38, 40
These considerations are even more important in the training of young athletes in whom
early onset of asymmetrical function can occur.23, 27, 33
Further study is needed on the relationship
between the force of the lunge movement, the
maximal distance attainable, and the possible
involvement of anthropometric factors (e.g.,
lower limb length, leg muscle flexibility).
An important goal is to establish a closer relationship between the master and the
362
Conclusioni
La scherma è uno sport di combattimento asimmetrico che produce adattamenti antropometrici
e funzionali differenti per i due arti inferiori che
influenzano la capacità di forza e di controllo
richieste dal gesto specifico 52.
Il tasso di infortunio in questo sport è molto
basso, soprattutto se comparato ad altri sport di
situazione come calcio, basket, mentre la tipologia di infortunio ed i distretti interessati sono
assimilabili a quanto si verifica negli sport di
squadra 21, 22, 59, 63, in virtù di alcune gestualità
simili.
L’evidenziarsi di una specializzazione dei due
arti inferiori e di sostanziali differenze di genere impone una attenta riconsiderazione del training da adottare con soggetti di genere maschile
e femminile; nonché, ipotizzare percorsi compensativi 17 che tengono in debito conto pattern di
reclutamento neuromuscolare e condizioni biomeccaniche di esecuzione dell’affondo.
In letteratura sono presenti indicazioni circa
le modalità di infortunio nella scherma ma, al
momento, non ci sono studi che suggeriscono
protocolli di prevenzione degli infortuni 21, 22 .
I lavori più attenti, facendo riferimento alla
traumatologia più comune agli arti inferiori rappresentata da elongazioni, distrazioni e distorsioni, sottolineano la necessità di presentare sedute
di potenziamento muscolare orientate alla forza
eccentrica 39 e di balance training 5, 6, 23, 27.
Le motivazioni che spingono al balance training scaturiscono dai vantaggi ottenibili con tali
compiti nel riconoscere la posizione dei segmenti corporei e nell’instaurare circuiti riflessi nella
gestione dell’instabilità più rapidi ed efficaci in
termini di prevenzione 37.
Tale pratica preventiva è sostanzialmente diffusa in altre discipline sportive10 e ne è riconosciuta l’efficacia 4, 8, 13, 28, 30, 37, 38, 40.
Tali considerazioni rivestono una maggiore rilevanza laddove la programmazione del training
investe le fasce giovanili con le problematiche che
un’asimmetria funzionale che si instaura precocemente può comportare 23, 27, 33 .
Un aspetto che necessita ulteriori indagini
è quello che riguarda il rapporto tra i valori di
forza espressi nel gesto, la distanza massima ottenibile nell’affondo schermistico e le possibili relazioni con i fattori antropometrici (si pensi alla
lunghezza dell’arto inferiore o alla flessibilità
della muscolatura dell’arto inferiore stesso); tali
rapporti saranno oggetto di un’ulteriore analisi.
L’auspicio è quello di realizzare un rapporto
professionale sempre più stretto tra maestro e pre-
Settembre 2010
THE FENCING LUNGE
SANNICANDRO
trainer in the development of seasonal and
annual training programs and in identifying
the technical-tactical workload most appropriate for each age group and by gender, and
in the organization of combined conditioning
and practice to reduce the functional imbalance inherent to fencing.
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Vol. 63 - N. 3
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nell’individuazione del carico tecnico-tattico più
adeguato per ciascuna fascia di età e per ciascun
genere, sia nella organizzazione di sedute compensative volte all’attenuazione dello squilibrio
funzionale determinato dalla pratica specifica.
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Acknowledgements.—We wish to thank Prof. Gian Nicola Bisciotti for kindly providing the images depicting the jump
phases.
Received on July 27, 2010 - Accepted for publication on September 27, 2010.
Corresponding author: I. Sannicandro, Department of Motor and Sports Activities, University of Foggia, Viale Virgilio,
71100 Foggia, Italy. E-mail: [email protected]
364
Settembre 2010
Medical area
Area medica
MED SPORT 2010;63:365-74
Identification of new promotion
methods for the health safeguard
Identificazione di metodi divulgativi innovativi
per la promozione della tutela della salute
P. BORRIONE, L. GRASSO, F. FAGNANI, S. RAZZICCHIA, G. TOMASSI, A. PARISI, F. PIGOZZI
Department of Health Sciences, Foro Italico University, Rome, Italy
SUMMARY
Aim. The results of the educational projects carried out in recent years have highlighted the potential failure of the
communication model based on the direct relationship between increased knowledge and behaviour modification.
This observation have suggested the effectiveness of a model based on the personal involvement of the recipients. In
the present project an informative program has been planned with the aim of involving a group of students on the
topics of advertising in relation to health risk behaviours. The aim of this study was to involve them in the creation of
a communication campaign based on the use of the format of their choice in order to effectively reach their peers.
Methods. The results confirm the fundamental role of the school not only as an institution in which young people
are culturally formed but also as a place where to create awareness and personal growth in socio-cultural issues. The
work carried out by students has strongly reiterated the concept of the school as a place in which health promotion,
social policies and improving access to the use of services should be regarded as an essential formative objective.
Results. The results of this project showed a great involvement and a great awareness of the students on the issues of
prevention and health protection. The success of this initiative is therefore to be found in the canonical role reversal
in which the adult is the trainer. Moreover, the focus has been moved toward young students in order to let them to
choose a language closer to their peers with the aim of communicating compelling messages effectively.
Conclusion. The involvement of the students as actors and writers of messages addressed to their peers has led the
formative program to reach a level of real incisiveness.
Key words: Health promotion - Education - Health - Adolescents.
RIASSUNTO
Obiettivo. Le esperienze maturate nel corso dei progetti formativi volti alla prevenzione realizzate negli anni passati
hanno evidenziato il potenziale fallimento del modello comunicativo basato sulla relazione diretta tra aumento delle
conoscenze e modifica dei comportamenti, e hanno mostrato sempre di più l’efficacia di un modello che facesse leva
sul coinvolgimento personale dei destinatari. Nel presente studio è stata pianificata un’attività di formazione rivolta a
un gruppo di studenti sulle tematiche della comunicazione pubblicitaria in riferimento ai comportamenti a rischio per
la salute, con il fine di consentir loro di creare una campagna di comunicazione su tali problematiche sotto forma di
format divulgativi scelti perché ritenuti idonei a raggiungere efficacemente i loro coetanei.
Metodi. I risultati confermano il ruolo fondamentale della scuola non solo come istituzione in cui i giovani vengono
formati culturalmente ma anche come luogo in cui viene creata una coscienza personale ed avviene una crescita
socio-culturale. In tal senso, il lavoro svolto dagli studenti ha con forza ribadito come essa rappresenti l’ambiente nel
quale la promozione della salute, delle politiche sociali e del miglioramento dell’accesso e dell’utilizzo dei servizi
debbano essere considerati come obiettivi formativi essenziali.
Risultati. I risultati del progetto dimostrano un grande coinvolgimento e una notevole sensibilizzazione verso i temi
della prevenzione e della tutela della salute ottenuto tramite il capovolgimento dei ruoli canonici in cui l’adulto è il
formatore e informatore.
Vol. 63 - N. 3
365
BORRIONE
NEw PROMOTION METhODS fOR ThE hEALTh SAfEguARD
Conclusioni. Si è verificato uno spostamento dell’attenzione sui giovani, i quali scegliendo un linguaggio più vicino a
loro hanno saputo comunicare e ideare messaggi avvincenti ed efficaci conferendo una reale incisività della campagna di formazione proposta.
Parole chiave: Tutela della salute – Formazione - Salute – Adolescenti.
R
ecent research in adolescent lifestyles has
indicated several areas of concern: growing
isolation, increasing drug abuse and behavioral
disturbances, and increasing episodes of selfharm and harm done to others,1 with subsequent disorientation, retreat into self-referential
dynamics, and difficulty in interacting with the
adult world.
In the search for interventions that may help
young people to cope with stressful conditions, the school can play a fundamental role.
The school can be seen as a place for acquiring education and training, as well as an environment for socialization where young people
can feel well about themselves and about being with others, a place where children of various different ethnic and cultural backgrounds
can grow and develop their identity. In addition, the school is an ideal setting for prioritizing the promotion of health and social policies
and improvement in access to and use of health
care and social services. Precisely because the
school environment forms a context in which
persons from various ethnic backgrounds and
socioeconomic conditions meet, it can serve as
a means for designing a communication model that is best attuned to the needs of schoolaged children, thus overcoming the barriers
between highly divergent sociocultural groups.
The current communication methods employed
in recent education/information campaigns in
adolescent health prevention use a language inadequately targeted to this age group; the messages they seek to convey appear to be poorly
effective.2, 3
Two of the major obstacles to the dissemination of correct information and communication about the risks and damage connected
with risky behavior is social pressure and the
persuasive use the mass media and advertising
make of tying images of success (wealth, sex,
health, friendship) in with unhealthy behaviors such as alcohol consumption and cigarette
smoking, sometimes glamorized by testimonials or personalities from the world of sports,
fashion, and entertainment.4, 5
Confirming the widespread adoption of unhealthy, risky lifestyle habits and attitudes are
366
I
risultati emersi dalle ultime indagini condotte sulle tendenze e gli stili di vita degli adolescenti indicano chiaramente come nelle nuove
generazioni si possa riscontrare: una progressiva
tendenza all’isolamento, un aumento di casi di
tossicodipendenze e disturbi comportamentali e un
incremento di situazioni lesive per sé e per gli altri
1. Quello che ne consegue è un forte senso di disorientamento, di chiusura all’interno di dinamiche
autoreferenziali e di difficoltà nell’interazione con
il mondo degli adulti.
Nel ricercare soluzioni di intervento che mirino
a risolvere o per lo meno migliorare le condizioni
di disagio giovanile, il ruolo rivestito dalla scuola,
non è marginale, ma risulta altresì di fondamentale importanza. La scuola, infatti, può essere intesa
non solo come il luogo in cui viene svolta un’attività formativo/educativa ma rappresenta quel
territorio di socializzazione positiva che dovrebbe
aiutare i giovani a star bene con sé e con gli altri,
un luogo nel quale ragazzi di estrazione sociale
e culturale diversa vengono formati non solo culturalmente ma anche educati come persone. Essa
rappresenta inoltre l’ambito nel quale la promozione della salute, delle politiche sociali e del miglioramento dell’accesso e dell’utilizzo dei servizi devono
essere obiettivi privilegiati da raggiungere. Proprio
perché l’ambiente scolastico rappresenta il contesto
nel quale diverse etnie e condizioni socio-culturali
differenti s’incontrano, essa può servire come mezzo per la ricerca di un modello comunicativo che
sia il più possibile uniforme e diretto ai giovani superando i limiti e le distanze che possono crearsi
in ambienti socioculturali talvolta tra loro molto
distanti. Gli attuali metodi di comunicazione alla
base delle recenti campagne informative rivolte
alla prevenzione e alla tutela della salute dei giovani sembrano non utilizzare un linguaggio incisivo
e ciò ne determina un scarsa efficacia 2, 3.
Uno dei principali ostacoli alla diffusione di una
corretta informazione e comunicazione sui rischi
e danni causati dall’adozione di comportamenti
a rischio è rappresentato dalle pressioni sociali e
dall’azione dei mass media e delle pubblicità che
privilegiano l’uso dell’associazione di immagini di
successo (ricchezza, sesso, salute, amicizia) a comportamenti non salutari come consumo di alcool o
attitudine al fumo proposto anche attraverso il ri-
Settembre 2010
recent data from the Italian National Institute
of Statistics (ISTAT) showing that, for example,
nearly 8.5 million Italians are at risk of alcohol
abuse: over 17% of those less than 15 years of
age consumed at least one alcoholic beverage
in 2008 (19.7% males and 15.3% females); those
in the 18-19 year age group (74.7% males, 58%
females) consumed about as much as the mean
for the general population.1
The adoption of risky behavior carries consequences for the individual and society as well;
for instance, driving under the effect of alcohol is the leading cause of fatal road accidents,
unplanned sexual activity is closely correlated
with unwanted pregnancy and exposure to sexually transmitted infections (STIs) such as human immunodeficiency virus (hIV) infection,
and finally self-inflicted injury or acts of aggression or violence toward others.6, 7
Particularly alarming is the reported rise in
the spread of STIs. Despite broad-based campaigns addressing hIV prevention, its incidence in North America and western Europe
has remained unchanged. Educational and
information campaigns have failed to reduce
the number of cases ( Joint united Nations Programme on hIV/AIDS – world health Organization (uNAIDS-whO).8 One half of new cases
of hIV infection occur in the 15-24-year age
group, who appear to protect themselves less
than older age groups.9 This observation suggests that there is a lack of information about
STI transmission and prevalence.
In this context, there is clearly an urgent
need to strengthen prevention actions that
target young people by developing and implementing programs which, through correct
information about the consequences of risky
behavior, will provide them with the necessary
instruments for protecting themselves against
risk-related injury and that focus on promoting
safer behavior.
Research on the development of health education projects has shown that a potential pitfall
of the communicative model is that is assumes
a direct relationship between increased knowledge and behavioral change; instead, a more
effective model is one that can involve the beneficiaries of the intervention.10 The underlying
concepts of this approach are empowerment
and active participation by the receivers of the
information, where the goal is to obtain a positive effect on the individual and society. The
aims of this model are: 1) to increase the ability
of the target group to feel competent in taking
Vol. 63 - N. 3
BORRIONE
corso a testimonial o personaggi famosi del mondo
dello sport, della moda e del cinema 4, 5.
A conferma della larga diffusione delle abitudini e atteggiamenti di vita scorretti, se non addirittura a rischio, possono essere riportati i recenti
dati ISTAT che evidenziano, a titolo esemplificativo,
come siano circa otto milioni e mezzo gli italiani
a rischio di abuso alcoolico. Infatti, risulta che oltre il 17% degli under 15 ha consumato almeno
una bevanda alcolica nel 2008, in particolare il
19,7% dei maschi e il 15,3% delle femmine, mentre
già a partire dai 18-19 anni i valori di consumo
sono prossimi alla media della popolazione, cioè il
74,7% dei maschi e il 58% delle donne 1.
Le conseguenze legate all’adozione di comportamenti a rischio risultano essere significative non
solo per il singolo individuo ma anche per la società. A titolo riassuntivo basti pensare ai così detti effetti secondari indotti da comportamenti a rischio
sotto l’effetto dell’alcool come la guida in stato di
ebbrezza, che, a sua volta è la causa principale di
incidenti stradali mortali oppure le attività sessuali
non pianificate che presentano per le donne il rischio di gravidanze indesiderate oltre che il rischio
di contrarre malattie sessualmente trasmissibili
come l’HIV o ancora l’avere comportamenti violenti contro se stessi e contro le altre persone 6, 7.
Particolarmente allarmante è il riportato aumento della diffusione di malattie sessualmente
trasmissibili (MST). Malgrado le massicce campagne pubblicitarie rivolte alla prevenzione del
fenomeno HIV nel corso degli anni, è purtroppo
possibile constatare che in Nord America e in Europa Occidentale il numero delle nuove infezioni
è rimasto costante negli ultimi anni. Le campagne
di formazione ed informazione non hanno quindi
portato ad una riduzione dei casi. (Rapporto del
Joint United Nations Programme on HIV/AIDS della World Health Organization (UNAIDS-WHO) 8.
Emerge inoltre che la metà delle nuove infezioni
da HIV si verifica nei giovani tra i 15 ed i 24 anni,
i quali sembra si proteggano meno di coloro che
hanno superato tale età 9. Anche tale osservazione
induce a ipotizzare una scarsa informazione relativa alla trasmissione ed esistenza di alcune malattie sessualmente trasmissibili.
In base a tali premesse appare quindi evidente
come sia necessario potenziare gli interventi preventivi diretti alle fasce giovanili, progettando e
realizzando programmi che, fornendo informazioni corrette sui rischi correlati ai comportamenti a
rischio, forniscano gli strumenti necessari per proteggersi dai danni rischio-correlati e mirino alla
promozione di comportamenti “sicuri”.
Le esperienze maturate nel corso dei progetti
formativi volti alla prevenzione realizzate negli
367
BORRIONE
control of their own lives, to count as someone,
with enhancement of self-esteem and self-confidence; and 2) to satisfy their need to perceive
themselves as actors in their community, to
know that their presence becomes fundamental
for starting a behavior change initiative and that
their contribution is indispensible.11
underpinned by these theoretical notions of
peer-to-peer education, the idea emerged to
design a project in which students would become educators to their same age counterparts.
Recent studies have shown that young people
are more inclined to change risky behavior
when they receive information from others the
same age or when they have the opportunity to
share among each other their thoughts, doubts
and experience.12, 13
In the present study, the project entailed education and information activities involving a
group of students from schools in the regions
of Piedmont and Latium on the topic of advertising communication addressing health risk
behavior.
The aim of this study was to permit the students to create a publicity campaign that conveyed with the use of written or visual materials targeted health education and information
messages that were considered effective for the
age group.
scorsi anni hanno evidenziato il potenziale fallimento del modello comunicativo in cui si ipotizzava una relazione diretta tra aumento delle conoscenze e modifica dei comportamenti, e hanno
mostrato sempre di più l’efficacia di un modello
che facesse leva sul coinvolgimento personale dei
destinatari dell’intervento 10. Il concetto alla base
di tale approccio risiede nella responsabilizzazione e la partecipazione attiva del pubblico ricevente
il messaggio informativo e questo determinerebbe
una ricaduta positiva sia a livello personale sia a
livello sociale. Questo approccio mira da un lato
ad aumentare la capacità di sentirsi competenti e
in grado di controllare la propria vita, di valere per
qualcuno, con un rafforzamento dell’autostima e
della fiducia in se stessi, dall’altro a soddisfare il
bisogno di sentirsi protagonisti nella propria comunità di appartenenza, di sapere che la propria
presenza diventa fondamentale per avviare un’iniziativa di cambiamento e che il proprio apporto è
indispensabile 11.
Da queste premesse nasce l’idea di pianificare
un progetto in cui i giovani siano loro stessi educatori dei loro coetanei. Recenti studi confermano,
infatti, la maggior predisposizione da parte dei giovani a modificare i comportamenti a rischio qualora le informazioni e le indicazioni provengano dai
ragazzi stessi o comunque quando esista la possibilità di condividere con i loro coetanei riflessioni,
dubbi ed esperienze 12, 13.
Nel presente progetto è stata predisposta un’attività di formazione ed informazione rivolta a un
gruppo di studenti provenienti da alcuni istituti
scolastici piemontesi e laziali, sulle tematiche della comunicazione pubblicitaria in riferimento ai
comportamenti a rischio per la salute. Il fine era
quello di consentir loro di creare una campagna di
comunicazione su tali problematiche sotto forma
di format divulgativi, scritti o visivi ritenuti idonei
a raggiungere efficacemente i loro coetanei.
The project was deployed in a series of phases to identify a communication model of the
students’ own design they thought would effectively reach their classmates, with a view to
stimulate reflection and discussion. The project
involved about 350 students from 10 schools
in Piedmont, 3 schools in Latium and 2 sports
associations.
The first objective was to raise awareness
among the teachers about health promotion
and the damage deriving from substance abuse
and the use of doping agents in amateur and
professional sports. To reach this objective, two
briefing sessions were held in Rome and Turin
during which topics on adolescent health and
associated health risks were addressed, with
opportunities for discussion among the teachers.
The focus of the second phase was information and awareness raising. health prevention experts conducted a series of meetings on
adolescent risk behavior at the participating
368
Materiali e metodi
Il presente progetto è stato articolato in fasi successive con la finalità di identificare un modello
comunicativo pensato e prodotto dai ragazzi in
grado di raggiungere in maniera efficace ed efficiente altri giovani con l’obbiettivo di suscitare in
loro una sorta di riflessione.
Al progetto hanno aderito 10 Istituti Scolastici
Piemontesi, 3 Istituti Scolastici Laziali e 2 società
sportive, portando ad un coinvolgimento di circa
350 studenti.
Il primo obiettivo è stato quello di sensibilizzare
i docenti degli Istituti Scolastici sui temi della pro-
Settembre 2010
schools. During these meetings, the project and
its finalities were presented, underscoring the
empowering role the students would play as a
way to encourage them to actively participate
in the project.
The topics discussed with the students included:
1. risk associated with the use of alcohol and
drugs
2. road accidents: cause and prevention
3. bullying at school: cause and effect
4. the family: parent availability and dialogue
5. sexuality and STIs
6. sports and doping agents: ethics or results?
7. role of the mass media in communication
The students took an active part in the discussions and provided valuable feedback and
pertinent explanations about their requests.
Special attention was directed at the use of
simple, straightforward language that avoided
judgmental comments or advice.
following these sessions, the students were
allowed a 2-week period to reflect on whether they were interested in participating in the
project and if so to discuss what format type
they wanted to develop for the campaign. A
reference person for art education or a student
representative then confirmed participation in
the project to the project leader.
The reasons the students gave for wanting to
participate in the project centered on the desire
to do something useful for their classmates and
their interest in the topic. They also found it
highly motivating to be key players in developing an awareness campaign for their peers.
In the third phase, the teachers were encouraged to work with the students on materials
design and development (posters, slides, videos, brochures, etc.) and in studying strategies
in health education interventions, substance
abuse, and doping agents in sports. The range
of materials was unlimited: students could use
any available means of communication and/or
technology. To create optimal work conditions,
the students were organized in small groups
from which a group leader was designated
whose task was to manage the group’s activities. In cases where a guide was requested to
help with materials creation and development,
an expert acted as a tutor to supervise the
work, but without influencing the groups’ ideas
or interfering with their choices.
The final phase entailed the delivery of the
Vol. 63 - N. 3
BORRIONE
mozione della salute e sui danni derivanti dall’uso
di sostanze d’abuso e di sostanze dopanti in ambito sportivo dilettantistico e professionale. Per poter
raggiungere tale obiettivo sono state organizzate
due giornate informative a Roma e a Torino nel
corso delle quali sono stati affrontati i temi inerenti
alla tutela della salute e ai comportamenti a rischio
nella fascia di età giovanile avendo particolare attenzione nel ricercare un dialogo costruttivo con i
docenti stessi.
La seconda fase di informazione-sensibilizzazione effettuata da personale formato sui metodi
di prevenzione delle salute, ha previsto una serie di
incontri sulle tematiche inerenti ai comportamenti
a rischio nella fascia di età giovanile presso gli Istituti Scolastici coinvolti. Durante tali incontri è stata presentata l’iniziativa in tutte le sue fasi e il suo
significato, sottolineando il ruolo da protagonista
dei ragazzi al fine di motivarli e incoraggiarli ad
una partecipazione attiva.
Gli argomenti affrontati durante gli incontri
con gli studenti hanno toccato aspetti diversi riguardanti in particolare:
1. rischio correlato all’uso di alcool e droga;
2. incidenti stradali: cause e prevenzione;
3. bullismo: causa ed effetto;
4. la famiglia: presenza e dialogo con i genitori;
5. sessualità e malattie sessualmente trasmissibili;
6. sport e sostanze dopanti: etica o risultati?
7. ruolo dei mass media nella comunicazione.
Sono state create situazioni di discussione di
gruppo in cui i ragazzi hanno partecipato attivamente e fornite informazioni e spiegazioni contestualizzate sulla base delle richieste emerse da parte
degli studenti. Particolare attenzione è stata posta
nell’utilizzare un linguaggio semplice ed immediato evitando volutamente commenti e consigli.
Al termine di questi incontri è stato lasciato ai
ragazzi un periodo di riflessione/progettazione di
due settimane, periodo nel quale gli studenti si sono
adoperati a valutare il loro interesse nel prendere
parte all’iniziativa e, in caso positivo, discutere tra
loro il format divulgativo da sviluppare. Il referente
per l’educazione designato o un rappresentante dei
ragazzi al termine del periodo “di riflessione” ha
comunicato l’adesione al progetto al responsabile
operativo del progetto stesso.
Dalle motivazioni a partecipare riferite dai ragazzi, è emersa fortemente la volontà di rendersi
utili per i propri coetanei oltre ad una grande curiosità verso gli argomenti trattati. L’idea di sentirsi
protagonisti di una campagna di sensibilizzazione
rivolta a dei loro coetanei ha avuto grande presa
sui ragazzi.
369
BORRIONE
materials by the teachers or the group leaders.
An ad hoc panel of communication and health
expert was then convened to select the material
that best conveyed the campaign aim in terms
of the message it transmitted and the language
used to do this.
The project was completed with a final day
conference attended by the teachers of the
participating schools and teachers and principals from other schools which had not been
involved in the project, along with managers
and technicians from sports associations who
were interested in the project themes. During
the conference, the materials were presented
and the winning piece was announced.
Talks with the experts in health education
and doping prevention were followed by a discussion on effective communicative means and
methods, and the role of sports and the family
in adolescence. The conference format permitted open dialogue among students, teachers,
and experts, thus underling the importance of
the student-centered approach operated in this
project.
Nella terza fase gli insegnanti sono stati incoraggiati a lavorare con gli studenti stimolandoli
nell’elaborazione di format divulgativi (poster, diapositive, video, depliant ecc.) e nella ricerca di strategie d’intervento in ambito di tutela della salute, di
abuso di sostanze stupefacenti e di sostanze dopanti in ambito sportivo. È stato previsto, l’utilizzo di
qualsiasi mezzo di comunicazione e/o tecnologia
a loro disposizione. Per creare condizioni di lavoro
ottimali i ragazzi sono stati organizzati in sottogruppi all’interno dei quali è stato individuato un
capogruppo che organizzasse e dirigesse l’attività
da svolgere. In alcune situazioni è stata richiesta la
presenza di una guida durante la fase di creazione
del format, un esperto con la funzione di tutor è
stato quindi reso disponibile al fine di indirizzare i
lavori, prestando particolare attenzione a non influenzare le idee e le scelte degli studenti.
L’ultima fase ha previsto la consegna da parte
degli insegnanti o del capogruppo designato di tutti
gli elaborati. In seguito si è proceduto con l’individuazione, da parte di una commissione composta
ad hoc da esperti nel settore della comunicazione e
del settore sanitario, dell’ elaborato “vincente” per
linguaggio e messaggio.
A completamento del progetto, è stata organizzata una giornata conclusiva a cui hanno partecipato non solo i docenti delle scuole coinvolte,
ma anche insegnanti e presidi di altri istituti non
coinvolti nel progetto. Si è potuta apprezzare anche
la presenza di alcuni dirigenti e tecnici di diverse
società sportive interessati dai temi trattati. Nel corso del convegno conclusivo sono stati presentati i
format creati dai ragazzi ed è stato proclamato, a
fine lavori, il messaggio vincente.
L’esposizione da parte di esperti di temi importanti in ambito della tutela della salute e della prevenzione del fenomeno doping, è stata seguita da
una discussione sui mezzi e metodi comunicativi
efficaci, sul ruolo dello sport e della famiglia in età
giovanile. Il taglio voluto del convegno ha permesso un confronto diretto tra i giovani, docenti e gli
esperti intervenuti, rafforzando in tal modo il concetto di centralità degli studenti nel progetto.
Results
Taken together, the variety of materials, the
responses collected on the satisfaction forms,
the active participation by teachers during the
educational sessions, and the numerous requests from schools in Piedmont and Latium
to continue on this education-information pathway are strong indicators for the success of the
project.
There was a wide range of types of materials,
demonstrating the students’ enthusiasm about
participating in the project. The main focus of
the materials was on the negative consequences of adopting risky behaviors, which was
linked to the concept of prevention. what also
emerged was the awareness that the adoption
of risky behaviors damages not only one’s own
health but also that of others. Considerable attention was directed at sports and the use of
doping agents, underscoring the importance of
practicing sports also in the interest of promoting one’s health.
The favorite materials format was multimedia
video; but remarkable originality in materials
creation and design was also shown in board
games (figure 1), comics (figures 2, 3), posters
(figure 4), wall posters (figures 5, 6), calendars, mouse pads, beer mats, Power Point pres-
370
Risultati
I numerosi format divulgativi prodotti, la compilazione delle schede di gradimento, la partecipazione attiva dei docenti durante l’evento formativo e le
numerose proposte sia nel circondario piemontese
che laziale di continuare un percorso formativo-informativo insieme, fa si che si possa giudicare estremamente positivo l’esito del progetto formativo.
I format prodotti dagli studenti sono stati molte-
Settembre 2010
BORRIONE
figure 1.—Board game entitled “Rehab” consisting of
questions and answers about substance abuse.
figura 1. — Gioco da tavola “Rehab”: domande e risposte
sui rischi dell’utilizzo di sostanze d’abuso.
figure 4.—Poster for raising awareness about the value
of life.
figura 4. — Locandina per la sensibilizzazione sul valore della vita.
figure 2.—Comics illustrating the risks connected with
eating disorders.
figura 2. — Fumetto sui rischi connessi ai disordini alimentari.
figure 3.—Comics illustrating the risk of drunken driving.
figura 3. — Fumetto sui rischi della guida in stato di
ebbrezza.
Vol. 63 - N. 3
plici e hanno evidenziato un grande spirito di iniziativa. In relazione ai prodotti realizzati si può
evincere come l’attenzione sia stata focalizzata soprattutto sugli effetti nocivi derivanti dall’adozione
di comportamenti a rischio e quindi sul concetto
di prevenzione. È emersa la consapevolezza che
l’adozione di comportamenti a rischio arreca gravi danni non solo alla propria salute ma anche a
quella degli altri. Grande attenzione è stata rivolta
inoltre nei confronti del mondo sportivo e dell’abuso di sostanze dopanti, sottolineando l’importanza
di perseguire una vita sportiva corretta per rispetto
della propria salute.
Il video multimediale è stato il format maggiormente scelto, ma l’originalità degli elaborati è stata dimostrata anche dalla creazione di giochi da
tavola (Figura 1), fumetti (Figure 2, 3), locandine
(Figura 4), cartelloni (Figure 5, 6), calendari, tappetini per mouse, sottobicchieri, presentazioni power point (Figura 7), magliette, brochures (Figura
8), segnalibri e block notes.
Analizzando i contenuti dei format consegnati
si può rilevare come in tutti i prodotti ha prevalso la
consapevolezza che l’adozione di comportamenti a
rischio come l’abuso di alcool e droghe sia correlata a una scarsa conoscenza degli effetti, ma soprattutto a un’insoddisfazione correlata alla noia che
fa si che si ricerchino dei palliativi per incrementare il divertimento.
Dall’analisi degli elaborati, ma soprattutto durante le tavole rotonde effettuate in occasione degli
incontri con i ragazzi, è emerso inoltre che il consumo di alcoolici per strada, prima di entrare nei
locali notturni, è ormai un abitudine comune tra i
giovani. La motivazione è per lo più economica, essendo più costoso consumare lo stesso quantitativo
371
BORRIONE
figure 5.—wall poster about doping.
figura 5. — Cartellone contro il doping.
figure 7.—Power Point presentation about drug abuse
and doping substances.
figura 7. — Presentazione in Power Point contro l’utilizzo
di droghe e sostanze dopanti.
figure 6.—wall poster about doping.
figura 6. — Cartellone contro il doping.
figure 8.—Brochure about substance abuse.
figura 8. — Brochure contro l’utilizzo delle sostanze
d’abuso.
entations (figure 7), T-shirts, brochures (figure
8), bookmarks and block notes.
Analysis of the materials content showed that
all works demonstrated a heightened awareness
of how the adoption of risky behavior such as
alcohol abuse and drugs is correlated with a
poor knowledge of their effects, and that dissatisfaction generated by boredom leads to the
search for substitutes to have fun.
An interesting finding to emerge from analysis of the material and observations collected
during the round table discussions with the students was the widespread habit of alcohol consumption on the street before entering a nightclub, the reason being that alcoholic beverages
cost less than in the nightclubs. A further cause
for concern was seeking inhibition-lowering
substances.
di alcoolici nel locale stesso. Preoccupante è risultata la ricerca di sostanze esterne che permettano di
ridurre le inibizioni.
Nella creazione dei format divulgativi, in particolar modo nei video multimediali, gli studenti
hanno cercato di suscitare uno shock nello spettatore. Il messaggio dei ragazzi è riassumibile nella
volontà di inviare un messaggio forte e diretto che
colpisca l’attenzione dell’osservatore inducendo
ad una riflessione. Sono infatti state volutamente
ricercate immagini cruente al fine di richiamare
l’attenzione sugli effetti derivati dall’adozione di
comportamenti a rischio. Sovente i ragazzi hanno
optato per l’utilizzo di musiche/audio ad alto impatto emotivo. Sono state scelte anche altre tipologie di comunicazione multimediale, in particolar
modo nelle fasce di età più giovanili la scelta è ricaduta su una linea ironica come mezzo effica-
372
Settembre 2010
with their materials design, particularly in
the multimedia videos, the students sought
to achieve a shock effect on the viewer. They
reported their intent was to launch a strong
message that would capture the viewer’s attention and force him to reflect. To do this, they
used striking images that would arouse interest
about the effects of risky behavior. The materials often incorporated music and audio effects
to heighten the emotional impact. Other types
of multimedia communication especially popular with the younger age group employed irony
to convey a serious message in an amusing
way. An example of the idea of creating shared
situations in which students could exchange
ideas was a board game in which the players
learned about drugs (mind-altering substances,
effects, and damage). Another interesting category was composed of everyday objects , including mouse pads, calendars, blocks notes,
and bookmarks, in which the idea was to elicit
recall of the message.
Discussion
The results of this study confirm the fundamental role the school plays as an institution
where the young receive an education and develop personal self-awareness and sociocultural
growth. The work the students carried out during the project underscores the extent to which
the school provides a setting where the promotion of health and social policies and improvement to the access and use of services should
be included in the curriculum.
The focus of the project was to create an
innovative health education-information campaign that addressed the needs of the students,
a project in which the students felt empowered
to define and explicate their own messages on
health protection. Because of its student-centered approach, the project was well accepted.
The students demonstrated a remarkable capacity to organize their work and communicate
with others around them and across age groups.
Collaboration with the experts in exploring the
students’ opinions also helped to arouse their
interest in the themes of health prevention. Not
only did they perceive themselves to be receivers of a message but also active players in dealing with their own problems and fears, thus
permitting the educators to develop the topics
in a proactive atmosphere of discovery.
Vol. 63 - N. 3
BORRIONE
ce per trasferire con simpatia e allegria la serietà
del messaggio. L’idea di creare situazioni comuni,
nel quale ci potesse essere un confronto diretto tra
i giovani è stata concretizzata ad esempio con la
creazione di un gioco da tavola avente come finalità l’informazione sul mondo della droga (sostanze
stupefacenti, effetti, danni).
È importante sottolineare inoltre come la scelta
di inserire messaggi in oggetti di uso comune come
tappetini per il mouse, calendari, block notes, segnalibri, sia stata una scelta dettata dalla volontà
di reiterare l’importanza del messaggio trasmesso.
Discussione
I risultati emersi nel corso del presente progetto confermano il ruolo fondamentale della scuola
non solo come ente i cui i giovani vengono formati
culturalmente ma anche un luogo in cui viene creata una coscienza personale e avviene una crescita
socio-culturale. In tal senso, il lavoro svolto dagli
studenti ha con forza ribadito come la scuola rappresenti l’ambiente nel quale la promozione della
salute, delle politiche sociali e del miglioramento
dell’accesso e dell’utilizzo dei servizi debbano essere considerati come obiettivi formativi essenziali
da raggiungere.
L’aspetto caratterizzante del presente progetto è
stato quello di creare una campagna di formazione/informazione innovativa che fosse il più possibile vicina alle esigenze dei giovani. Un progetto nel
quale i ragazzi fossero effettivamente coinvolti in
prima persona e protagonisti nell’attività, essendo
loro stessi gli autori del messaggio sulla tutela della
salute da elaborare.
Spostando l’attenzione sui ragazzi stessi è stato
possibile osservare una risposta positiva al progetto.
Hanno infatti dimostrato grandi capacità organizzative e comunicative, nonché la volontà di intraprendere un maggiore dialogo e confronto con
fasce generazionali diverse. La disponibilità degli
esperti nel conoscere le opinioni dei ragazzi ha fatto si che ci fosse una maggiore apertura dei ragazzi
stessi nell’affrontare temi inerenti la prevenzione.
In tal senso non si sono sentiti destinatari di un
messaggio ma bensì protagonisti nell’evidenziare
le loro problematiche e le loro paure permettendo
in tal modo ai formatori di affrontare le tematiche
in oggetto in un contesto di grande disponibilità e
collaborazione propositiva.
Conclusioni
In seguito all’analisi degli elaborati sviluppati
negli Istituti Scolastici è possibile concludere che
373
BORRIONE
Conclusions
from an analysis of the materials, we can
conclude that the students perceived they were
stakeholders in the project and that the numerous materials demonstrate a high level of
involvement and awareness of the issues concerning health prevention and protection. The
key to the project’s success resides in a reversal
of the conventional role of adults as educators and a shift to a student-centered approach
which enabled them to choose the language
they felt most attune to conveying their ideas.
As stakeholders in the project, the students felt
empowered to carry out their task and design
and develop materials with a high-impact message.
The overwhelming attendance at the final
day conference, during which the works were
presented and ample opportunity for discussion between teachers and students was provided, demonstrated overall satisfaction with
the project. The conference also fostered the
emergence of a host of ideas for future development in promoting topics on adolescent health
in which the students will take an even more
active part. Surprisingly, it was the students
themselves who requested being more closely
involved in exploring the topics covered in this
project. This heightened degree of awareness
is to be considered the clearest demonstration
that the project achieved its objectives.
1) Istituto Nazionale di Statistica. L’uso
e l’abuso di alcolici in Italia. Anno 2009.
Roma: ISTAT; 2010.
2) Istituto Nazionale di Statistica. Indagine Multiscopo sulle famiglie Aspetti
della vita Quotidiana Anno 2003. Roma:
ISTAT; 2005.
3) Istituto Nazionale di Statistica. La vita
quotidiana di bambini e ragazzi. Anno
2008. Roma: ISTAT; 2008.
4) Parlesak A, Billinger Mhu, Bode C,
Bode JC. gastric alcohol dehydrogenase
activity in man: influence of gender,
age, alcohol consumption and smoking in a Caucasian population. Alcohol
2002;37:388-93.
la grande partecipazione dei ragazzi e i numerosi elaborati prodotti dimostrano un grande coinvolgimento e una notevole sensibilizzazione verso
i temi della prevenzione e della tutela della salute.
Il successo della presente iniziativa è quindi da
ricercarsi nel ribaltamento dei ruoli canonici in
cui l’adulto è il formatore e informatore, e da uno
spostamento dell’attenzione sui giovani i quali
scegliendo un linguaggio più vicino a loro hanno
saputo comunicare e ideare messaggi avvincenti
ed efficaci. Il sentirsi quindi protagonisti e autori di un’azione cosi importante ha fatto si che il
coinvolgimento e l’entusiasmo prodotto nell’assolvimento del compito a loro richiesto abbia portato
ad una reale incisività della campagna di formazione proposta nel corso del presente progetto.
La numerosa partecipazione alla giornata conclusiva, dove sono stati presentati i lavori prodotti e
dove è stato dato spazio ad un confronto diretto tra
i docenti ed i ragazzi, ha fatto si che la valutazione
globale sia del tutto buona. In questa sede, a dimostrazione del grande coinvolgimento, sono emerse
infatti diverse idee da sviluppare nel futuro sempre
rivolte alla promozione della tutela della salute dei
giovani, in cui i ragazzi rivestissero sempre un ruolo da protagonisti. Sorprendentemente sono stati gli
studenti stessi a richiedere un approfondimento sui
temi trattati attraverso un futuro maggiore coinvolgimento. Questo alto grado di sensibilizzazione è
certamente da considerare il risultato più evidente
del presente progetto essendo esso stesso l’obiettivo
prefissato.
5) faralli C, Zuccaro P, Russo R, E. Scafato.
Alcol e televisione: i modelli di consumo
di bevande alcoliche nelle fiction e nei
film televisivi. Alcologia 2003;15:95-109.
6.Anderson P, Baumberg B. Alcohol in
Europe -A public health perspective a report for the European Commission. Institute of Alcohol Studies. uK June 2006.
7) Scafato E. La riduzione dell’esposizione
all’alcol come fattore di rischio: il razionale dell’intervento proposto dagli obiettivi di salute del piano sanitario nazionale
1998-2000. Alcologia, European Journal
of Alcohol Studies 1998;10(Suppl 1-2):20.
8) Joint united Nations Programme on
hIV/AIDS - world health Organization.
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All the authors have contributed equally to the study.
Funding.—This project was supported by funds from the Ministry of health Commission for doping surveillance and monitoring and health protection in sports.
Acknowledgments.—The authors wish to thank the students, teachers and principals of the schools that participated in the
project.
Received on July 22, 2010 - Accepted for publication on September 21, 2010.
Corresponding author: f. Pigozzi, MD, Department of health Sciences, foro Italico university, piazza Lauro de Bosis 15,
00194 Rome, Italy. E-mail address: [email protected]
374
Settembre 2010
MED SPORT 2010;63:375-90
Atypical changes to ST-T segment
after step-test during competitive
sport fitness examination
Modificazioni atipiche del tratto ST-T dopo step-test
durante visita di idoneità sportiva agonistica
M. LOMBARDI 1, 2, F. FAIOLA 1, 2, U. LUCIANI 1, 2, F. CLAUDIO 1, 3, G. BIANCHI 1, 2,
A. VEICSTENAS 2, 4, M. CASASCO 2, 3
1Panathleticon,
Sports Medicine, FMSI Operative Unit, Brescia, Italy
Federation of Sports Medicine, FMSI, Rome, Italy
3School of Sports Medicine, University of Brescia, Brescia, Italy
4Department of Health Science, Nutrition and Sports, University of Milan, Milan, Italy
2Italian
SUMMARY
Aim. The incidence and possible causes of “aspecific” changes to the ST-T segment have been investigated. Presenting
at ECG following a step test on the occasion of a competitive sports fitness examination, these changes were of
uncertain diagnostic interpretation.
Methods. Basal and post-step-test electrocardiograms (ECGs) were examined in 6635 non-professional athletes (<35
years). The 53 athletes (0.8%) who presented “aspecific” repolarisation changes were submitted to the maximal
ergometric test (MET) and resting (basal-Echocg) and exercise (stress-Echocg) echocardiography.
Results. In one case only the MET and stress-Echocg proved positive for stress-induced myocardial ischemia. Exercise
scintigraphy confirmed the result and a coronary computed tomography (CT) scan excluded congenital anomalies.
In the remaining 52 subjects, the MET was normal while basal-Echocg showed: ventricular tendinous cords (12
subjects); mitral valve prolapse with minimum, clinically irrelevant regurgitation (7 subjects); initial hypertrophy of
the left ventricle interpretable as “athlete’s heart” (3 subjects); hypertrophy of the papillary muscles (4 subjects). The
anomalies investigated are infrequent in young athletes, as it is demonstrated by most second level examinations
which proved negative. In only one case did the MET and stress Echocg point to modifications indicative of ischaemic
cardiopathy. Although this percentage is very low, it is recommended that second level examinations be carried out
annually in these subjects as they do uncover anomalies when present. The group of subjects in whom basal-Echocg
showed hypertrophy of the papillary muscles is interesting in that it is hypothesized that it could represent a possible
initial stage of hypertrophic myocardiopathy.
Conclusion. Second level cardiological examinations should be carried out whenever “aspecific” anomalies of
repolarisation are encountered in ECGs following step-tests in athletes who are otherwise considered healthy. These
further investigations are generally sufficient to clarify any diagnostic problems created by aspecific changes in the
ECG following step tests.
Key words: Electrocardiography - Exercise test - Heart diseases.
RIASSUNTO
Obiettivo. Nella presente ricerca si è voluto indagare l’incidenza e le possibili cause delle alterazioni “aspecifiche” del
tratto ST-T di incerta interpretazione diagnostica che si presentano all’ECG dopo step-test in occasione della visita di
idoneità sportiva agonistica.
Metodi. Sono stati esaminati gli ECG basali e dopo step-test di 6635 atleti (<35 anni) non professionisti. I 53 atleti (0,8%)
che hanno presentato alterazioni “aspecifiche” della ripolarizzazione sono stati sottoposti a test ergometrico massimale
(TEM), ad ecocardiogramma a riposo (ECOCG-basale) e da sforzo (ECOCG-stress).
Vol. 63 - N. 3
375
LOMBARDI
ATYPICAL CHANGES TO ST-T SEGMENT AFTER STEP-TEST
Risultati. In un solo caso TEM e ECOCG-stress sono risultati positivi per ischemia miocardica da sforzo. La scintigrafia
da sforzo ha confermato il risultato e la TAC coronarica ha escluso anomalie congenite. Nei restanti 52 soggetti il TEM
è risultato normale, mentre l’ECOCG-basale mostrava: corde tendinee ventricolare (12 soggetti); prolasso dei lembi
mitralici con minimo rigurgito clinicamente irrilevante (7 soggetti); ipertrofia iniziale del ventricolo sinistro interpretabile
come “cuore d’atleta” (3 soggetti); ipertrofia dei muscoli papillari (4 soggetti). Le anomalie indagate sono infrequenti
in giovani atleti, come dimostrato dalla maggior parte degli esami di secondo livello risultati negativi. In un solo caso
TEM e ECOCG-stress hanno evidenziato modificazioni indicative di cardiopatia ischemica. Pur essendo tale percentuale
molto bassa, si raccomanda di eseguire esami di secondo livello annualmente in questi soggetti, in quanto permettono
comunque di rilevare anomalie. È interessante il gruppo di soggetti in cui l’ECOCG-basale ha mostrato ipertrofia dei
muscoli papillari in quanto vi è l’ipotesi che potrebbe rappresentare una possibile fase iniziale di miocardiopatia
ipertrofica.
Conclusioni. È indicato far eseguire esami cardiologici di secondo livello ogni qual volta si riscontrino anomalie
“aspecifiche” della ripolarizzazione nei tracciati ECG dopo step-test di atleti altrimenti ritenuti sani. Tali ulteriori indagini
sono nella maggior parte dei casi sufficienti a chiarire quesiti diagnostici posti dalle alterazioni aspecifiche dell’ECD dopo
step test.
Parole chiave: Elettrocardiogramma - Esercizio fisico - Difetti cardiaci.
T
he primary prevention of severe cardiac
events and sudden death is one of the main
objectives of the competitive sport fitness examination which, according to Italian legislation,
can only be carried out by a sports medicine
specialist.1-4 This examination, regulated by a
Ministerial Decree dated 18/02/1982, includes
a basal electrocardiogram (ECG) and an ECG
following intense three-minute effort (step test),
has proved effective in the prevention of sudden death in sports persons and has enabled
heart pathologies to be identified that would
otherwise not have come to light.3
Sudden death in young athletes (under-35)
has been attributed in 81.5% of cases to cardiovascular causes and in the remainder to cerebral
(7.5%) or respiratory (5%) pathology. Only in
6% of cases was no specific cause evidenced.5,
6 Of the pathologies that may be identified or
suspected on the basis of a reading of the basal ECG in young sportsmen, arryhthmogenic
dysplasia of the right ventricle, hypertrophic
myocardiopathy, dilatative myocardiopathy,
congenital anatomic anomalies of the coronary
arterial circulation, Wolff-Parkinson-White and
Brugada syndromes and catecholaminic ventricular tachycardia 4, 6-8 are frequent. In most
young subjects, the cause which triggers a real
emergency is attributable to such a major arrhythmia that it proves fatal.9-11
Of considerable practical interest is also the
observation that in the basal ECG of sports
practitioners aspecific anomalies of the ST segment and the T wave are encountered with a
frequency that varies from 0.5% to 19% of the
sporting population, especially in top level ath-
376
L
a prevenzione primaria di gravi eventi cardiaci
e della morte improvvisa rappresenta uno dei
principali obiettivi della visita di idoneità sportiva agonistica, che secondo la legislazione italiana può essere effettuata solamente dal medico
specialista in medicina dello sport 1-4. Tale visita,
regolamentata dal Decreto Ministeriale (DM) del
18/02/1982, comprendente tra l’altro un elettrocardiogramma (ECG) basale e dopo uno sforzo
intenso di tre minuti (Step-test), si è dimostrata
efficace nella prevenzione della morte improvvisa negli sportivi, permettendo l’individuazioni di
patologie cardiache altrimenti non evidenziabili 3.
La morte improvvisa in giovani atleti (età inferiore a 35 anni) è stata imputata nell’81,5% dei casi
a cause di natura cardiovascolare, nei rimanenti
casi ad una patologia cerebrale (7,5%) o respiratoria (5%). Solo nel 6% dei casi non si è evidenziata una causa specifica 5, 6. Tra le patologie che
possono essere evidenziate o sospettate anche sulla
base della sola lettura dell’ECG basale nei giovani
sportivi emergono per la loro frequenza 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 4, 6-8. La causa scatenante la vera e propria emergenza è imputabile, nella maggioranza dei soggetti
in giovane età, ad un’aritmia talmente importante
da risultare fatale 9-11.
Di notevole interesse pratico è anche il riscontro
che anche nell’ECG basale di soggetti praticanti
sport si riscontrano anomalie aspecifiche del tratto ST e dell’onda T con una frequenza variabile
dallo 0,5% al 19% della popolazione sportiva, soprattutto in atleti di alto livello, con quadro clinico
Settembre 2010
letes, with a clinical and instrumental picture
which shows up negative on second level control.12-15 Of the many causes indicated extrinsic factors that can trigger false positivity, such
as abuse of coffee or alcohol, smoking, female
gender, throacic deformities like pectus excavatum and the intake of drugs for therapy or for
doping should first be excluded. False positives
are also encountered with greater frequency in
women.
In over-35-year-old athletes, on the other
hand, ischemic cardiopathy becomes more and
more prevalent with advancing age, especially in the presence of coronary risk factors. In
these age classes it is above all the ECG at the
completion of the step-test that is able to reveal
ST segment (depression ≥2 mm) and T wave
(polarity inversion) changes which might point
to a correct diagnosis. Nevertheless, even in this
group of athletes changes may be observed in
the repolarisation phase following short, intensive effort that is not clinically significant but
that may induce uncertain interpretation. A
possible false positivity of the test may also be
caused by a protocol that includes a stress test
carried out sharply and violently without an appropriate warm-up.16, 17
It is well known now that in asymptomatic
subjects with undamaged coronaries depression
of the ST segment and/or inversion of T waves
during effort may be linked to orthosympathetic
stimulation, mediated above all by the direct effect of catecholamines on ventricular repolarization.18 Reproduction of ST segment depression
with hyperventilation,19 orthostatism and infusion of isoproterenol is similarly favourable, as
is normalisation of the graph with beta-blockers
which would prove the condition’s functional
nature, of “adrenergic” origin.12 As for this particular electrocardiographic aspect little information is available in the literature.
Given these premises and given the concrete
importance of the correlation between reading of the ECG and the possible demand for
supplementary examinations, the aim of the
present investigation is to assess the incidence
of aspecific anomalies of ventricular repolarisation on the ECG following a short intensive effort in a group of young athletes, verifying the
clinical and prognostic significance by means
of subsequent second level cardiological tests
such as: maximal ergometric test on the ergometer bicycle (MET), basal and possibly stress
transthoracic color-Doppler echocardiogram.
Vol. 63 - N. 3
LOMBARDI
e strumentale che appare poi ad un controllo di
secondo livello negativo 12-15. Tra le molte cause
indicate, in primo luogo vanno esclusi quei fattori
estrinseci in grado di provocare una “falsa positività”, quali l’abuso di caffé e di alcolici, il fumo,
il sesso femminile, le deformità toraciche come il
pectus excavatum e l’assunzione di farmaci a scopo terapeutico o per doping. Anche nel genere femminile si riscontrano false positività con maggiore
frequenza.
Nell’atleta di età superiore ai 35 anni, al contrario la cardiopatia ischemica diventa sempre
più prevalente con l’avanzare dell’età anagrafica,
soprattutto in presenza di fattori di rischio coronarico.
In queste classi di età gruppo è soprattutto nella
registrazione dell’ECG al termine dello step-test che
possono osservare modificazioni del tratto ST (sottoslivellamento ≥2 mm) e dell’onda T (inversione
della polarità) che possono indirizzare verso una
corretta diagnosi. Pur tuttavia anche in questo
gruppo di atleti possono osservarsi modificazione
della fase di ripolarizzazione dopo sforzo breve
e intenso, non clinicamente significative ma che
possono indurre incertezza interpretativa. Una
possibile falsa positività della prova può essere provocata anche da un protocollo che prevede una
prova da sforzo effettuata in modo brusco e violento senza un adeguato preriscaldamento 16, 17.
E’ ormai noto che in soggetti asintomatici, con
coronarie integre, il sottoslivellamento del tratto ST
e/o l’inversione delle onde T durante lo sforzo possono essere legati alla stimolazione ortosimpatica,
mediata soprattutto dall’effetto diretto delle catecolamine sulla ripolarizzazione ventricolare 18. Analogo significato favorevole ha la riproduzione del
sottoslivellamento del tratto ST con l’iperventilazione 19, l’ortostatismo e l’infusione di isoproterenolo,
nonché la normalizzazione del tracciato con betabloccanti, che ne testimonierebbe la natura funzionale, di origine “adrenergica” 12. Riguardo a questo
particolare aspetto elettrocardiografico scarse sono
le notizie presenti in letteratura.
Sulla base di queste premesse, e per la concreta
importanza che riveste la correlazione tra la lettura dell’ECG e l’eventuale richiesta di esami integrativi, l’obiettivo della presente indagine è di valutare l’incidenza delle anomalie aspecifiche della
ripolarizzazione ventricolare all’ECG dopo sforzo
breve ed intenso in un gruppo di giovani atleti,
verificandone il significato clinico e prognostico mediante successive indagini cardiologiche di
secondo livello, quali: test ergometrico massimale
al cicloergometro (TEM), ecocardiogramma colorDoppler transtoracico (ECOCG) basale ed eventualmente da sforzo (ECOCG-stress).
377
LOMBARDI
Materiali e metodi
Six thousand six hundred thirty five nonprofessional athletes aged between 14 and 35,
4 840 male and 1795 female, were examined
at the Brescia “Panathleticon” Centre of Sports
Medicine for fitness certification for competitive
sporting activity. A thorough family history, past
pathology, and short-term and sporting pathology were compiled for all athletes and a complete examination was carried out including, as
required by ruling regulations, a careful objective examination, measurement of arterial pressure, measurement of visual acuity and spirometric examination. A resting and short intense
stress (step-test) ECG was recorded for each
athlete.
Athletes who at post-step test ECG presented
ventricular repolarisation changes (ST segment
and T wave) of uncertain and dubious interpretation were subjected to second level examinations as follows:
1) maximal ergometric test on the ergometer
bicycle with loads growing by 25 Watts every
2 minutes until maximal heart frequency was
reached or higher than 85% of maximum theoretical cardiac frequency for gender and age.
Among the interruption criteria for the maximal ergometric test, in addition to attainment
of theoretical maximum CF, we considered:
increases in systolic and diastolic arterial pressure values above 240/120 mmHg, muscular
exhaustion, the presence of symptomatology
and possible onset of complex arrhythmias due
to stress and/or significant changes in the ST-T
segment (depression of straight-line or straightline-descending ST segment of at least 2 mm at
80 ms from the end of the QRS complex, with
negativisation of the T wave).
2) Transthoracic echocardiography, basal and
upon completion. The examination was carried
out in left lateral decubitus with recording of
parasternal projections (according to the longaxis and short-axis acoustic windows) apical
(according to the 2, 4 and 5 chamber acoustic
windows), and substernal. These examinations
were carried out to assess any morphological
and functional changes in the walls, cavities and
cardiac valve apparatus through basal Echocg
and any changes in regional motility induced
by effort and not present in the rest examination, through stress Echocg.
In the event of the ergometric test and/or
the stress echocardiogram proving doubtful or
positive for ischaemia, third level examinations
Sono stati esaminati 6 635 atleti non professionisti, di età compresa tra i 14 e 35 anni, 4 840 maschi e 1795 femmine, esaminati presso il Centro
di Medicina dello Sport “Panathleticon” di Brescia
per il conseguimento del certificato di idoneità
alla pratica sportiva agonistica. Di tutti gli atleti
è stata raccolta un’accurata anamnesi familiare,
patologica remota, patologica prossima e sportiva
e si è praticata una visita completa comprendente,
come richiesto dalla normativa vigente, un accurato esame obiettivo, la misurazione della pressione arteriosa, la misurazione dell’acuità visiva
e l’esame spirometrico. Di ciascun atleta si è registrato un tracciato ECG a riposo e dopo sforzo
breve e intenso (Step-test).
Gli atleti che all’ECG eseguito dopo lo step-test
presentavano alterazioni della ripolarizzazione
ventricolare (tratto ST ed onda T) d’incerta e dubbia interpretazione sono stati sottoposti ad esami
di secondo livello come segue:
1) test ergometrico massimale al cicloergometro con carichi crescenti di 25 Watt ogni 2 minuti,
fino al raggiungimento della frequenza cardiaca
massimale o superiore all’85% della Frequenza
Cardiaca (FC) teorica massima per sesso ed età.
Tra i criteri di interruzione del test ergometrico
massimale, oltre al raggiungimento della FC massima teorica, sono stati considerati: gli incrementi
dei valori di pressione arteriosa sistolica e diastolica oltre i 240/120 mmHg, l’esaurimento muscolare, la presenza di sintomatologia e l’eventuale
comparsa di aritmie complesse da sforzo e/o di alterazioni significative del tratto ST-T (sottoslivellamento tratto ST rettilineo o rettilineo-discendente
di almeno 2 mm, a 80 ms dalla fine del complesso
QRS, con negativizzazione dell’onda T).
2) Esame ecocardiografico transtoracico basale
e al termine dello stesso. L’esame è stato eseguito in
decubito laterale sinistro, con registrazione delle
proiezioni parasternali (secondo le finestre acustiche ad asse lungo e ad asse corto - long-axis e
short-axis), apicali (secondo le finestre acustiche
a 2, 4 e 5 camere) e sottosternale. Tali esami sono
stati effettuati al fine di valutare eventuali alterazioni morfologiche e funzionali delle pareti, delle
cavità e degli apparati valvolari cardiaci, tramite l’ECOCG-basale, ed eventuali alterazioni della
motilità regionale indotti dallo sforzo e non presenti nell’esame a riposo, tramite l’ECOCG-stress.
Nel caso il test ergometrico e/o l’ecocardiogramma da sforzo fossero risultati dubbi o positivi per
ischemia, sono stati richiesti esami di terzo livello, quali la scintigrafia miocardia da sforzo con
Tcn 99 e la tomografia assiale computerizzata
378
Settembre 2010
LOMBARDI
Table I.—Type of ST-T changes after step test.
Tabella I.— Tipo alterazioni ST-T dopo step-test.
multistrato (TAC) cardiaca, al fine di evidenziare eventuali alterazioni morfologiche congenite o
acquisite del circolo coronarico. L’esecuzione di
tali esami di terzo livello è stata delegata a centri specialistici in questa tipologia di diagnostica
strumentale.
ST-T changes
(type)
Cases
Percentage
(numbers).
(%)
Junctional
27
50.9
ST ↑; T biphasic
19
35.9
ST ↓ 0.5-1 mm; T acc. negative
06
11.3
ST ↓ > 2 mm; T negative
01
01.9
ECG dopo sforzo
such as stress myocardial scintigraphy with Tcn
99 and multilayer computed axial tomography
(CT scan) were requested to identify any congenital or acquired morphological changes in
coronary circulation. Execution of these third
level examinations was carried out in centres
specialising in this type of instrumental diagnosis.
Results
ECG after exercise
Of the 6 635 subjects examined (average age
21.9±6.7 years), 53 (0.8% of the total, corresponding to 48 males and 5 females) presented
changes to the ST-T segment following the step
test such as: biphasic T wave with terminal negativity in more than one lead (+) and depression of the J point of the ST-T segment of less
than 2 mm and of a duration of less than 0.08
s. All 53 subjects were aged between 14 and
34. Of these 46 took part in football (all were
males), 5 in volleyball (1 male and 4 women), 1
swimming (male) and 1 downhill skiing (male).
Specifically, all 53 subjects presented a basal
ECG within normal limits with prevalent shift of
the QRS electric axis rightwards in 70% of cases.
In the remaining 30% the axis was intermediate.
In reading the ECG after carrying out the step
test, it was observed that:
a. the duration of the PR segment showed no
important variations compared to basal ECG;
b. there were aspecific changes in the ST-T
segment (Table I) of “junctional” type with depression of the descending ST segment of less
than 2 mm and positive T wave in 50.9% of
cases. These changes were more evident in the
lower peripheral leads (DII, DIII and aVF) in
subjects with the electrical axis of the QRS vertical or oriented rightwards, in the lower periphal
leads (DII, DIII and aVF) and left precordial
leads (from V4 to V6) in subjects with electrical
axis of the QRS intermediate.
Vol. 63 - N. 3
Risultati
Dei 6 635 soggetti esaminati (età media di
21,9±6,7 anni), 53 soggetti (0,8% del totale, corrispondenti a 48 maschi e 5 femmine) presentavano alterazioni del tratto ST-T dopo step test, quali:
onda T difasica con negatività terminale in più
derivazioni (+-) e sottoslivellamento del punto
J del tratto ST-T inferiore a 2 mm e della durata inferiore a 0,08 sec. Tutti i 53 soggetti erano
di età compresa tra i 14 e i 34 anni Di questi 46
praticavano lo sport del calcio (tutti di sesso maschile), 5 la pallavolo (1 di sesso maschile e 4 di
sesso femminile), 1 il nuoto (maschio) ed 1 lo sci
alpino (maschio). In particolare, tutti i 53 soggetti presentavano un ECG basale nella norma con
prevalenza dell’orientamento dell’asse elettrico del
QRS a destra nel 70% dei casi e nel restante 30%
l’asse era intermedio. Nella lettura dell’ECG dopo
esecuzione dello step-test si è rilevato che:
a. la durata del tratto PR non subiva variazioni di rilievo rispetto all’ECG basale;
b. vi erano modificazioni aspecifiche del tratto
ST-T (Tabella I) di tipo “giunzionale” con sottoslivellamento del tratto ST discendente e inferiore a
2 mm e onda T positiva nel 50,9% dei casi. Tali
alterazioni apparivano più evidenti nelle derivazioni periferiche inferiori (DII, DIII e aVF) nei soggetti con asse elettrico del QRS verticale o orientato
verso destra, nelle derivazioni periferiche inferiori
(DII, DIII e aVF) e precordiali sinistre (da V4 a V6)
nei soggetti con asse elettrico del QRS intermedio;
c. erano presenti alterazioni aspecifiche della
ripolarizzazione (Tabella I) con:
— sopraslivellamento del tratto ST convesso di
1-2 mm e onda T difasica (+-) in 19 soggetti (il
35,9% dei casi, Figura 1) così distribuiti: 12 casi
visibili nelle derivazioni periferiche inferiori (DII,
DIII, aVF) e con asse elettrico QRS verticale; 3 casi
visibili nelle derivazioni precordiali sinistre (da
V4 a V6); 4 casi visibili sia nelle derivazioni periferiche inferiori (DII, DIII, aVF) che nelle derivazione precordiali di sinistra (da V4 a V6);
— sottoslivellamento del tratto ST d’ampiezza
compresa tra 0,5-1 mm con onda T negativa in
6 casi (11,3% dei casi), tra questi in 3 casi evidenziati nelle derivazioni precordiali sinistre, in 2
casi nelle sole derivazioni V4-V6, infine in 1 caso
379
LOMBARDI
Figure 1.—Example of aspecific repolarisation changes after the step-test. The 4 columns of the figure show the ECG
of a male subject aged X subdivided into 2 columns of 6 leads each (in the first we have DI, DII, DIII, aVR, aVL, aVF,
in the second V1, V2, V3, V4, V5, V6). Column A shows a normal basal graph. Column B shows the ECG at the first
minute of recuperation after the step test and evidences a straight ST with biphasic (+-) T wave in DIII, aVF and V6;
T wave negative from V3 to V5. Column C shows the ECG obtained at the peak of the Ergometric Test and column
D the ECG at the first minute of recuperation after the Ergometric Test; column C and D both show a normal graph.
Figura 1. — Esempio di alterazioni aspecifiche della ripolarizzazione dopo Step-Test. La figura mostra in 4 colonne
ECG si un soggetto maschio di X anni suddivisi in 2 colonnine da 6 derivazioni l’una (nella prima colonnina abbiamo DI, DII, DIII, aVR, aVL, aVF, nella seconda abbiamo V1, V2, V3, V4, V5, V6). La colonna A mostra un tracciato
basale nella norma. La colonna B mostra l’ECG al primo minuto di recupero dopo lo Step-test ed evidenzia un ST rettilineo con onda T difasica (+-) in DIII, aVF e V6; onda T negativa da V3 a V5. La colonna C mostra l’ECG ottenuto al
picco del Test Ergometrico e la colonna D l’ECG al primo minuto di recupero dopo il Test Ergometrico; sia la colonna
C che D mostrano un tracciato nella norma.
c. aspecific repolarisation changes (Table I)
were present with:
— elevation of the ST segment 1-2 mm convex and biphasic T wave (+-) in 19 subjects
(35.9% of cases, Figure 1) distributed as follows:
12 cases visible in the lower peripheral leads
(DII, DIII, aVF) and with vertical QRS electrical axis; 3 cases visible in left precordial leads
(from V4 to V6); 4 cases visible in both the lower peripheral leads (DII, DIII, aVF) and in the
left precordial leads (from V4 to V6).
— depression of the ST segment between
380
nelle derivazioni DII, DIII e aVF. Si trattava di un
giovane di 16 anni, dalla cui anamnesi risultava
aver fumato marijuana nei giorni precedenti la
visita d’idoneità allo sport (Figura 2);
— sottoslivellamento del tratto ST d’ampiezza
superiore a 2 mm con T negative nelle derivazioni
V4-V6; tale alterazione è stata osservata in un solo
soggetto (1,9% dei casi), un maschio di 29 anni
praticante lo sport della pallavolo. La sua anamnesi evidenziava un atleta dilettante con visite di
idoneità effettuate presso il nostro stesso centro
con cadenza annuale, come richiesto dalla legge.
Gli ECG in nostro possesso, effettuati per i 5 anni
Settembre 2010
LOMBARDI
Figure 2. Example of aspecific repolarisation changes after the step-test. The 4 columns of the figure show the ECG
of a male subject aged 16 subdivided into 2 columns of 6 leads each (in the first we have DI, DII, DIII, aVR, aVL, aVF,
in the second V1, V2, V3, V4, V5, V6). Column A shows a normal basal graph. Column B shows the ECG at the first
minute of recuperation after the step test and evidences a 0.5 mm depression of the ST segment in DII, DIII and aVF
with straight ST segment and biphasic (-+) T wave. In V5 and V6 ascending type depression of the ST segment with
biphasic (-+) T wave. Terminal negative T wave between V2 and V4. Column C shows the ECG obtained at the peak
of the Ergometric Test and column D the ECG at the first minute of recuperation after the Ergometric Test; column C
and D both show a normal graph.
Figura 2. — Esempio di alterazioni aspecifiche della ripolarizzazione dopo Step-Test. La figura mostra in 4 colonne
ECG si un soggetto maschio di 16 anni suddivisi in 2 colonnine da 6 derivazioni l’una (nella prima colonnina abbiamo DI, DII, DIII, aVR, aVL, aVF, nella seconda abbiamo V1, V2, V3, V4, V5, V6). La colonna A mostra un tracciato
basale nella norma. La colonna B mostra l’ECG al primo minuto di recupero dopo lo Step-test ed evidenzia sottoslivellamento del tatto ST di 0,5 mm in DII, DIII e aVF con tratto ST rettilineo e onda T difasica (-+). In V5 e V6 sottoslivellamento ascendente del tratto ST con onda T difasica (-+). Onda T negativa terminale tra V2 e V4. La colonna C mostra
l’ECG ottenuto al picco del Test Ergometrico e la colonna D l’ECG al primo minuto di recupero dopo il Test Ergometrico;
sia la colonna C che D mostrano un tracciato nella norma.
0.5-1 mm with negative T wave in 6 cases
(11.3% of cases), in 3 of these evidenced in
the left precordial leads, in 2 cases in the V4V6 leads, finally in 1 case in DII, DIII and aVF
leads. This was a young man of 16 whose history showed he had smoked marijuana in the
days prior to his competitive sport fitness examination (Figure 2).
— depression of the ST segment greater
than 2 mm with T wave negative in the V4-V6
Vol. 63 - N. 3
precedenti, non mostravano nessuna alterazione, né al basale e né dopo lo step test. L’atleta non
presentava al momento della visita alcun fattore
di rischio in quanto non fumatore, non bevitore,
normopeso, con valori pressori nella norma (120
mmHg di pressione sistolica e 80 mmHg di diastolica), donatore di sangue, sottoposto quindi di
routine ad esami ematochimici e praticante attività fisica in maniera regolare e continua. L’anamnesi patologica del soggetto risultava totalmente
negativa per eventi cardiovascolari, presentando
381
LOMBARDI
leads; this change was observed in one subject
only (1.9% of cases), a male volleyball player
of 29. He was an amateur athlete who had had
fitness examinations at our centre annually as
required by law. The ECGs in our possession
done for the 5 previous years did not show any
change either in the basal examination or after
the step test. At the moment of the examination the athlete did not present any risk factor
as he was a non-smoker, a non-drinker, was of
normal weight and had normal pressure values
(120 mmHg systolic pressure and 80 mmHg diastolic). He was also a blood donor and therefore subjected to routine hematochemical examinations, and he took part in physical activity
in a regular, continuous manner. The subject’s
pathological history was totally negative for
cardiovascular events, although he had suffered
from staphylococcus-induced sepsis at the age
of 20, an operation for varicocele at 18 and had
had a previous traumatic fracture of the left
shoulder. Only the family history pointed to any
risk factors, albeit very bland and indirect; the
paternal grandmother was operated on at 83
for myocardial revascularisation and implantation of a pacemaker, and the paternal grandfather had suffered a myocardial infarction at 70
with subsequent implantation of a pacemaker.
The athlete could therefore be considered to be
without any evident cardiovascular risk factors.
Resting echocardiogram
Color Doppler mono-bidimensional transthoracic resting echocardiogram showed (Table II)
the following:
— Morphological and functional normality
in 27 subjects (50.9%).
— Presence of false tendinous cords in 12
cases (22.6%) in the left ventricle (5 cases) and
in the right, at the distal middle third. In these
cases the presence of a junctional ST segment
with positive or biphasic (+-) T wave on the
lower and left precordial leads was visible in
the ECG after the step test, in the presence of a
vertical or prevalently right QRS electrical axis;
if the QRS presented an intermediate axis it was
visible only on the left precordials.
— Redundancy of mitral valve flaps with
minimum, clinically insignificant regurgitation,
in 7 cases (13.2%). The ECG recorded after the
step test showed a junctional ST segment and
a biphasic (+-) T wave in 2 cases on the lower
leads (one with vertical axis, the second intermediate) and in 5 cases on the left precordials
382
Table II.—Resting transthoracic echocardiogram (basal Echocg).
Tabella II.— Ecocardiogramma transtoracico a ri-
poso (ECOCG basale).
Diagnostic conclusions basal
ECHOCG (type)
Cases
Percentage
(numbers).
(%)
Absence of perceivable changes
(Normal)
27
50.9
False ventricular tendinous cords
12
22.6
Mitral valve redundancy with
minimum regurgitation
7
13.2
Septal or concentric initial hypertrophy of the left ventricle
3
5.7
nello storico sepsi da stafilococco a 20 anni, operazione per varicocele a 18 anni e precedente frattura traumatica della spalla sinistra. Solo l’anamnesi familiare evidenziava alcuni fattori di rischio,
seppur molto blandi e indiretti; si evidenziava
nonna paterna operata a 83 anni per rivascolarizzazione miocardica e impianto di Pace Meker e
nonno paterno con infarto miocardio a 70 anni e
successivo impianto di Pace Meker. L’atleta poteva
quindi essere considerato senza evidenti fattori di
rischio cardiovascolari.
Ecocardiogramma a riposo
L’ecocardiogramma transtoracico mono-bidimensionale color Doppler a riposo ha mostrato
(Tabella II) quanto segue:
— Normalità morfologica e funzionale in 27
soggetti (50,9%).
— Presenza di false corde tendinee in 12 casi
(22,6%) sia a carico del ventricolo sinistro (5 casi)
sia di quello destro, al terzo medio distale. In questi casi era evidenziabile all’ECG dopo step-test la
presenza di un tratto ST giunzionale con onda T
positiva o difasica (+-)sulle derivazioni inferiori e
precordiali di sinistra, in presenza d’asse elettrico del QRS verticale o prevalente destro; se il QRS
presentava asse intermedio era evidenziabile solo
sulle precordiali di sinistra.
— Ridondanza dei lembi valvolari mitralici
con minimo rigurgito, clinicamente insignificante, in 7 casi (13,2%). L’ECG registrato dopo steptest mostrava un tratto ST giunzionale e un’onda
T difasica (+-)in 2 casi sulle derivazioni inferiori
(uno con asse verticale, il secondo intermedio) e in
5 casi sulle precordiali sinistre (due con asse verticale e due con asse intermedio). Tale anomalia
si è osservata soprattutto negli atleti più giovani.
— Iniziale ipertrofia ventricolare sinistra (spessore del SIV e parete posteriore 11-13 mm) in 3
soggetti (5,7%). In questi atleti l’ECG dopo step-test
Settembre 2010
(two with vertical axis and two with intermediate axis). This anomaly was observed above all
in younger athletes.
— Initial left ventricular hypertrophy (thickness of IVS and rear wall 11-13 mm) in 3 subjects (5.7%). In these athletes the ECG following
a step test presented changes in the T wave
(biphasic +-) on the left precordial leads and
a junctional depression of the ST segment in
the presence of the intermediate QRS electrical
axis.
— Isolated hypertrophy of the left ventricle
papillary muscles in 4 cases (7.6%): at the poststep test ECG these subjects presented changes
in the T wave which appeared prevalently negative on the lower and left precordial leads, in
the presence of vertical or rightwards shift QRS
axis..
Maximal ergometric test
All subjects therefore underwent a maximal
ergometric test on the ergometer bicycle.
Table III shows the mean stress loads reached
during the ergometric examination.
In 3 cases (5.7%), late monomorphous and
sporadic ventricular extrasystoles were observed during the early stress levels; these disappeared with the increase in heart frequency.
Subjects who, following the step test, had
presented depression of the ST segment of socalled junctional type, confirmed junctional depression of the ST segment at ergometer bicycle
stress testing with measurements from 1 to 1.5
mm, lower than 80 ms, in the same ECG leads
and therefore clinically not indicative of ischaemia (27 cases, or 50.9%).
In one case only the stress test was interrupted owing to changes in the ST segment and T
wave indicative of myocardial ischaemia (2.1%).
This situation occurred in the case of the 29
year-old male volleyball player who at the step
test had presented a significant depression of the
ST segment with negative T waves in the V4-V6
leads. The Ergometric test was interrupted at a
load of 175 watts, corresponding to a heart frequency of 157 bpm and therefore equal to 81%
of the maximum theoretical frequency owing
to the presence of what was considered to be a
pathological depression of the ST segment. The
interrupted test was therefore considered positive for the presence of myocaardial ischaemia
in accordance with electrocardiographic criteria. The situation also required further diagnostic investigation with stress echocardiography
Vol. 63 - N. 3
LOMBARDI
Table III.—Mean peak stress values reached.
Tabella III.— Valori medi di sforzo di picco rag-
giunto.
load per body
Work load (Watt) Work
mass (Watt/kg)
184.6±22
2.6±0.22
Double product
(PA max x FC max
30500±2863
presentava alterazioni dell’onda T (difasica +-)
sulle derivazioni precordiali sinistre ed un sottoslivellamento giunzionale del tratto ST in presenza
di asse elettrico del QRS intermedio.
— Ipertrofia isolata dei muscoli papillari del
ventricolo sinistro in 4 casi (7,6%): questi soggetti
all’ECG dopo step-test presentavano modificazioni
dell’onda T, che appariva prevalentemente negativa sulle derivazioni inferiori e precordiali sinistre,
in presenza di asse del QRS verticale o prevalente
destro.
Test ergometrico massimale
Tutti i soggetti hanno quindi sostenuto un test
ergometrico massimale al cicloergometro.
Nella tabella III sono illustrati i valori medi di
carico dello sforzo raggiunti durante l’esame ergometrico.
In 3 casi (5,7%) si sono osservate extrasistoli
ventricolari tardive, monomorfe e sporadiche durante i primi livelli di sforzo, estinte con l’incremento della frequenza cardiaca.
I soggetti che, dopo step-test, avevano presentato sottoslivellamento del tratto ST di tipo cosiddetto
giunzionale, anche al test da sforzo al cicloergometro hanno parimenti confermato il sottoslivellamento giunzionale del tratto ST, con entità da 1 a
1,5 mm, inferiore a 80ms, nelle medesime derivazioni ECG e quindi clinicamente non indicativo
d’ischemia (27 casi, pari al 50,9%).
In un solo caso la prova da sforzo è stata interrotta per alterazioni del tratto ST e onda T indicative di ischemia miocardica (2,1%). Tale situazione si è verificata per l’atleta, maschio di 29
anni praticante pallavolo, che allo Step Test aveva
presentato il sottoslivellamento significativo del
tratto ST con T negative nelle derivazioni V4-V6.
Il Test Ergometrico è stato interrotto ad un carico di 175 watt, corrispondente ad una frequenza
cardiaca pari a 157 bpm e pari quindi all’81%
della frequenza massima teorica, per la presenza
di un sottoslivellamento del tratto ST ritenuto patologico. Il test così interrotto veniva quindi considerato positivo per la presenza di ischemia miocardica secondo il criterio elettrocardiografico. Tale
situazione ha peraltro richiesto un ulteriore approfondimento diagnostico tramite ECOCG-stress
383
LOMBARDI
(incidentally already scheduled in the study for
all subjects), stress myocardial scintigraphy with
Tcn 99 and coronary multilayer CT scan.
(già peraltro in programma nello studio per tutti
i soggetti), scintigrafia miocardica da sforzo con
Tcn 99 e TAC TAC multistrato coronarica.
Echocardiogram poststress
ECG al termine dello sforzo
In all of the subjects bar one (98.1%), the
post-stress echocardiogram showed no significant changes in regional and global kinetics.
In this subject (1.9%), a 29-year-old male
volleyball player presenting significant depression of the ST segment at both the step test
and at the stress test, the stress echocardiogram
showed significant changes in regional kinetics.
In tutti i soggetti ad esclusione di uno (98,1%)
l’ecocardiogramma registrato al termine dello
sforzo non ha evidenziato modificazioni significative della cinetica regionale e globale.
In questo soggetto (1,9%), pallavolista maschio
di 29 anni con presenza di significativo sottoslivellamento del tratto ST sia allo Step Test che alla
prova da sforzo, l’ECOCG-stress ha mostrato significative alterazioni della cinetica regionale.
Further checks
In order to clarify the clinical situation of the
only subject presenting changes at the step test
and ergometric test, and at the stress echocardiogram, a stress scintigraphy with Tcn 99 and
coronary multilayer CT scan were requested.
Stress scintigraphy with Tcn 99 confirmed the
presence of hypoperfusion at the inferoseptal
location, interpretable as a sign of moderate
inferoseptal ischaemia. Coronary multilayer CT
excluded congenital anomalies or significant
coronary stenoses.
Ulteriori accertamenti
Al fine di chiarire la situazione clinica dell’unico soggetto che ha presentato alterazioni sia allo
Step Test che al Test Ergometrico e all’ ECOCGstress sono state richieste una scintigrafia da sforzo
con Tcn 99 e una TAC multistrato coronarica. La
scintigrafia da sforzo con Tcn 99 ha confermata
la presenza di ipoperfusione a sede infero settale,
interpretabile come segno di moderata ischemia in
sede inferosettale. La TAC multistrato coronarica
ha escluso anomalie congenite delle stesse ne stenosi coronariche significative.
Discussion
Discussione
Clinically non-significant electrocardiographic anomalies of ventricular repolarisation at rest
and after effort are not frequent in young athletes; when they are present the sports physician and the cardiologist are faced with a tricky
problem of interpretation and diagnosis of the
ECG. In such cases it is generally considered
indispensable to carry out second level cardiological examinations such as MET and a basal
echocardiogram so as to better define the diagnostic problem. In general we are dealing
with subjects whose family and personal histories are negative for organic cardiac disease
of ischaemic origin or genetically transmitted
myocardiopathy, with a very low maximal incremental ergometric prediction of cardiopathy
pre-test. Such anomalies may be observed in
numerous cardiac pathologies such as, in the
under-35s, hypertrophic myocardiopathy or
arryhthmogenic disease of the right ventricle
and, in the adult athlete, ischaemic cardiopathy,
above all in the presence of coronary risk factors.12-14
On the other hand there is little literature re-
384
Le anomalie elettrocardiografiche della ripolarizzazione ventricolare non clinicamente significative sia riposo che dopo sforzo non sono
frequenti in giovani atleti; quando presenti il
medico dello sport ed il cardiologo si trovano
di fronte ad un difficile quesito interpretativo e
diagnostico del tracciato elettrocardiografico. In
questi casi di regola si ritiene indispensabile effettuare esami cardiologici di secondo livello, quali
un TEM e un ECOCG-basale, per meglio definire il quesito diagnostico. Si tratta per lo più di
soggetti con un’anamnesi familiare e personale
negativa per malattia cardiaca organica d’origine ischemica o da miocardiopatia geneticamente
trasmessa, con una predizione pre-test ergometrico incrementale massimale di cardiopatia molto
bassa. Tali anomalie possono essere osservate in
numerose patologie cardiache quali, nei giovani
sotto i 35 anni, la miocardiopatia ipertrofica o
la malattia aritmogena del ventricolo destro e
nell’atleta adulto la cardiopatia ischemica, soprattutto in presenza di fattori di rischio coronarico 12-14.
Scarsa invece la letteratura relativa alle altera-
Settembre 2010
garding “aspecific” changes to the ST segment
and T wave presenting after a short, intense effort such as the step test.19
In the present research we investigated, in a
comparatively extensive personal series, what
was the incidence of these anomalies of ventricular repolarisation and what the possible
cardiac anatomical or functional causes might
be.
The main results of our investigation suggest that in the vast majority of subjects examined by us, the second level examinations were
quite negative and revealed no ongoing cardiac
pathologies. It should be considered, moreover, that many of the pathologies responsible
for ventricular repolarisation changes at their
initial stage are not easy to identify even with
second level caardiological examinations, so
these examinations have to be carried out as
scrupulously as possible and must be put in the
hands of expert operators in a sports medicine
context.
In only one case in our series did the maximal stress test and the stress echocardiogram
evidence changes in the ECG and in regional
kinetics, indicative of ischaemic cardiopathy,
a pathology confirmed subsequently by stress
scintigraphy and multilayer CT scan which led
to the formulation of an opinion of unfitness
for competitive sport. This low incidence was
predictable in so far as the pre-test possibility
of coronaropathy in this group of subjects was
practically nil owing to the absence of evident
coronary risk factors (smoking, diabetes, family
dyslipidaemia).
Analysing the results of our series a number
of considerations were possible. So-called junctional type changes to the ST segment (depression of the J point of the ascending ST segment
less than 80 ms and a positive T wave) present
at the step test and during the maximal stress
test on the ergometer bicycle (Table I) are not
indicative of coronaropathy, as was shown by
the normal stress echocardiogram. Of particular
interest in our opinion is the observation that
these are commonest in the inferior leads of
those subjects with QRS electrical axis vertical
or prevalently right oriented, and in the left precordial leads of subjects with intermediate or
horizontal QRS axis. They present at maximum
effort with a normal CF and AP increase during the various stages of the ergometric test, in
the absence of subjective symptoms and recede
during recuperation with a decrease in CF.19
The resting echocardiographic examination
Vol. 63 - N. 3
LOMBARDI
zioni del tratto ST e onda T “aspecifiche” che si
presentano dopo uno sforzo breve ed intenso, quale lo step-test 19.
Nella presente ricerca si è voluto indagare, in
una casistica personale relativamente ampia,
quale fosse l’incidenza di queste anomalie della
ripolarizzazione ventricolare e quali le possibili
cause anatomiche o funzionali cardiache.
I principali risultati di questo indagine indicano che nella stragrande maggioranza dei soggetti
da noi presi in esame, gli esami di secondo livello
sono risultati del tutto negativi e non hanno evidenziato patologie cardiache in atto evidenziabili.
Va peraltro considerato che molte delle patologie
responsabili delle alterazioni della ripolarizzazione ventricolare nella loro fase iniziale non sono
facilmente individuabili, anche con esami cardiologici di secondo livello, quindi tali esami vanno
fatti nella maniera più scrupolosa possibile e vanno affidati ad operatori esperti nell’ambito della
medicina dello sport.
Nella nostra casistica in un solo caso sia la prova da sforzo massimale che l’ecocardiogramma
da sforzo hanno evidenziato modificazioni sia del
tracciato ECG che della cinetica regionale, indicative di una cardiopatia ischemica, patologia confermata successivamente dall’esecuzione di una
scintigrafia da sforzo ed una TAC multistrato e che
hanno portato alla formulazione di un giudizio
di non idoneità alla pratica di sport a livello agonistico. Questa bassa incidenza era prevedibile in
quanto la possibilità pre-test di una coronaropatia
in questo gruppo di soggetti, sia per la giovane età
sia per la mancanza d’evidenti fattori di rischio
coronarico (fumo, diabete, dislipidemia familiare), era pressoché nulla.
Analizzando i risultati della nostra casistica si
sono potute trarre alcune particolari considerazioni. Le modificazioni del tratto ST di tipo cosiddetto giunzionale (sottoslivellamento del punto J
del tratto ST ascendente inferiore a 80 ms e onda
T positiva) presenti sia allo step-test che durante il
test da sforzo massimale al cicloergometro (Tabella I) non sono indicative di coronaropatia, come
anche mostrato dalla normalità all’ecocardiogramma da sforzo. Particolarmente interessante
a nostro giudizio è l’osservazione che queste prevalgono nelle derivazioni inferiori di quei soggetti
con asse elettrico del QRS verticale o prevalente destro, nelle derivazioni precordiali sinistre nei soggetti con asse del QRS intermedio od orizzontale.
Esse si presentano al massimo sforzo con un normale incremento di FC e PA durante le varie fasi
del test ergometrico, in assenza di sintomi soggettivi e regrediscono nel recupero con il decremento
della FC 19.
385
LOMBARDI
showed morphological aspects which in themselves might explain the changes in the ECG
such as:
— The presence of false tendinous cords of
left and right ventricles which might explain
certain atypical changes in the ST-T segment, as
also reported in recent literature.20 These false
tendinous cords may at times simulate a hypertrophic myocardiopathy: careful analysis of the
echocardiogram in its various projections (parasternal long axis and in the 2- and 4- chamber
views of the apical projection during both systole and diastole) generally enables us to clarify
all differential diagnosis problems. It has been
observed, in fact, that while during mesosystole the picture might suggest a hypertrophic
septum, in the protosystole there is a clear-cut
separation of the false tendinous cord from the
septum.
— The particularly evident papillary muscles
of the left ventricle which take on the appearance of hypertrophic muscles, particularly in
the case of the anterolateral muscle; a particularly interesting finding seen in four young athletes. For some authors this echocardiographic
aspect, associated with aspecific changes to the
ST-T segment in the side leads, could indicate
an initial hypertrophic cardiomyopathy. Only
echocardiogram monitoring following a period
when the athlete is not training and over time
thereafter could clear up whether this hypertrophy may in any way be linked to training
or if it is an early sign of hypertrophic myocardiopathy.20 Isolated hypertrophy of the papillary muscles observed at resting echocg in four
athletes could justify the changes to the T wave,
biphasic with terminal negativity, observed at
the ECG after the step test.21-23
— A moderate increase (below 15 mm) in
the thickness of the walls of the left ventricle at
basal echocg; in a series in which the normality of both the stress echocg and the stress test
(ST-T normalisation) excludes the presence of
hypertrophic myocardiopathy in favour of a diagnosis of “athlete’s heart”.
As indicated in the results, 49.1% of cases
observed by us after the maximal ergometric
test and basal and stress echocardiogram were
absolutely normal. How then do we explain the
aspecific changes in the ST-T segment in these
subjects following the step test?
A number of hypotheses can be formulated:
a) the short, sharp effort without warming up
in the execution of the step test might explain
the atypical aspects of repolarisation;19
386
L’esame ecocardiografico a riposo ha mostrato
aspetti morfologici che di per se stessi potrebbero
spiegare le alterazioni apparse all’ECG, quali:
— La presenza di false corde tendinee sia del
ventricolo sinistro che destro e che possono rendere
ragione di alcune modificazioni atipiche del tratto ST-T, come già segnalato anche nella letteratura recente 20. Queste false corde tendinee possono
talora simulare una miocardiopatia ipertrofica:
un’attenta analisi dell’ecocardiogramma nelle varie proiezioni (sia nella proiezione parasternale
ad asse lungo che nelle finestre a 2 e a 4 camere
della proiezione apicale, sia in sistole che in diastole) di regola permette di chiarire ogni quesito
di diagnosi differenziale. Si è osservato infatti che,
mentre in mesosistole il quadro potrebbe deporre
per un setto ipertrofico, in protosistole vi è una
netta separazione della falsa corda tendinea dal
setto.
— I muscoli papillari del ventricolo sinistro particolarmente evidenti e tali da assumere l’aspetto di muscoli ipertrofici, soprattutto nel
caso del muscolo antero-laterale; reperto particolarmente interessante evidenziato in quattro giovani atleti. Per alcuni autori tale aspetto ecocardiografico, associato ad alterazioni aspecifiche
del tratto ST-T nelle derivazioni laterali, potrebbe
essere indicativo di un’iniziale cardiomiopatia
ipertrofica. Solo il monitoraggio dell’ecocardiogramma sia dopo un periodo di disallenamento
che successivamente nel tempo, potrebbe chiarire se tale ipertrofia possa in qualche modo essere
collegata all’allenamento, o se possa rappresentare un segno precoce di miocardiopatia ipertrofica
20. L’ipertrofia isolata dei muscoli papillari osservata all’ECOCG a riposo in quattro atleti potrebbe
giustificare le modificazioni dell’onda T, difasica
con negatività terminale, osservata all’ECG dopo
step-test 21-23.
— Un aumento dello spessore moderato delle
pareti del ventricolo sinistro all’ECOCG basale, al
di sotto dei 15 mm; casistica in cui la normalità sia dell’ECOCG-stress che della prova da sforzo
(normalizzazione ST-T) escluderebbe la presenza
di miocardiopatia ipertrofica in favore della diagnosi, invece, di “cuore d’atleta”.
Come indicato in risultati, il 49,1% dei casi da
noi osservati, sia il test ergometrico massimale sia
l’ecocardiogramma basale e da sforzo sono risultati di assoluta normalità. Come spiegare quindi le
alterazioni aspecifiche del tratto ST-T dopo step-test
in questi soggetti?
Si possono formulare alcune ipotesi:
a. lo sforzo brusco e breve senza preriscaldamento, nell’esecuzione dello step test, potrebbe giustificare gli aspetti atipici della ripolarizzazione 19.
b. l’onda U, soprattutto nelle derivazioni inferiori in cuore con asse del QRS verticale e nelle
Settembre 2010
b) the U wave, especially in the lower leads
with QRS axis vertical and in the antero-lateral
leads in the presence of tachycardia can mimic
a change in the T wave.
c) in some cases it could be hypothesised
that the change in the ST-T segment is linked
to a particularly evident atrial repolarisation (Ta
wave), as recently suggested by Slavich et al.,24
whose identification elements are:
— a depressed ST segment, ascending, in
the presence of high CF in V5 and V6 and in
DII, DIII and aVF;
— an increase in P wave voltage;
— a short, desending RP;
— immediate recovery of a normal ST segment as CF falls.
These identification elements are similar to
those we observed in numerous athletes in this
investigation who presented absolutely normal
at MET and echocg.
The case of a 16-year-old man who at the
sports activity fitness examination following the
step test presented at ECG a depression of 1
mm in the lower leads is worthy of particular attention. The basal echocg and MET carried out
after 15 days were quite normal. In this case the
subject’s history showed the use of marijuana
in the days prior to the fitness examination; on
the occasion of the ergometric test, which was
normal, the subject had not smoked the drug
for at least a week. This series triggers some
perplexity as regards the possible influence of
the use of this “light drug” on ventricular repolarisation, especially if it is added to recent
researches that highlight a possible relationship
between the use of cannabis and the incidence
of certain cardiovascular events.25
Special attention should also be paid to the
case of a young male volleyball player in whom
second level instrumental examinations and
myocardial stress scintigraphy, requested following post step test repolarisation anomalies,
pointed to the presence of ischaemic cardiopathy. The absence of coronary risk factors, apart
from the death at a late age of the maternal
grandmother from myocardial infarction, the
absence at coronary angiography with multilayer CT scan of any documentable anatomic
changes in the coronary tree, either congenital
or acquired, and the subject’s young age posed
a problem that was not easy to solve as regards
the aetiopathogenetic moment of the ischaemic
picture observed. This problem led to an opinion of non-fitness for sport, an opinion later
confirmed by the Regional Appeal Commission.
Vol. 63 - N. 3
LOMBARDI
derivazioni antero-laterali, in presenza di tachicardia può “simulare” un’alterazione dell’onda T.
c. i alcuni casi si potrebbe ipotizzare che l’alterazione del tratto ST-T sia legata ad una ripolarizzazione atriale (onda Ta) particolarmente
evidente, come suggerito anche recentemente da
Slavich G et al.24, i cui elementi identificativi sono:
— un tratto ST sottoslivellato, ascendente, in
presenza di FC elevata, sia in V5 e V6 che in DII,
DIII e aVF;
— un aumento del voltaggio dell’onda P;
— un PR breve e discendente;
— un recupero immediato della normalità del
tratto ST al decrescere della FC.
Tali elementi identificativi sono similari a quelli
da noi osservati in numerosi atleti di quest’indagine, che presentavano assoluta normalità sia al
TEM sia all’ECOCG .
Una particolare attenzione merita il caso del
giovane di 16 anni che in occasione della visita
d’idoneità ad attività sportiva dopo lo step-test presentava all’ECG un sottoslivelamento di 1 mm nelle derivazioni inferiori. L’ECOCG-basale ed il TEM
eseguiti dopo 15 giorni risultavano del tutto nella
norma. In tale caso vi è stato il riscontro anamnestico d’uso di marijuana nei giorni precedenti la
visita d’idoneità; invece in occasione del test ergometrico, peraltro normale, il ragazzo si era astenuto dal fumare la droga da almeno otto giorni.
Tale casistica suscita qualche perplessità circa la
possibile influenza dell’uso di questa “droga leggera” sulla ripolarizzazione ventricolare soprattutto
se si aggiunge a recenti ricerche che mettono in
risalto una possibile relazione tra l’utilizzo della
cannabis e l’incidenza di alcuni eventi cardiovascolari 25.
Un cenno particolare merita infine il caso del
giovane atleta praticante la pallavolo nel quale
gli esami strumentali di secondo livello e la scintigrafia miocardica da sforzo, richiesti a seguito di anomalie della ripolarizzazione osservate
dopo step-test, hanno evidenziato la presenza di
una cardiopatia ischemica. L’assenza di fattori di rischio coronarico, salvo in anamnesi la
morte per infarto miocardico in tarda età della nonna materna, l’assenza all’angiografia
coronarica con TAC multistrato di alterazioni
anatomiche documentabili dell’albero coronarico, sia congenite che acquisite, e la giovane
età pongono un problema non facilmente risolvibile circa il momento eziopatogenetico del
quadro ischemico osservato nel soggetto. Tale
problema ha portato ad un giudizio di non idoneità alla pratica dello sport, giudizio peraltro
successivamente confermato dalla Commissione Regionale di Appello.
387
LOMBARDI
The role of micro-vascular angina
Il ruolo della angina micro vascolare
The literature reports that in 30% of patients
suffering from ischemic cardiopathy, especially
females and particularly young people suffering from diabetes mellitus and left ventricular
hypertrophy, but not only in these, the dysfunction of arterioles and coronaries of minor lumen
determines a clinical picture of ischemia known
as “microvascular angina”.26 It is also known that
physical exercise in these subjects can perform
a vasoconstrictor action in minimally changed
coronaries not otherwise visible at angiography.
Certain authors believe that these anomalies
concern above all altered endothelial function,
for example in the initial stages of atherosclerosis.27 This could be the case with the athlete
in question. To clarify the clinical and physiopathological picture of these patients the recent
introduction of the study of the coronary flow
reserve by means of transthoracic echography
could be of great assistance.28
È noto in letteratura come nel 30% di pazienti affetti da cardiopatia ischemica, soprattutto di
sesso femminile e ancor più in giovani affetti da
diabete mellito e ipertrofia ventricolare sinistra,
ma non solo in questi, la disfunzione delle arteriole e delle coronarie di calibro minore determini un quadro clinico di ischemia che va sotto
il nome di “angina micro vascolare” 26. È altresì
noto come l’esercizio fisico in questi soggetti possa svolgere un’azione vasocostrittrice in coronarie
minimamente alterate non altrimenti evidenziabili all’angiografia. Alcuni autori ritengono che
queste anomalie riguardino soprattutto la funzione endoteliale alterata anche nella fase iniziale
dell’aterosclerosi 27. Potrebbe essere questo il caso
dell’atleta in oggetto. A chiarimento del quadro
clinico e fisiopatologico di questi pazienti potrebbe essere di grande aiuto la recente introduzione
dello studio della riserva di flusso coronarico mediante ecografia transtoracica 28.
Conclusions
Conclusioni
To conclude, in this investigation our aim
was to highlight even more the need for a detailed, accurate and capable reading of ECGs on
the part of the specialist in sports medicine, assisted or otherwise in this task by a cardiology
specialist. Our series confirms that only a tiny
part of the ECGs analysed (1 case out of 6 635)
present specific changes. Comparatively more
abundant, on the other hand, are aspecific,
non-diagnostic changes (52 cases out of 6 653)
visible only to an attentive reading of the basal ECG and its changes during and after stress.
It is precisely this sole case that suggests once
more that it is important to analyse and evaluate with greater severity aspecific anomalies of
repolarisation present in the ECGs recorded after a brief, submaximal effort like the step test,
even if these can be of pathological value only
in a very limited number of cases.
In our opinion, in perfect harmony with the
guidelines,29 in the presence of non clinically
diagnosed changes to ventricular repolarisation for ischemic disease observed following
the step test carried out at a competitive sports
activity fitness examination, it is advisable for a
sports medicine specialist:
1. to compile a careful family and personal
history, with particular attention to any episodes
of exercise-induced syncope or presyncope, suspect or atypical precordialgias, feeling of cardio-
In conclusione, con questa indagine si è voluto
mettere ancor più in evidenza la necessità di una
dettagliata, accurata e capace lettura dei tracciati elettrocardiografici da parte dello Specialista in
Medicina dello Sport, coadiuvato o meno in questa
mansione da uno Specialista in Cardiologia. Dalla nostra casistica si conferma come solo una minima parte degli ECG analizzati (1 caso su 6 635
soggetti totali) presenti alterazioni specifiche. Sono
invece relativamente più abbondanti le alterazioni aspecifiche e non diagnostiche (52 casi su 6 653
soggetti), evidenziabili solo da un occhio attento
alla lettura dell’ECG di base e delle sue alterazioni
durante e dopo lo sforzo. Proprio quest’unico caso
suggerisce ancor una volta come sia importante
analizzare e valutare con maggior rigore anomalie aspecifiche della ripolarizzazione presenti nei
tracciati elettrocardiografici registrati dopo uno
sforzo breve e sottomassimale quale lo step-test,
seppur solo in casi estremamente limitati queste
possano avere una valenza patologica.
A nostro avviso, in perfetta sintonia con le linee
guida 29 in presenza di alterazioni della ripolarizzazione ventricolare non clinicamente diagnostiche per malattia ischemica, riscontrate dopo
step-test eseguito in occasione della visita medica
d’idoneità all’attività sportiva agonistica, è opportuno per uno Specialista in Medicina dello Sport:
1.#raccogliere un’attenta anamnesi familiare e
personale, con particolare attenzione ad eventuali
episodi di sincope o presincope indotte da sforzo,
388
Settembre 2010
palmus not explainable by the intensity of physical activity at the moment of the symptom. A
by no means negligible role can be played by
the use of performance-enhancing drugs or any
other hard drugs should be suspected even if
they are generally denied by the athlete.
2. To prescribe second level cardiological instrumental examinations such as the echocardiogram and maximal ergometric test.
3. To repeat the same cardiological examinations at least once a year in those subjects
who might develop any sort of pathology (myocardiopathies) that are hard to diagnose in the
initial stages;
4. in doubtful or suspected cases of ischaemia complete the diagnostic procedure with
third level examinations (stress echocardiogram, stress scintigraphy, multilayer CT scan).
In most cases these examinations are enough
to clarify the diagnostic problems the sports
physician might have in the presence of such
modifications.
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Vol. 63 - N. 3
LOMBARDI
precordialgie sospette o anche atipiche, sensazione di cardiopalmo non giustificato dall’intensità
dell’attività fisica in atto al momento del sintomo.
Ruolo non trascurabile riveste l’eventuale uso di
sostanze dopanti e droghe, da sospettare anche se
negate, in genere, dall’atleta;
2.#prescrivere esami strumentale cardiologici
di secondo livello quali l’ecocardiogramma ed il
test ergometrico massimale;
3.#ripetere almeno annualmente i medesimi
esami cardiologici in quei soggetti che potrebbero
sviluppare una qualsivoglia patologia (miocardiopatie) difficilmente diagnosticabili nelle fasi iniziali;
4.#nei casi dubbi o sospetti d’ischemia completare l’iter diagnostico con esami di terzo livello
(ecocardiogramma da sforzo, scintigrafia da sforzo, TAC multistrato):
Tali esami sono, nella maggior parte dei casi,
sufficienti a chiarire i quesiti diagnostici che si
pongono al medico dello sport in presenza di simili modificazioni.
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Received on September 10, 2010 - Accepted for publication September 15, 2010.
Corresponding author: F. Faiola, Panathleticon, Via Aldo Moro 14, 25124 Brescia, Italy. E-mail: [email protected]
390
Settembre 2010
MED SPORT 2010;63:391-408
Biomedical aspects of 51
consecutive marathons
Aspetti biomedici di 51 maratone consecutive
G. P. GANZIT 1, F. VERZINI 1, A. HAJDAREVIC 1, A. RIGANTI
1Institute
2
of Sports Medicine – FMSI, Turin, Italy
2LAMAT Laboratory, Turin, Italy
SUMMARY
Aim. Changes in biochemical parameters in a master athlete running 51 consecutive marathons were analyzed to
determine biological adaption to endurance performance.
Methods. Every four days throughout the marathon series, the subject’s body weight and composition were measured,
urine samples were collected, and capillary blood samples were drawn to determine changes in non-esterified fat
acid (NEFA), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT ), gamma-glutamyl transferase (GGT),
plasma electrolytes, creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH), testosterone, cortisol, fibrinogen, C-reactive
protein (CRP), and oxidative stress indices. The heart rate and energy expenditure were also monitored. Magnetic
resonance (MR) scans of the knees were obtained before and after completion of the marathon series.
Results. Fatty mass was noted to decrease significantly over the course of the marathon series; the mean heart rate
decreased significantly during the last period (129 bpm to 125 bpm) as did red blood cell count and hemoglobin
concentration (12.8 g% vs. the initial value of 13.7 g%). Cortisol decreased while testosterone increased significantly
(3.8 to 5 ng/mL) during the last two weeks. Total peroxides increased after the first three marathons and then later decreased (392 to 189 µmol/L). Fibrinogen, CRP, CK, LDK and urinanalysis were unchanged. No osteochondral injuries
of the knees were detected on the final MR scans.
Conclusion. Analysis of the biochemical data indicate that an elevated volume of aerobic work can be successfully
carried out without causing muscle or joint damage, metabolic derangement or renal dysfunction. Also in welltrained athletes, prolonged endurance performance can induce specific adaptations that facilitate completion of the
race, the psychological limit to which is the monotony and duration of performance.
Key words: Athletes - Blood, diagnosis - Oxidative stress - Heart rate.
RIASSUNTO
Obiettivo. Gli autori hanno seguito un atleta master nel tentativo di correre 51 maratone consecutive allo scopo di
evidenziare alcuni elementi della risposta organica a questa prestazione.
Metodi. Ogni quattro giorni il soggetto è stato sottoposto a controllo del peso e della composizione corporea e a
prelievo ematico per la determinazione di emocromo, NEFA, ALT, AST, gammaGT, Fosfatasi alcalina, Na, K, Mg, Ca,
CPK, LDH,testosterone, cortisolo, fibrinogeno, PCR e dello stress ossidativo. Durante le prove di maratona sono state
monitorizzata la frequenza cardiaca e il dispendio energetico. Una risonanza magnetica (RM) delle ginocchia è stata
eseguita prima e dopo la prestazione.
Risultati. La massa grassa si è significativamente ridotta durante la prestazione e la frequenza cardiaca media risulta
significativamente diminuita nell’ultimo periodo da valori di 129 bpm a 125 bpm come il tempo medio di percorrenza. Il valore dell’emoglobina diminuisce significativamente (periodo finale 12,8 g% rispetto al valore iniziale di 13,7
g%). Il cortisolo tende a diminuire mentre il testosterone aumenta significativamente (da 3,8 a 5 ng/ml) nelle ultime
due settimane. I valori dei perossidi totali sono aumentati dopo le prime tre maratone e poi diminuiscono (da 392 a
189 µmoli/l). Fibrinogeno, PCR, CK e LDK sono rimasti invariati. La RM non ha evidenziato sofferenza osteocondrale
alle ginocchia.
Vol. 63 - N. 3
391
GANZIT
BIOMEDICAL ASPECTS Of 51 CONSECuTIVE MARAThONS
Conclusioni. L’osservazione di questo atleta ci ha permesso di constatare che è possibile completare un elevato volume di lavoro aerobico senza danni muscolari, articolari, del metabolismo e degli organi emuntori. Anche in soggetto
ben allenato una prestazione così particolare determina alcuni adattamenti specifici che facilitano il completamento
della prova. Il limite in questa fase appare ancora di tipo psicologico legato alla monotonia e durata della prestazione.
Parole chiave: Atleti - Esami ematologici - Stress ossidativo - Frequenza cardiaca.
L
ong before sports medicine, occupational
medicine investigated the possibility of carrying out physical activity over a certain period of time. In the 1950s Scherrer and Monod 1
used the concept of critical power to describe
the maximal amount of work a subject was
able to perform in an indeterminate time, i.e.,
enduring fatigue over several hours without a
loss in performance. But when work hours are
prolonged over several days, critical power is
no longer sustainable; the recommended energy expenditure limit is 2 000 kcal per day,
with adequate rest periods in between. This
limit is often exceeded during the training
of physically exceptionally gifted individuals
who freely engage in sports activities. In endurance athletes, however, training regimens
can lead to organic alterations, often resulting
in a transient reduction in performance (overreaching) or sometimes in a prolonged loss of
performance and chronic fatigue (overtraining).2-4
In the drive to improve or set new records,
many athletes expose themselves to the risk of
altered blood and cardiocirculatory function,
neuroendocrine anomalies, musculoskeletal
injury, and changes in immune response.5, 6
Overtraining-associated complications can also
impact on normal social activities, with the onset of apathy, anxiety, sleep disturbances, and
gastrointestinal disorders.7 Intense physical effort such as running in 51 consecutive marathons harbors a number of risk factors related
to chronic fatigue, e.g., three hours daily training for more than three weeks, running about
295 km a week, the monotony of running at a
constant rate, the lack of one day of complete
rest once a week.2
We provided biomedical support to a master
athlete who had set himself the target of running in 51 marathons consecutively to beat the
world record of 50 consecutive marathons. This
study describes several aspects of the biological
response in adapting to athletic performance at
this extraordinary level.
392
B
en prima della medicina dello sport, la medicina del lavoro si era occupata della possibilità di effettuare una determinata attività fisica
per un certo tempo e già negli anni ’50 del secolo
scorso Scherrer e Monod 1 avevano utilizzato il termine di potenza critica per indicare la massima
quantità di lavoro che un soggetto era in grado di
fare per un tempo indeterminato, cioè per più ore
sopportando la fatica e senza cali di rendimento. Ma quando le ore di lavoro si ripetono per più
giorni la potenza critica non è più sostenibile e si
consiglia di non superare un dispendio energetico
per attività lavorativa di 2 000 kcal al giorno con
pause di riposo adeguate. L’attività sportiva, poiché liberamente scelta da individui con doti fisiche
particolari, supera in genere questi limiti in fase
di allenamento, ma con comparsa in molti casi
di modificazioni organiche che determinano una
riduzione momentanea delle prestazioni (overreaching) e in altri casi più rari una riduzione prestativa a lungo termine con l’instaurarsi di una
situazione di fatica cronica (overtraining) 2-4.
Il desiderio di migliorarsi o stabilire un record portano molti a sfidare il pericolo di indurre nell’organismo alterazioni ematologiche e del
sistema cardiocircolatorio, anomalie del sistema neuroendocrino, danni muscolo-scheletrici,
modificazioni della risposta immunitaria 5, 6. Le
complicazioni da attività fisica eccessiva possono
interessare anche la normale attività sociale con
comparsa di apatia, ansia, disturbi del sonno, disturbi gastrointestinali 7. Un impegno fisico intenso come quello di correre in giorni consecutivi 51
maratone ha in sé alcuni elementi a rischio per
la comparsa di fatica cronica come allenarsi per
oltre tre ore al giorno per più di tre settimane, un
elevato carico di lavoro come quello di correre circa 295 km alla settimana, un’attività monotona
come la corsa a ritmo costante, la mancanza di
un giorno alla settimana di riposo completo 2.
Abbiamo fornito il supporto biomedico a un atleta master che aveva come obiettivo quello di correre 51 maratone consecutive per battere il record
mondiale precedente di 50 e scopo del presente lavoro è quello di evidenziare alcuni elementi della
risposta organica a questa prestazione.
Settembre 2010
GANZIT
Materiali e metodi
The track was set up in a park in Turin and
consisted of an asphalt paved ring (length
2009,3 m) run 21 times. The races were organized by the Italian federation of Light Athletics
(fIDAL) which also provided the judges, between 18 february and 14 April 2008 the last.
The study subject underwent assessment of
anaerobic threshold by means of a portable ergometer (Technogym, Gambettola, forlì-Cesena, Italy) with increasing workloads for one
minute until voluntary exhaustion, and assessment of respiratory and metabolic parameters
(SensorMedics Vmax, Milan, Italy). Body weight
and composition were regularly measured
(Tanita BC-420MA, Milan, Italy). Blood samples
were drawn at rest to evaluate glycemia, creatininemia, blood urea nitrogen (BuN), hemochrome, sideremia, ferritin, non-esterified fatty
acid (NEfA), triglycerides, cholesterol, uricemia,
aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), gamma-glutamyl transferase (GGT), alkaline phosphatase (ALP), Na,
K, Mg, Ca, creatine phosphokinase (CPK), lactate dehydrogenase (LDh), testosterone, cortisol, oxidative stress indices (Oxystat, Biomedica, Vienna, Austria, and d-ROM Biomedica,
Vienna, Austria), lactacidemia, fibrinogen, and
reactive protein C (RPC). Table I reports the
subject’s anthropometric characteristics.
During the prerace period, daily energy expenditure was measured and recorded using
a SenseWear Armband ver. 6.2 (BodyMedia,
Pittsburgh, PA, uSA). During the marathon
races, heart rate (hR) was monitored using
a cardiofrequenzimeter (Polar, Kempele, finland) and daily energy expenditure was measured using a SenseWear Armband. At the end
of each race, a urine sample was collected and
capillary blood lactate ([LA] cap) was determined. Magnetic resonance (MR) scans of the
Il percorso è stato costruito in un parco cittadino a Torino con un anello interamente asfaltato
lungo 2009,3 metri da percorrere quindi 21 volte
e le gare sono state organizzate dalla FIDAL che
ha anche fornito i giudici di gara, dal 18 febbraio
al 14 aprile del 2008, essendo l’ultima la Turin
Marathon.
Il soggetto i cui dati antropometrici sono riportati nella Tabella I è stato sottoposto a valutazione della soglia anaerobica con test all’ergometro
trasportatore (Technogym) a carichi crescenti della durata di 1 min sino all’esaurimento con valutazione dei parametri ventilatori e metabolici
con apparecchio Sensor Medics Vmax. La determinazione periodica del peso e della composizione corporea è stata fatta con Tanita BC-420MA.
Il soggetto è stato sottoposto a prelievo ematico in
condizioni di riposo per valutare i seguenti parametri: glicemia, creatininemia, azotemia, emocromo, sideremia, ferritina, NEFA, trigliceridi, colesterolo, uricemia ALT, AST, gammaGT, Fosfatasi
alcalina, Na, K, Mg, Ca, CPK, LDH,testosterone,
cortisolo, lo stress ossidativo con Oxistat e d-Rom,
lattacidemia, fibrinogeno, PCR.
Nel periodo precedente la prova è stato determinato il dispendio calorico giornaliero con apparecchio ArmBand SenseWear utilizzando per
l’elaborazione delle registrazioni la release 6,2.
Durante le prove di maratona è stata monitorizzata la frequenza cardiaca con cardiofrequenzimetro Polar e il dispendio energetico con
ArmBand. A termine di ogni prova è stato fatto
un prelievo di urine e la valutazione del lattato
ematico su sangue capillare. Inizialmente è stata
anche eseguita una RM delle ginocchia ripetuta al
termine delle prestazioni per evidenziare eventuali segni di sovraccarico.
Ogni mattina è stata fatta una registrazione
dell’andamento dei battiti cardiaci a riposo coricato della durata di 5 min per valutare la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) con Polar 640
e software HRV Analysis Software v1.1 University
of Kuopio, Finland.
Ogni quattro giorni sono stati ripetuti i seguenti
esami ematochimici: emocromo, NEFA, ALT, AST,
gammaGT, Fosfatasi alcalina, Na, K, Mg, Ca, CPK,
LDH,testosterone, cortisolo, stress ossidativo con
Oxistat e dRom, fibrinogeno, PCR. A 48 ore dal
termine delle 51 maratone è stato ripetuta la RM
delle ginocchia e un prelievo ematico a riposo.
Dall’analisi del dispendio energetico con ArmBand al soggetto è stato indicato un apporto calorico nei giorni di gara di 3 200 kcal/die, distribuito in tre pasti con 2 500 kcal consumate durante i
Table I.—Anthropometric characteristics of the study
subject.
Tabella I. — Dati dell’atleta master autore della
prestazione.
Age (yrs)
Body weight (kg)
height (cm)
BMI
Best running time (h:min:s)
Experience (yrs)
48
87,5
187
25,02
2:57:32
15
BMI: body mass index (weight in kg/height in m2).
Vol. 63 - N. 3
393
GANZIT
knee to reveal signs of overloading were obtained before first race.
Every morning, resting hR with the patient
supine was measured for five minutes to determine hR variability using a Polar 640 and
hRV analysis software ver. 1.1 (university of
Kuopio, finland). Blood chemistry tests were
performed every 4 days: hemochrome, NEfA;
ALT, AST, GGT, ALP, Na, K, Mg, Ca, CPK, LDh,
testosterone, cortisol, oxidative stress indices,
fibrinogen, PCR. MR scans of the knees were
performed 48 hours after the last race and a
resting blood sample was drawn.
Analysis of energy expenditure as measured
with the SenseWear Armband has advised a caloric intake of 3200 kcal/die on race days, distributed over three meals with 2 500 kcal consumed during meals and 600-800 kcal during
the races. The meals were distributed as follows:
the first meal was taken 2.5 hours before the
start of the race; the second meal 60-90 minutes
after the race; and the third meal in the evening.
The caloric intake was distributed in the three
meals as follows: 40%, 30%, and 30% with a
predominance of carbohydrates (56.3%) and
a relatively low proportion of protein (18.5%)
at fat (25.2%) content. During the races, the
fluid intake was at least 500 mL/h, depending
on weather conditions, to minimize weight loss
and not more than 3% of body weight. During the first hour, the fluid was added with a
mineral salt integrator; during the second hour,
maltodextrin was added (40 g/h in 10% water
solution); at the end of the race, complex carbohydrates in solid or liquid form were added.
Diet was supplemented every other day with
a multivitamin tablet with 800 mg chondroitin
sulfate at the first meal of the day and a tablet
containing branched-chain amino acids (BCAA)
(leucine: 1.2 g; isoleucine: 0.6 g; valine: 0.6 g)
at bedtime.
Results
On increasing workload to voluntary exhaustion the maximum oxygen uptake was 4.45 L/
min and the respiratory anaerobic threshold was
3.88 L/min (87% maximum) (Table II). Based on
these measurements, the subject was advised to
maintain a running speed within a hR range
from 120 to 140 bpm (55-65% VO2max) equal to
slow, long-distance running (Table III).
The best running time was 3 h 43’ 12’’ attained
at the last marathon; the first marathon was run
at a comparably fast pace (running time 3 h 53’
394
pasti e 600-800 kcal durante la gara. Si è cercato
di distribuire i pasti nel modo seguente: Il primo
pasto 2,5 h prima della competizione, il secondo
pasto 60-90 min dopo la gara e il terzo pasto serale. La distribuzione calorica è stata suddivisa nei
tre pasti secondo lo schema 40%, 30% e 30% con
una prevalenza dei carboidrati (56,3%) e un contenuto relativamente basso di proteine (18,5%) e
grassi (25,2%). Durante le gare il soggetto ha assunto almeno 500 ml/h di liquidi in funzione delle
condizioni meteorologiche per contenere la perdita di peso a non più del 3% del peso corporeo. Nella prima ora si associava ai liquidi un integratore
di sali minerali, dalla seconda ora maltodestrine
(40 g/h in soluzione acquosa al 10%) e a fine gara
carboidrati complessi solidi o in soluzione acquosa. È stato ritenuto opportuno integrare l’alimentazione con apporto di 1 cps di multivitaminico
a giorni alterni al primo pasto della giornata, di
condroitin solfato 800 mg al mattino, di aminoacidi ramificati prima di coricarsi (leucina: 1,2 g;
isoleucina: 0,6 g; valina: 0,6 g).
Risultati
Il test a carichi crescenti sino all’esaurimento
effettuato prima della prestazione ha permesso di
rilevare un massimo consumo di ossigeno di 4,45
l/min (Tabella II) e una soglia anaerobica ventilatoria di 3,88 l/min pari al 87% del massimo.
In funzione di questi dati è stato consigliato al
soggetto di mantenere una velocità di corsa corrispondente ad una frequenza cardiaca compresa
tra 120 e 140 bpm cioè circa fra il 55% e il 65% del
VO2max e corrispondenti al fondo lento (Tabella III).
Il miglior tempo ottenuto dall’atleta è stato 3h
43’ 12’’ ottenuto all’ultima maratona ma anche la
prima è stata corsa ad un’andatura relativamente
veloce, pari a 3h 53’ 23’’ con una frequenza media di 147 bpm, che è stata considerata eccessiva
Table II.—Peak oxygen uptake, ventilatory anaerobic
threshold, pulmonary ventilation and heart rate.
Tabella II. — Valori massimali e alla soglia anaerobica ventilatoria del consumo di ossigeno (VO2),
ventilazione polmonare (VE) e frequenza cardiaca
(FC).
Peak
VO2 (L/min)
(ml/min/kg)
VE (L/min)
hR (bpm)
4450
50.8
140
171
VAT
3880
44.6
106
160
% of peak
87.2
75.7
90.1
VO2: denotes oxygen uptake; VAT: ventilatory anaerobic threshold; VE: pulmonary ventilation; hR: heart rate.
Settembre 2010
GANZIT
Table III.—heart rate, oxygen uptake, pulmonary ventilation, respiratory exchange ratio, capillary blood lactate during constant workload attainted in 6 minutes as measured by a portable ergometer.
Tabella III. — V
alori della frequenza cardiaca, consumo di ossigeno, ventilazione polmonare, quoziente
respiratorio, lattato su sangue capillare ai carichi in steady state indicati su ergometro trasportatore di 6
min di durata.
Speed
hR
VO2
VE
RER
BLC
km/h
9
10
11
12
bpm
120
127
134
137
ml/min
2400
2630
2800
3100
L/min
58
68
79
91
0.80
0.81
0.83
0.84
mmol/L
0.9
1.1
1.3
1.4
13
152
3340
108
0.87
2.6
hR: heart rate; VO2: oxygen uptake; VE: pulmonary ventilation; RER: respiratory exchange ratio; BLC: blood lactate
concentration.
Table IV.—Mean running time and mean total heart rate for the four study periods comprising about 13 races
each.
Tabella IV. — Valori medi, deviazione standard dei tempi di percorrenza delle maratone e della frequenza
cardiaca totale e dei quattro periodi indicati.
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
Speed (km/h)
hR (bpm)
10.06±0.39
130±4.9
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
9.89±0.38
128±3.0
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
10.03±0.45
129±4.7
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
9.95±0.27
125±2.6
Period n. 1 vs. n. 4
P value
0.806
0.001
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD); hR: heart rate.
23”) with a mean hR of 147 bpm. As this was
considered too high, the athlete was advised to
reduce his pace. Table IV reports the mean (±
standard deviation [SD]) values for running time
and hR, as well as the time trend for the four
study periods, excluding the first and the last
marathon races. An increase in the mean running speed was observed between the 24th and
36th marathon (roughly the two middle periods)
as compared to the first and fourth periods, between which no significant difference in running
speed was noted. There was a significant decrease in hR in the fourth period as compared to
the third period (129 vs. 125 bpm, respectively),
with a reduction in the variability between the
mean values of the marathons (variability coefficient 2% vs. 3.7%, respectively). The variability
index within a single marathon was approximately 5% and was constant over time.
The correlation between mean running time
and mean hR was higher and demonstrated a
greater statistical significance, as illustrated by
the regression curve in figure 1. The hR was
not affected by running speed during running
times between 255 and 280 minutes, but there
was a significant increase in the mean hR at
faster running speeds.
The energy expenditure measured by the
Vol. 63 - N. 3
ed è stato consigliato di moderare l’andatura. Nella Tabella IV sono riportati i valori medi e deviazione standard dei tempi di percorrenza in minuti
e della frequenza cardiaca. Viene riportato anche
l’andamento nel tempo avendolo suddiviso in 4
periodi ed avendo eliminato la prima e l’ultima
maratona. Come si può osservare la velocità media
di percorrenza è aumentata nel periodo centrale
24-36° gara rispetto al periodo iniziale ed è poi
successivamente diminuita, per cui non vi sono
differenze significative fra il periodo iniziale e finale. La frequenza cardiaca media risulta significativamente diminuita nel 4° periodo rispetto a
quello precedente da valori di 129 bpm a 125 bpm
con riduzione anche della variabilità fra le medie
delle diverse maratone (coefficiente di variabilità
2% contro 3,7%). Nell’ambito di una stessa maratona l’indice di variabilità si è invece mantenuto
costante nel tempo attorno al 5%.
La correlazione fra il tempo medio di percorrenza e la frequenza cardiaca media ha evidenziato
il valore più elevato e la maggior significatività
statistica con una regressione curvilinea come si
può notare dalla Figura 1. Per tempi di percorrenza fra 255 e 280 minuti la frequenza cardiaca non viene influenzata dalla velocità, solo per
andature più veloci la frequenza media aumenta
significativamente.
Il dispendio energetico dell’atleta valutato con
395
HR (bpm)
GANZIT
160
150
140
130
120
110
100
y=0,0136x2 - 7,2093x + 1081,4
90
R2 =0,6283
80
70
60
200 210 220 230 240 250 260 270 280 290
Tempo (min)
Mean
Poli. (mean)
figure 1.—Correlation between mean running time and
mean heart rate for the entire marathon series.
figura 1. — Correlazione fra tempo medio di percorrenza e frequenza cardiaca media delle 51 maratone.
SenseWear Armband tended to decrease with
decreasing hR after the first period (4 027 kcal
during the first period vs. 3 853 during the
fourth period, with a decrease in performance
variability from 10% to 5.3%, respectively), but
without attaining statistical significance (Table
V). During one marathon race, there was a statistically significant decrease in the variability
of energy expenditure/min from 10.2% (first
period) to 7.8% (fourth period) (P<0.001). The
correlation between mean running speed and
energy expenditure was not statistically significant. No significant correlations emerged between total energy expenditure and hR.
Capillary blood lactate concentration ([LA]
cap) measured at the end of a marathon was
usually <2 mmol/L; 2-4 mmol/L after 12 events;
and >4 mmol/L after two events. No correlation
was observed between (LA cap) and hR, mean
running time or energy expenditure.
Blood chemistry determinations every three
ArmBand è risultato tendenzialmente diminuire
anch’esso come la frequenza cardiaca dopo il periodo iniziale senza raggiungere la significatività
statistica dalle 4 027 kcal del primo periodo a 3 853
del periodo finale con una riduzione della variabilità fra le prestazioni dal 10% iniziale al 5,3%
del periodo finale (Tabella V). Anche nell’ambito
di una stessa maratona il dispendio energetico al
minuto ha evidenziato una riduzione della variabilità dal 10,2% del periodo 18 febbraio-4 marzo
al 7,8% delle ultime 14 maratone, statisticamente significativa (P<0,001). La correlazione fra la
velocità media di corsa e il dispendio energetico
risulta non significativa. Non sono evidenziabili
relazioni significative neppure fra il dispendio totale e la frequenza cardiaca.
Il valore di lattato capillare al termine della maratona è stato in genere inferiore a 2 mmol/l, in 12
occasioni è risultato compreso fra 2 e 4 mmol/l e in
2 ha superato le 4 mmol/l, senza correlazioni con
la frequenza cardiaca, il tempo medio di corsa e il
dispendio energetico.
Gli esami ematochimici eseguiti ogni tre giorni
hanno evidenziato una progressiva riduzione dei
valori di emoglobina che sono risultati significativamente inferiori nei controlli del periodo finale
(12,8 g%) rispetto al valore iniziale (13,7 g%) con
riduzione del contenuto e della concentrazione
per globulo rosso (Tabella VI). Il volume corpuscolare medio è risultato invariato, mentre il numero
di globuli rossi e l’ematocrito hanno evidenziato
una tendenza alla discesa senza raggiungere la
significatività statistica. Sono risultati invece significativamente ridotti i valori finali della concentrazione di globuli bianchi.
Gli elettroliti non hanno evidenziato variazioni
significative nel corso delle competizioni tranne il
potassio che ha evidenziato valori maggiori dopo
le prime due settimane senza ulteriori variazioni
successive passando da valori iniziali di 4,2 mEq/l
a valori medi di 4,5 nel periodo 1 aprile-14 aprile
(Tabella VII).
Table V.—Mean energy expenditure ,as measured with the SenseWear Armband, variability coefficient of the
four periods and the mean for each period.
Tabella V. — Valori medi, deviazione standard del dispendio energetico valutato con Arm Band nei quattro
periodi indicati. Sono riportati inoltre i valori del coefficiente di variabilità (CV) relativo ai quattro periodi
e alla media dei valori in ciascun periodo
Period n.1
(18 feb-4 Mar)
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
VC%
VC%
VC%
Total (kcal) 4027±407
10.1
3825±193
5.1
3671±308
8.4
Kcal/min
15.8±1.7
10.6
15.1±0.5
14.9±0.8
VC%
10.2±3.2
9.3±2.8
8.3±3.0
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD); VC: variability coefficient.
396
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
3853±202
15.0±0.6
7.8±1.1
VC%
5.3
Period n. 1
vs. n. 4
P value
0.216
0.134
0.00
Settembre 2010
GANZIT
Table VI.—Mean hemochromocytometric values for the four study periods.
Tabella VI. — Valori medi e deviazione standard dei valori emocromocitometrici nei quattro periodi indicati.
Parameter
RBC (106/mm3)
hgb (g/dL)
hct (%)
MCh (pg)
MChC (g/dL)
MCV (µm3)
WBC (103/mm3)
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
4.163±0.142
13.7±0.6
40.6±1.2
32.9±0.5
33.7±0.4
97.5±1.0
4.175±0.574
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
4.143±0064
13.2±0.3
40.1±0.3
31.9±0.5
33.0±0.7
96.6±1.5
3.620±0.290
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
4.098±0236
13.2±0.7
39.9±2.3
32.1±0.7
33.0±0.7
97.3±0.5
3.350±0.058
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
3.995±0149
12.8±0.5
39.0±1.4
31.9±0.2
32.7±0.2
97.5±0.6
3.325±0.150
P value
0.155
0.045
0.136
0.011
0.004
1.000
0.029
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD); RBC: red blood cells; hgb: hemoglobin; hct: hematocrit; MCh: mean corpuscular hemoglobin; MChC: mean corpuscular hemoglobin concentration; MCV: mean corpuscular volume; WBC: white blood
cells.
Table VII.—Mean resting serum electrolyte values for the four study periods.
Tabella VII.— Valori medi e deviazione standard dei valori serici degli elettroliti a riposo nei quattro periodi
indicati.
K (mEq/L)
Na (mEq/L)
Mg (mg/dL)
Ca (mg/dL)
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
4.2±0.2
143.3±1.7
2.1±0.1
9.2±0.2
4.6±0.3
145.0±1.4
2.1±0.0
9.4±0.2
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
4.6±0.1
145.0±0.8
2.1±0.0
9.3±0.2
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
4.5±0.1
144.8±1.5
2.0±0.1
9.2±0.3
P value
0.041
0.235
0.638
0.786
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD).
days showed a gradual reduction in hemoglobin (hb) concentration, which was significantly lower at assessment after races during the
fourth as compared to the first period (12.8 g%
vs. 13.7 g%, respectively), with a reduction in
red blood cell (RBC) content and concentration
(Table VI). The mean corpuscle volume (MCV)
was unchanged, whereas the number of RBCs
and hematocrit tended to decrease, without
reaching statistical significance. A statistically
significant decrease in white blood cell (WBC)
concentration was observed at the final assessments.
No significant change in plasma electrolytes
was noted during the study period, except for
potassium which was highest during the first
two weeks and remained substantially unchanged thereafter ( 4.2 mEq/L vs. 4.5 mEq/L
[mean for 1 April to 14 April]) (Table VII).
Inflammation index parameters and serum
enzymatic levels (GGT and ALP) remained unchanged (Table VIII). A significant increase in
transaminase concentrations between the first
and the fourth period was noted. There was a
statistically significant increase in serum DLh
during the third period, which then decreased,
Vol. 63 - N. 3
I parametri indici di infiammazione sono risultati invariati così come le concentrazione seriche
degli enzimi gammaGT e fosfatasi alcalina come
si può osservare nella Tabella VIII. Le transaminasi hanno invece evidenziato un progressivo incremento con valori nel periodo finale di prestazione
significativamente superiore a quello iniziale. Le
concentrazioni seriche dell’enzima latticodeidrogenasi sono incrementate sino a raggiungere la
significatività statistica nel periodo 18 marzo-31
marzo per poi ridursi successivamente, in modo
tale che fra i valori iniziali e finali non si raggiunge la significatività statistica di 0,05.
I valori di NEFA sono rimasti invariati in tutto il periodo di competizione mentre per quanto
riguarda lo stress ossidativo i valori dei perossidi
totali sono aumentati dopo le prime tre maratone, si sono stabilizzati nei successivi sette giorni
(Figura 2) e poi hanno iniziato a diminuire, per
cui i valori medi degli ultimi 15 giorni sono risultati significativamente inferiori a tutti i periodi
precedenti (Tabella IX). Gli idroperossidi (d-ROM)
presentano un andamento analogo che non raggiunge però la significatività statistica.
I valori degli ormoni cortisolo e testosterone
hanno un andamento opposto. Il cortisolo tende a
diminuire mentre il testosterone aumenta signifi-
397
GANZIT
Table VIII.—Mean blood chemistry values for the four study periods.
Tabella VIII. — Valori medi e deviazione standard dei parametri ematochimici indicati nei 4 periodi in cui è
stata suddivisa la prestazione.
Parameter
fibrinogen (mg/dL)
CRP (mg/dL)
AST (Iu/L)
ALT (Iu/L)
GGT (Iu/L)
ALP (Iu/L)
CPK (Iu/L)
LDh (Iu/L)
NEfA (mcmol/L)
Cortisol (mcg/dL)
Testosterone (ng/mL)
Superoxides (Iu/L) (dROM test)
Total peroxides
(µmol/L) (OXYSTAT)
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
P value
322.0±63.6
0.3±0.3
23.5±3.9
16.8±2.1
15±1
176±18
179±54
359±50
249±14
18.5±0.4
3.8±0.5
311.5±19.3
0.2±0.1
27.5±1.3
21.0±2.2
14±1
180±11
208±16
396±27
217±57
17.3±0.4
4.4±0.3
308.3±52.2
0.1±0.0
28.8±3.1
25.8±2.2
14±1
180±12
216±28
432±23
166±48
18.0±1.0
4.5±0.1
298.5±39.9
0.1±0.0
29.0±1.6
26.0±0.0
14±1
179±12
209±34
417±12
254±62
15.6±2.0
5.0±0.3
0.554
0.193
0.039
0.000
0.190
0.822
0.389
0.061
0.895
0.065
0.008
228±34
272±14
228±16
190±18
0.113
391.7±48.2
374.0±58.7
305.5±22.8
189.3±42.8
0.002
398
22-Apr
12-Apr
02-Apr
23-Mar
13-Mar
03-Mar
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
22-Feb
loosing statistical significance as compared with
initial values.
NEfA remained unchanged during the entire
study period; total peroxides (oxidative stress
indices) increased after the first three races, remained unchanged over the next seven days
(figure 2), and then began to decline, with significantly lower mean values recorded for the
last 15 days as compared to all preceding values
(Table IX). A similar trend was noted for superoxides (as measured by the d-ROM test), but
without attaining statistical significance.
Opposing trends emerged for cortisol and
testosterone: cortisol tended to decrease whereas testosterone increased significantly over the
entire study period, with marked changes occurring during the final two weeks as compared
to the previous weeks.
Comparison between blood chemistry parameters before (baseline) and after 51 marathon races showed a marked reduction in triglycerides, ferritin and serum iron (Table X).
urinalysis at the first assessment detected traces
of proteins, with changes ranging between 5
and 10 mg/dL during the study period, and no
proteins at the final assessment. No hb was
found at any assessment, whereas the WBC
count ranged between 0 and 25 leu/µL during
the study period; no WBCs were detected at the
final assessment.
To investigate for imbalances in autonomous
µmol/L
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD); CRP: C-reactive protein; AST: aspartate aminotransferase; ALT: alanine aminotransferase; GGT: gamma-glutamyl transferase; ALP: alkaline phosphatase; CPK: creatine kinase; LDG: lactate dehydrogenase;
NEfA: non-esterified fatty acids.
figure 2.—Changes in plasma peroxides as measured
with the OxyStat assay over the entire marathon series.
figura 2. — Andamento dei valori di perossidi ematici
nel periodo della prestazione.
cativamente in tutti le fasi considerate in particole
fra le ultime due settimane e quelle precedenti.
Il confronto fra i parametri ematochimici valutati solo prima e dopo le 51 maratone evidenzia
una riduzione importante dei valori di trigliceridemia, di ferritinemia e di sideremia come si può
osservare dalla Tabella X.
Nelle urine sono state rilevate tracce di proteine già al primo controllo con oscillazioni in tutto
il periodo tra 5 e 10 mg/dl e assenza al controllo
finale. Non è mai stata evidenziata presenza di
emoglobina mentre i leucociti sono variati tra 0 e
25 leu/μl con assenza al controllo finale.
Per valutare eventuali effetti di squilibrio del si-
Settembre 2010
Table IX.—Blood chemistry values at assessment before and after completion of the 51 marathons.
Tabella IX. — Valori dei parametri ematochimici rilevati alle date indicate prima e dopo la prestazione di 51 maratone consecutive.
Glycemia (mg/dL)
Azotemia (mg/dL)
Creatininemia (mg/dL)
uricemia (mg/dL)
Cholesterolemia (mg/dL)
hDL (mg/dL)
Triglycerides (mg/dL)
ferritin (ng/dL)
Serum iron (µg/dL)
18 feb
14 Apr
83
36
0.98
4.04
187
49
94
96.1
63
83
44
1.03
4.22
174
54
50
15.2
41
nervous system activity in relation to exertional
fatigue, we compared variability in resting hR
and morning hR. In Table XI, the data show no
significant changes across the four study periods; however, there was a decrease in the root
mean square of the successive normal sinus R-R
interval difference (RMSDD) from the initial value of 71.2 ms to the final value of 53 ms. Owing
to the wide variability between days, the difference was not statistically significant.
The inter-day coefficient of variability across
the 4 periods decreased from an initial value
of 38% to a final value of 22% for the final two
weeks of the study.
GANZIT
stema nervoso autonomo in relazione ad eccesso
di affaticamento abbiamo utilizzato l’analisi della
variabilità del battito cardiaco in condizioni di riposo al mattino al risveglio. Nella Tabella XI sono
riportati i dati che non evidenziano variazioni
significative nei quattro sotto-periodi analizzati.
In realtà i valori di RMSDD cioè della deviazione
standard dei valori RR (tempo fra due onde R) risulta diminuire alquanto da valori iniziali di 71,2
ms a valori finali di 53 ms ma l’ampia variabilità
fra i diversi giorni dei 4 periodi impedisce di raggiungere la significatività statistica.
Anche il coefficiente di variabilità inter-giornaliera nei quattro periodi tende a ridursi dal valore
iniziale di 38% al valori di 22% nelle ultime due
settimane.
Analizziamo infine il comportamento del peso
corporeo e della composizione valutata con tecnica impedenziometrica. Il peso corporeo si è significativamente e progressivamente ridotto anche se le
variazioni più rilevanti si sono verificate fra il primo e il secondo periodo, poi la perdita è rallentata
come si può osservare dalla Tabella XII. La perdita
di peso va ascritta a perdita di massa grassa poiché
la massa muscolare si mantiene invariata per le
prime 36 maratone e diminuisce solo nell’ultimo
periodo senza raggiungere la significatività statistica. La percentuale di acqua aumenta in relazione alla riduzione della massa grassa.
Il soggetto ha presentato una lesione al passaggio muscolo-tendineo distale del gemello mediale
sinistro il 23 marzo, scivolando nel scendere le
Table X.—Mean heart rate variability for the four study periods.
Tabella X. — V
alori medi, deviazione standard dei parametri relativi allo studio della variabilità RR del battito cardiaco nei quattro periodi indicati.
RMSDD (ms)
Lf power (n.u.)
hf power (n.u.)
Lf/hf
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
P value
71.2±27.5
73.9±11.5
26.0±11.6
3.86±3.16
66.7±19.8±
65.0±11.1
32.7±10.7
2.39±1.18
57.5±15.0
70.7±6.8
29.2±6.8
2.53±0.68
53.0±11.9
74.4±8.5
25.6±8.5
3.30±1.49
0.123
0.927
0.938
0.667
Plus-minus values are means ±standard deviation (SD); RMSDD: root‐mean square of the difference of successive R-Rs; Lf: low
frequency; hf: high frequency.
Table XI.—Mean body composition parameters for the four study periods.
Tabella XI. — Valori medi, deviazione standard dei parametri corporei dei quattro periodi indicati.
Body weight (kg )
fatty mass (kg)
Muscle mass (kg)
fatty mass (%)
Water (%)
Vol. 63 - N. 3
Period n. 1
(18 feb-4 Mar)
Period n. 2
(5 Mar-17 Mar)
Period n. 3
(18 Mar-31 Mar)
Period n. 4
(1 Apr-14 Apr)
Period n. 1 vs. no 4
P value
86.67±0.76
18.20±1.15
65.20±0.78
21.00±1.28
54.33±1.04
84.66±0.88
16.26±0.40
65.02±0.52
19.20±0.32
55.74±0.28
83.50±0.80
14.95±0.24
65.15±0.66
17.90±0.20
56.95±0.31
82.20±0.37
14.38±0.66
64.48±0.50
17.48±0.78
57.28±0.96
0.0001
0.0021
0.0953
0.0051
0.0093
399
GANZIT
figure 3.—ultrasound scan of distal insertion of the left
medial gastrocnemius muscle obtained after the final
marathon race.
figura 3. — Quadro ecografico dell’inserzione distale
del gastrocnemio mediale di sinistra al termine della
prestazione record.
figure 4.—ultrasound scan of the extensor of the toes of
the left foot at the level of the tarsus obtained after the
final marathon race.
figura 4. — Quadro ecografico dell’estensore delle dita
di sinistra a livello del tarso al termine della prestazione
record.
Body weight and composition were assessed using impedentiometry. Body weight
was found to decrease markedly, with the
most pronounced changes occurring between
the first and the second period, after which
the rate of weight loss was slower. Weight loss
was attributed to a loss of fatty mass, because
the muscle mass remained unchanged over
the first 36 marathon races before decreasing
during the final period; the difference was not
statistically significant. The percent of water
increased in relation to the reduction in fatty
mass.
following an accidental slip while descending stairs, the study subject presented on 23
March with an injury to the distal tendinomuscular junction of the left medial gemellus muscle. On ultrasound examination (figure 3), the
extent of the injury was not considered so serious as to exclude the subject from continuing
participation in further marathons. A functional
bandage was applied one hour before each
race thereafter and up to and including the 51st
marathon. A moderate increase in serum CPK
was noted on assessment on 24 March. During
the final week of the study period, the subject
complained of pain in the dorsum of the left
foot which on ultrasound examination was attributed to paratendonitis of the extensors of the
toes (figure 4). The subject reported no knee
pain; magnetic resonance imaging revealed no
remarkable changes or subchondral alterations
over the study period (figure 5).
scale. L’esame ecografico (Figura 3) ha permesso
di stabilire l’entità della lesione che è stata considerata compatibile con la prosecuzione delle
maratone con il supporto di un bendaggio funzionale, costruito un’ora prima dell’inizio delle
prove, sino alla 51° maratona. La lesione è stata
accompagnata da un modesto aumento dell’enzima sierico CPK il 24 marzo. Inoltre nella settimana finale è comparso un dolore al dorso del
piede sinistro che è risultato all’esame ecografico
da riferirsi a paratenonite degli estensori delle
dita (Figura 4). Non si è manifestato alcun dolore
alle ginocchia e le immagini RM (Figura 5) non
hanno evidenziato modificazioni significative rispetto all’inizio della prestazione, in particolare
sofferenza subcondrale.
400
Discussione
La prestazione del soggetto è stata influenzata
da fattori climatici (temperatura, umidità, vento),
che hanno contribuito a determinare le variazioni
osservate fra le varie maratone, ed è stata portata a termine utilizzando una frequenza cardiaca corrispondente al fondo lento e inferiore alla
soglia aerobico-anaerobica secondo Wassermann
8. Questo in rapporto alla necessità di utilizzare
acidi grassi per il metabolismo energetico risparmiando glicogeno, poiché i tempi di recupero di
circa 20 ore non avrebbero consentito il ripristino
delle riserve in caso di esaurimento del glicogeno
muscolare 9. Anche le variazioni di peso corporeo
potrebbero avere avuto influenza. L’andamento
Settembre 2010
GANZIT
figure 5.—Magnetic resonance scan of the left knee obtained after the final marathon race.
figura 5. — Quadro RM del ginocchio al termine della prestazione.
Discussion
Influencing the subject’s performance were
weather conditions (temperature, humidity,
wind) which led to the variations observed between the marathon races. Performance was
executed at a hR corresponding to slow, longdistance running and below the aerobic-anaerobic threshold according to Wassermann.8 This
was done because of the need to utilize fatty
acids for energy metabolism, while sparing glycogen, since rest intervals of about 20 h would
not have permitted restoration of energy stores
if muscle glycogen had been depleted.9
Changes in body weight could also have affected performance. The body weight trend was
programmed with a caloric intake less than normally required as the subject had initially presented with a percentage of fatty tissue higher
than the values considered optimal for an ultramarathoner. hoffman 10 reported a mean age of
46 years and a body-mass index of 23.2 ([BMI]
weight in kg divided by height in m2); Knechtle
et al.11 reported a mean age of 48 years and a
Vol. 63 - N. 3
del peso corporeo era stato programmato con un
apporto calorico inferiore al necessario poiché il
soggetto presentava una percentuale di tessuto
adiposo superiore ai valori ottimali per un atleta
di ultramaratona (Hoffman 10 ha evidenziato un
età media di 46 anni e un BMI di 23,2, Knechtle
et al. 11 stessa età e valore medio di BMI 22,5). Il
peso corporeo è risultato nelle ultime due settimane inferiore del 5% rispetto all’inizio e potrebbe
avere consentito un analogo risparmio di energia.
La frequenza cardiaca media è risultata, infatti,
anch’essa diminuire nonostante un tendenziale
aumento della velocità di corsa. Questa variazione quindi è almeno in parte dovuta a un minor
consumo di ossigeno necessario per mantenere
una stessa velocità grazie a minor peso corporeo
da trasportare. Il soggetto era allenato da anni
alla maratona e aveva fatto un allenamento specifico di preparazione (20 km al giorno di corsa tutti
i giorni per due mesi) ma ha ugualmente evidenziato una riduzione con il prosieguo della prestazione del coefficiente di variabilità della frequenza cardiaca e del dispendio energetico al minuto
durante la maratona ad indicare un adattamento
401
GANZIT
mean BMI of 22.5. During the final two weeks
of the study, the subject’s body weight was 5%
less than at the start of the study, which could
have permitted a corresponding saving in energy expenditure.
A decrease in the mean hR was also observed, despite a general increase in running
speed. This change was at least in part due to a
lower uptake of oxygen needed to maintain the
same running speed but with less body weight
to be carried. for many years, the subject had
trained for marathon running and had prepared
specifically for this series of races (20 km every
day for two months), but had shown a reduction in the hR variability coefficient and energy
expenditure per minute during the race, indicating an adaption to the specific workload and
a more uniform distribution of effort. One possible reason for the reduction in hR could be
the change in balance between sympathetic and
parasympathetic influx. Analysis of the variability in the R-R interval signal in resting conditions
did not reveal significant changes in the ratio
between the high and low frequency components, which is used as an index of sympathetic
(low frequency) and parasympathetic influx.12,
13 Nor was there a significant change over time
in the standard deviation of the normal R-R intervals, although the downward trend suggests
a behavior different from the changes induced
by aerobic training.14-16 Autonomic activity at
rest does not always reflect that during exercise.17 During exercise, subjects with a better
physical efficiency demonstrate a greater prevalence of the vagal system owing to reduced
sympathetic activity.18 The reduction in hR over
consecutive marathon races may indicate a better biomechanical adaptation to running at the
speeds this subject maintained, with a consequent reduction in sympathetic stimuli. At these
running speeds we found no significant correlations between the mean hR and the race running time, probably because of this adaptation
and the loss of body weight, which permitted
performances at shorter times and at lower hR.
hence, the decreasing hR over the course of
the 51 marathon races indicates an effect of adaptation to exercise, whereas the variability in
resting hR signals an imbalance toward sympathetic tone which, contrary to normal behavior
during training, suggests the onset of fatigue.
The trend for energy expenditure did not
show such marked changes as did hR. Of note
is that energy expenditure as measured with
the SenseWear Armband is overestimated: 3 864
402
al lavoro specifico con una distribuzione più uniforme dello sforzo. Uno dei motivi della riduzione della frequenza cardiaca può essere anche la
variazione dell’equilibrio fra gli influssi simpatici
e parasimpatici. L’analisi della variabilità dell’intervallo RR del segnale elettrico cardiaco a riposo
non ha rilevato però variazioni significative nel
rapporto fra componenti a bassa e alta frequenza,
che è utilizzato come indice dell’influsso simpatico
(bassa frequenza) e parasimpatico (alta frequenza) 12, 13. Non è risultata significativa neppure la
variazione nel tempo della deviazione standard
degli intervalli RR normali anche se la tendenza
alla riduzione fa pensare ad un comportamento
diverso rispetto alle modificazioni indotte dall’allenamento aerobico 14-16. Il controllo autonomico
a riposo non sempre riflette però quello sotto sforzo
17. Durante lo sforzo i soggetti con una migliore
efficienza fisica manifestano una maggior prevalenza del sistema vagale per ridotta attività simpatica 18. La riduzione della frequenza cardiaca
durante le maratone al ripetersi delle stesse può
indicare un migliore adattamento biomeccanico
alla corsa alle velocità utilizzate con conseguente riduzione dello stimolo simpatico. Dobbiamo
ricordare che a queste velocità di corsa non abbiamo rilevato correlazioni significative fra la
frequenza cardiaca media e il tempo impiegato
per coprire la distanza della maratona probabilmente proprio per questo adattamento nel tempo
oltre che alla perdita di peso corporeo, che ha consentito prestazioni con tempi minori e allo stesso
tempo con frequenze cardiache minori. Quindi la
frequenza cardiaca durante le 51 maratone ci indica un effetto di adattamento allo sforzo mentre
la variabilità del battito cardiaco a riposo suggerisce uno sbilanciamento verso il tono simpatico
che essendo contrario al normale comportamento
con l’allenamento, suggerisce la comparsa di affaticamento. L’andamento del dispendio energetico
non ha dimostrato variazioni così marcate come
la frequenza cardiaca. Dobbiamo però rilevare
che il dispendio energetico valutato con ArmBand
risulta sovrastimato. Infatti, 3 864 kcal in 252 min
in media corrispondono a 15,4 kcal/min pari a
un consumo di ossigeno di 3,2 l/min per un QR
di 0,81, che avrebbe richiesto al soggetto, in base
ai test effettuati, una frequenza media cardiaca
decisamente superiore a quella registrata. Lo strumento era già stato validato per misure durante
l’esercizio fisico 19 e in particolare durante la corsa
20, ma è già stata messa in evidenza la possibilità
di sovrastima del dispendio energetico in soggetti
particolari 21. Quindi l’algoritmo utilizzato non si
adatta perfettamente al nostro soggetto e necessiterebbe di una taratura individualizzata.
Settembre 2010
kcal in 252 minutes on average correspond to
15.4 kcal/min equal to an oxygen uptake of 3.2
L/min for a respiratory quotient (QR) of 0.81,
which, based on the test results, would have
demanded a mean hR far higher than that recorded. The instrument was validated for measurement during physical exercise,19 and during
running in particular,20 but potential overestimation of energy expenditure in particular subjects
has been reported.21 Therefore, the algorithm
did not fit perfectly with our subject and would
have required personalized calibration.
hemochromocytometric parameters showed
a progressive and significant reduction in white
blood cells (WBC). It is known that physical exercise, in relation to frequency, duration and intensity, can modify immune response and lead
to postexercise immunodepression which can,
in turn, reduce lymphocyte proliferation 22-26
and increase neutrophils, so that the amount of
WBCs may increase after just one bout of intensive exercise. With repeated sessions, neutrophil
function may also be compromised.27 This finding is controversial, however: at 11 days into an
ultramarathon (97 km on average per day) the
neutrophil count was higher than the initial values.28 hsu et al.29 found under other conditions
a reduction in the transmembrane potential of
leukocyte mitochondria associated with leukocyte apoptosis, suggesting that this could be a
sign of overtraining. They also found a reduction in total WBC count and a similar reduction
in lymphocytes and granulocytes, but recorded
no occurrence of infection (upper airway infections in particular) during the competitions or
the two months thereafter.
Also, there was a decrease in hb concentration, with a slight reduction in RBC and hematocrit (hct) associated with a significant reduction in mean hb content. Serum iron values also
decreased, whereas MCV remained unchanged.
No hematuria was detected. RBC and hct have
been reported to remained unchanged after a
single long run (100 km);30 but RBC, hct and hb
were all found to decrease during the days following a 24-hour ultramarathon.31 In a study on
the effect of a marathon run at the highest speed
possible, decreases in mean RBC and hct were
found already at the end of the event, whereas hb remained unchanged.32 Similar changes
were observed in our subject: RBC decreased
from 4.36 to 4.17 x 106/mL and hct from 42.3%
to 40.4% after the first three marathon races,
with a further reduction in both parameters after the final event (3.8 and 37.1%, respectively).
Vol. 63 - N. 3
GANZIT
L’andamento dei parametri emocromocitometrici evidenzia una progressiva e significativa riduzione dei leucociti. È noto che l’esercizio fisico
in funzione di frequenza, durata e intensità può
modificare la risposta immunitaria e determinare una immunodepressione postesercizio che può
ridurre la proliferazione di linfociti 22, 23, nonché
determinarne la morte per necrosi o apoptosi 24-26.
Queste osservazioni suggeriscono un calo dei linfocit e un aumento complessivo dei neutrofili per cui
la quantità di leucociti può aumentare ma dopo
una singola seduta di lavoro esauriente. Quanto
le sedute si ripetono si riduce la funzionalità anche dei neutrofili 27. Questo riscontro non è univoco, perché ad esempio durante una prestazione di
ultramaratona con una media di 97 km al giorno
di corsa dopo 11 giorni il numero di neutrofili risultava mediamente superiore ai valori iniziali 28.
Hsu et al. 29 hanno evidenziato in altre situazioni una riduzione del potenziale transmembrana
dei mitocondri dei leucociti in associazione con
l’apoptosi e suggeriscono che questo possa essere
un segno di overtraining. Nel soggetto esaminato
sono diminuiti globalmente i leucociti con una riduzione simile dei linfociti e dei granulociti senza
peraltro presentare problemi di infezioni, in particolare alle alte vie aeree, né nel periodo di competizione né nei due mesi successivi.
È stata messa in evidenza, inoltre, una riduzione della concentrazione di emoglobina con
solo tendenziale riduzione di GR e Hct, per cui
si è verificata anche una riduzione significativa
del contenuto eritrocitario medio di emoglobina.
In concomitanza si sono ridotti anche i valori di
sideremia ma il volume corpuscolare medio è rimasto invariato. D’altra parte non abbiamo rilevato ematuria. Dopo una singola gara di lunga
durata GR e Hct possono rimanere invariati 30. Ma
continuando i controlli in giorni successivi dopo
una gara di 24 ore GR, Hct e Hb diminuiscono
31. In altri casi dopo una maratona alla massima
velocità possibile per l’atleta mediamente GR e Hct
diminuiscono e l’emoglobina rimane invariata 32
già subito dopo la gara. Un comportamento simile
è presente nel nostro atleta che dopo le prime tre
maratone evidenzia riduzione dei GR da 4,36 a
4,17 x10-6/ml e dell’Hct da 42,3% a 40,4%, con
successiva ulteriore riduzione dopo l’ultima maratona sino a valori rispettivamente di 3,8 e 37,1.
L’emoglobina risulta invece mediamente ridotta
significativamente dopo prestazioni di lunga durata come in caso di ultramaratona di 1 600 km
28 e i dati relativi all’atleta da noi esaminato corrispondono a quanto rilevato da Dussendorfer et
al. 33 in una gara di 20 giorni consecutivi con una
percorrenza totale di 500 km. Questo comporta-
403
GANZIT
In general, hb is significantly reduced after
long-duration events, as reported after an ultramarathon (1 600 km).28 Our data agree with
those reported by Dressendorfer et al. who examined marathon runners during a 20-day road
race (total distance, 500 km). The development
of pseudoanemia was attributed to intravascular hemolysis and a reduction in erythropoiesis.
Also referred to as sport-induced anemia, this
condition is not considered a disorder requiring treatment or interruption of sports activity.33
Erythropoiesis is inhibited by a reduction in serum iron which our subject presented at the
end of the event. Occasionally described in the
literature, this finding has no clear explanation
because it is sometimes accompanied by an increase in ferritin, and, therefore, without an apparent reduction in iron reserves.28 Increased
ferritin may, however, be related to inflammatory activity and thus mask true iron stores.
Ordinarily, intense physical exercise stimulates
the release of protein mediators that modulate
inflammatory processes (lymphokines, PCR),34,
35 which were absent in our subject, as demonstrated by unchanged PCR and fibrinogen; but
perhaps in relation to this, ferritin at final assessment was found to be reduced. Out subject
received modest iron supplementation; the loss
of iron stores might have been related to an
altered capacity of iron absorption associated
with prolonged exercise which ultimately led to
the imbalance.36
The observed changes in serum enzymes
(ALT, AST, GGT, CK, LDh) in our subject substantially agree with findings from studies on
ultra-endurance running, although the increases in his enzymatic values were far less pronounced. Generally, there is a significant increase in enzymatic values already after a single
event,31, 37 especially if the event is very long 38
and even more so after multiple-day events.39
During and after an ultramarathon (1 600 km),
ALT and AST were found to have increased
four-fold on average, and CK was >1 000 Iu/L.40
After a 20-day marathon (1 000 km), AST was
found to have increased five-fold on average
and CK 20 times; in 50% of the runners, GGT
was six times higher on average with respect to
baseline values.41
In general, after marathons and ultramarathons, there is an increase in blood and salivary
cortisol and a decrease in testosterone, with a
return to normal values after 18-24 hours.42-46
however, following an increase in training volume associated with a reduction in maximal
404
mento è stato messo in relazione ad emolisi intravascolare e riduzione dell’eritropoiesi. Si usa il
termine di “anemia da sport” per descrivere questa
situazione, che non è considerata in assoluto una
patologia che necessita di terapia e interruzione
dell’attività 33. L’eritropoiesi risulta ostacolata dalla riduzione della sideremia che il soggetto esaminato ha presentato al termine della prestazione.
Questo dato che è presente anche in letteratura
non trova una chiara spiegazione anche perché
talvolta si accompagna ad aumento della ferritina
e quindi senza apparente riduzione delle riserve 28.
L’aumento della ferritina può essere, però, in rapporto a reazioni infiammatorie e quindi mascherare l’effettiva riserva di ferro. Infatti, l’esercizio
fisico intenso provoca generalmente liberazione
di molecole che accompagnano i processi infiammatori (linfochine, PCR) 34, 35. Questo fenomeno
non è presente nel soggetto esaminato essendo invariati i valori di PCR e fibrinogeno nel tempo e
forse in rapporto a ciò la ferritina al controllo finale risulta diminuita. Il soggetto ha ricevuto una
integrazione di ferro anche se in modesta entità
e questa perdita può essere messa in relazione a
modificazioni delle capacità di assorbimento connesse con l’esercizio prolungato che ha portato allo
squilibrio rilevato 36.
Le modificazioni degli enzimi serici (ALT, AST,
γGT, CK, LDH) riscontrate vanno nello stesso senso di quelle rilevate in studi con prestazioni di
lunga durata, ma il soggetto esaminato ha presentato incrementi decisamente inferiori a quelli
evidenziati in letteratura. I valori risultano in media aumentare significativamente già dopo una
singola prestazione 31, 37 specie se particolarmente
prolungata 38 e ancora più dopo gare di diversi
giorni 39. Durante e dopo una corsa di 1 600 km
ALT e AST aumentano in media sino a 4 volte e
CK presenta valori superiori a 1 000 UI/l 40. Dopo
una gara di 1 000 km in 20 giorni i valori di AST
aumentano mediamente di cinque volte e CK di
20 volte. I valori di γGT sono risultati aumentare
mediamente di sei volte il valore basale nel 50%
dei concorrenti 41.
Dopo gare di maratona e ultramaratona in media si verifica un aumento dei valori del cortisolo
ematico e salivare e una riduzione dei valori di
testosterone, con ritorno ai valori normali dopo
18-24 ore 42-46. È stato rilevato, però, che dopo un
aumento dei volumi di allenamento, tali da determinare una riduzione delle prestazioni massimali
e da configurare quindi una situazione di overtraining, i valori di cortisolo ematico diminuiscono significativamente a riposo per riduzione della
funzionalità dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene 47.
Il risultato del nostro atleta è in accordo con questi
Settembre 2010
performance and therefore presaging overtraining, resting blood cortisol has been found to
decrease significantly due to reduced functioning of the hypothalamo-hypophyseal-adrenal
axis.47 Our observations agree with these data,
since our subject’s overall performance may be
considered an elevated augmentation of training volume. Lehmann et al.47 found no significant changes in resting serum testosterone; the
increase in our subject may be viewed as an
individual response since it could have been
the effect of reduced cortisol inhibition on testosterone production.43
Increased aerobic activity leads to an increase
in the production of free radicals and elevated
oxidative stress.48-50 The more intense the exercise, the greater the oxidative stress, particularly
when exercise exceeds the anaerobic threshold;51 however, free radical generation also increases after half-marathons,52 marathons,53 and
ultramarathons.54-56 In marathoners running in
multiple-day events, the presence of elevated
free radicals was found to persist up to 48 hours
after the end of the event.57 During events lasting several consecutive days, an increase in free
radicals detected on the first day was noted to
continue over the following three days.58 This
was also observed in our subject: total peroxide
values increased after the first three marathons,
stabilized over the following seven days, before
starting to decline. Since energy expenditure remained substantially unchanged, or was slightly
less, no major changes were seen in the electron
transport chain, which suggests that there was
an increase in the subject’s antioxidant capacity
over time. This situation is frequently encountered in training, i.e., trained subjects develop an
antioxidant capacity superior to that of sedentary individuals. But as our subject had engaged
in prolonged training, we can assume that the
workload led to a further specific adaptation.
The trend for body weight was programmed
for the initial excess weight; however, since
only a loss of fatty mass was contemplated,
supplementation with branched-chain amino
acids (BCAA) was instituted to conserve lean
mass for as long as possible also in anticipation of a potential depletion in muscle proteins
induced by the elevated workload. A positive
effect of BCAA supplementation on protein metabolism has reportedly been detected through
its action on growth hormone (Gh) 59, 60 and
a positive effect on rebalancing tryptophan in
cerebral fluid.61
The most common overload injuries in run-
Vol. 63 - N. 3
GANZIT
dati, poiché la prestazione eseguita può essere considerata un elevato aumento del volume di allenamento. Lehmann et al. 47 non hanno evidenziato
variazioni significative del testosterone serico a riposo e quindi l’incremento del nostro atleta è una
risposta individuale particolare che si può spiegare quale effetto della riduzione dell’inibizione del
cortisolo sulla produzione di testosterone 43.
È noto che l’aumento dell’attività aerobica determina un incremento della produzione di radicali liberi con conseguente stress ossidativo 48-50.
Questo stress è tanto più elevato quanto più intenso è l’esercizio in particolare quando l’esercizio
supera la soglia anaerobica 51 ma la formazione
di radicali liberi aumenta durante la mezza-maratona 52, la maratona 53 e anche nell’ultramaratona 54-56. Anche in una gara di più giorni è stato
evidenziato un aumento di radicali liberi che si
protrae sino a 48 ore dopo il termine 57. Per attività di più giorni consecutivi è stato osservato un
aumento in primo giorno e il mantenimento dei
valori raggiunti nei tre giorni successivi 58. Il soggetto esaminato ha presentato un comportamento
alquanto simile, infatti, come già osservato i valori
dei perossidi totali sono aumentati dopo le prime
tre maratone, si sono stabilizzati nei successivi sette giorni e poi hanno iniziato a diminuire. Poiché
il consumo energetico è rimasto simile, anche se
con tendenza alla riduzione, la catena di trasporto degli elettroni non ha subito variazioni importanti di carico e quindi dobbiamo dedurre un
aumento delle capacità antiossidanti dell’atleta
con il passare del tempo. Questo dato si riscontra
abitualmente con l’allenamento e cioè soggetti allenati sviluppano capacità antiossidanti superiori ai sedentari, ma l’atleta aveva una prolungata esperienza di allenamento e quindi dobbiamo
pensare che il carico particolare di lavoro abbia
determinato un ulteriore adattamento specifico.
L’andamento del peso corporeo era stato programmato per l’eccesso iniziale ma poiché era
auspicabile solo una perdita di tessuto adiposo,
è stata prevista una integrazione di amino acidi ramificati al fine di preservare il più possibile
la massa magra anche in rapporto alla possibile
usura delle proteine muscolari dovuta al carico
di lavoro elevato. È stato, infatti, evidenziato un
effetto positivo dei BCAA sul metabolismo proteico
attraverso l’azione sul GH 59, 60 e un effetto positivo
sulla fatica per riequilibrio dei triptofano nel liquido cerebrale 61.
Le più frequenti lesioni da sovraccarico presenti nei podisti risultano a carico del ginocchio e in
particolare a carico della cartilagine (condromalacia femoro-rotulea) 62, 63. L’atleta che si è cimentato in questa prestazione aveva avuto gonalgia
405
GANZIT
ners is knee damage, and cartilage wear in particular (femoropatellar chondromalacia).62, 63
Our subject had a history of knee pain due to a
chondropathy which was relieved with the daily
intake of a dietary supplement containing 800
mg chondroitin sulfate. Chondroitin sulfate has
been shown to exert anti-inflammatory and analgesic effects, to be effective in the primary and
secondary prevention of joint cartilage damage
(chondroprotection), and to have an excellent
tolerability profile.64-66 Anticipating that the predicted running speed could lead to inflammation with joint and/or tendon damage and thus
pose an obstacle to completing the marathon
series, we decided to institute supplementation
with highly purified chondroitin sulfate (>95%)
at a daily dose of 800 mg starting two months
before and then continued through the entire
study period. The choice of a product from the
vast variety of dietary supplements on the market was made on the basis of guarantied quantity and quality, oral absorption, degree of sulfation, molecular weight, degree of purity and the
raw material from which it is extracted, as the
different characteristics and properties of chondroitin sulfate preparations influence the biological effect and therefore the clinical efficacy
as well.67 The results met our expectations: no
inflammation or knee pain or subclinical cartilage damage occurred, as demonstrated by MRI
scans obtained repeatedly to determine whether
marathon running caused any changes in the
subject’s knee cartilage.68-70 The subject complained of pain in the dorsum of the left foot
during the five final days, which was confirmed
as paratendonitis of the extensors of the toes on
ultrasound examination. This could have been
due to the application of a functional bandage
for treating the injury to the medial gemellus
muscle, i.e., the biomechanical changes in running induced by calf pain. This disorder is prevalent (18%) particularly among ultramarathoners
and is also known as ultramarathoner ankle.71, 72
Our subject was able to complete the series of
marathons with the use of cryotherapy but without analgesic or anti-inflammatory drugs owing
to the minor degree of pain.
da condropatia alcuni anni prima e aveva avuto
buoni risultati con l’uso di un farmaco a base di
condroitin solfato a 800 mg al giorno. Il condroitin solfato ha dimostrato di possedere effetti antiinfiammatori, antidolorifici e di prevenzione primaria e secondaria del danno della cartilagine
articolare (condroprotezione) con un’eccellente
tollerabilità 64-66. Abbiamo ritenuto che in funzione della velocità di corsa prevedibilmente utilizzata il limite al completamento della prestazione
fosse la comparsa di flogosi con danno articolare
e/o tendinea. Per questo motivo è stato stabilito
di trattare l’atleta iniziando due mesi prima e
continuando per tutto il periodo della prestazione con un farmaco contenente condroitin solfato altamente purificato (>95%) alla dose di 800
mg al giorno. La scelta di un farmaco piuttosto
che di uno dei tanti integratori alimentari è stata
effettuata sulla base delle garanzie di quantità e
qualità, assorbimento per os, grado di solfatazione, peso molecolare, grado di purezza e materia
prima da cui è estratto poiché, tali differenze fra
i diversi condroitin solfati, condizionano l’effetto
biologico e, quindi, l’efficacia clinica 67. I risultati sono stati pari all’attesa senza comparsa di
infiammazione e algie alle ginocchia ma neppure
di danni cartilaginei subclinici come dimostrato
dall’esame RM, che è stato ampiamente utilizzato
per evidenziare le modificazioni cartilaginee indotte dalla pratica della maratona 68-70. Il soggetto
ha evidenziato negli ultimi cinque giorni la comparsa di dolore al dorso del piede sinistro, che si è
rivelato anche allo studio ecografico dipendere da
una paratenonite degli estensori delle dita. Questa
evidenza potrebbe essere in correlazione all’uso
del bendaggio funzionale praticato per la lesione
del gemello mediale ovvero a modificazioni riflesse alla biomeccanica della corsa indotte dal fastidio al polpaccio. È necessario rilevare d’altra parte che questa patologia è presente con una certa
frequenza (18%) in modo specifico nei praticanti
corse di ultra-maratona e che per questo è stata
anche definita “caviglia dell’ultra-maratoneta” 71,
72. L’atleta è stato in grado di portare a termine
la sua prestazione con l’uso di crioterapia, senza necessità di ricorrere ad analgesici e antiinfiammatori per la modestia della sintomatologia
dolorosa.
Conclusions
Conclusioni
The observation of an athlete during the
record performance of completing 51 marathons on 51 consecutive days allows us to state
that, with adequate pacing, adequate nutrition
with optimal supplementation, an elevated vol-
L’osservazione di un atleta durante la prestazione record di 51 maratone corse in 51 giorni
successivi ci ha permesso di constatare come scegliendo un’adeguata andatura e un adeguato
apporto alimentare con idonea integrazione è
406
Settembre 2010
ume of aerobic exercise can be completed without resulting in damage to muscles, metabolism
or renal dysfunction. The subject demonstrated
a capacity to adapt to this type of performance
as evinced by the comparison of his data with
those reported in the literature, specifically, the
normal ranges of inflammatory and serum enzymatic indices for muscles and the liver. In this
well-trained subject, the exceptional performance led to specific adaptations (reduced heart
rate and oxidative stress indices) that facilitated
completion of the event. A limitation to this type
of performance is predominantly psychological
in nature in relation to the monotony and duration of the performance. On the other hand,
prolonged endurance performance can also be
limited by the occurrence of injury to the musculoskeletal system (excluding cartilage), abnormalities in the hypothalamo-hypophyseal-adrenal axis, changes in oxygen transport capacity,
and reduced immune response.
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Vol. 63 - N. 3
GANZIT
possibile completare un elevato volume di lavoro
aerobico senza danni muscolari, del metabolismo
e degli organi emuntori. Da questo punto di vista
il soggetto si è dimostrato adatto a questo tipo di
prestazioni dal confronto dei suoi parametri con
quelli della letteratura, in particolare la normalità
degli indici di infiammazione e degli enzimi serici
riferibili a muscoli e fegato. Anche in soggetto ben
allenato una prestazione così particolare determina alcuni adattamenti specifici che facilitano
il completamento della prova, come la riduzione
della frequenza cardiaca e dello stress ossidativo.
Il limite appare in questa fase ancora di tipo psicologico legato alla monotonia e durata della prestazione anche se lesioni dell’apparato muscolo-scheletrico ma non cartilaginee, anomalie dell’asse
ipotalamo-ipofisi-surrene, modificazioni della capacità di trasporto dell’ossigeno, riduzione della
risposta immunitaria sviluppandosi ulteriormente
potrebbero interferire con il protrarsi di questo tipo
di prestazione.
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Prof. C. G. Gribaudo allows the print and states that all the authors have contributed equally to the study.
Received on July 27, 2010. - Accepted for publication on September 28, 2010.
Corresponding author: G. P. Ganzit, MD, Institute of Sports Medicine – fMSI, via filadelfia 88, 10134 Turin, Italy.
408
Settembre 2010
MED SPORT 2010;63:409-17
Physical fitness and anthropometric
characteristics of South African
youth soccer players in Potchefstrom,
South Africa
Fitness fisica e caratteristiche antropometriche
di giovani calciatori a Potchefstrom, Sud Africa
M. A. MONYEKI 1, L. O. AMUSA 2, D. T. GOON 2, A. L. TORIOLA 3
1Department
of Biokinetics, Recreation and Sport Sciences, North West University
Potchefstroom, South Africa
2Center for Biokinetics, Recreation and Sport Science, University of Venda, Thohoyandou, South Africa
3Department of Sport, Rehabilitation and Dental Sciences, Tshwane University of Technology
Pretoria, South Africa
SUMMARY
Aim. The purpose of this study was to investigate the anthropometric and physical fitness characteristics of youth
soccer players from a township area in Potchefstroom.
Method. A total of 57 community children and adolescents were recruited and voluntarily participated in the project.
Anthropometric measurements of stature, weight and 5 skinfolds (biceps, triceps, subscapular, abdominal, and medial
calf) were conducted according to the ISAK procedures. Physical fitness parameters of standing long jump, bent arm
hang, sit-ups, shuttle run, endurance shuttle run (test) and 30-m sprint were assessed. Soccer skills comprised slalom
dribbling, shooting accuracy, and juggling tests.
Results. The results show that older players were significantly taller, heavier and had more adiposity than younger
players, and these seem to be in line with the hypothesis that maturation plays a major role in soccer player’s
performance. In addition, the older players were more advanced in terms of physical fitness items and skills
performances than the younger soccer players. All players performed very low with regard to estimated VO2max.
Conclusion. Differences in anthropometric characteristics by the level of playing in soccer were observable. The
results showed that the U-12, U-14 and U-16 players in the study performed poorly in endurance run. Soccer
programs targeting the development of skills and physical fitness and with emphasis on soccer skills and physical
performance variables like strength, speed and endurance be introduced at an early stage so that they can blend very
well at the older level, and hence result in excellent performance.
Key words: Physical fitness - Anthropometry - Soccer.
RIASSUNTO
Obiettivo. L’obiettivo di questo studio era di analizzare le caratteristiche antropometriche e di fitness fisica in giovani
calciatori provenienti da un’area cittadina di Potchefstroom.
Metodi. Complessivamente, 57 bambini e adolescenti sono stati reclutati e volontariamente hanno partecipato al
progetto. Le misurazioni antropometriche di statura, peso, e di 5 pieghe cutanee (bicipite, tricipiti, sottoscapolare,
addominale e polpaccio mediale) sono state condotte in base alle procedure ISAK. Sono stati analizzati i parametri di
fitness fisica di salto in lungo da fermo, “bent arm hang”, addominali, shuttle run, l’“endurance shuttle run” (test) e lo
sprint sui 30-m. Le abilità specifiche per il calcio comprendevano il dribbling, l’accuratezza di tiro e i test di palleggio.
Risultati. I giocatori più anziani erano significativamente più alti, più pesanti e avevano una maggior adiposità rispetto
ai calciatori più giovani, e ciò sarebbe in linea con l’ipotesi che la maturazione fisica giochi un ruolo importante nelle
Vol. 63 - N. 3
409
MONYEKI
PHYSICAL FITNESS AND ANTHROPOMETRIC CHARACTERISTICS OF YOUTH SOCCER PLAYERS
performance di un calciatore. Inoltre, i giocatori più anziani erano a un livello superiore in termini di fitness fisica e di
performance specifiche rispetto ai calciatori più giovani. Tutti i calciatori hanno riportato valori molto bassi di VO2max
stimato.
Conclusioni. Sono state osservate differenze in termini di caratteristiche antropometriche tra i diversi livelli di gioco.
I risultati dimostrano che i calciatori U-12, U-14 e U-16 in questo studio hanno riportato scarsi risultati nella corsa di
resistenza. I programmi di calcio che si pongono l’obiettivo di sviluppare le abilità e la fitness fisica, con particolare
attenzione alle variabili di performance fisica come la forza, la velocità e la resistenza dovrebbero essere introdotti in una
fase precoce per ottenere dei risultati eccellenti.
Parole chiave: Forma fisica - Antropometria - Calcio.
S
occer is the single most popular sport in the
world, played in practically every nation at
varying levels of competence.1 Soccer may be
played competitively or for fun, as a career, a
means of keeping fit or simply a recreational
pursuit.2 Soccer like any other sport is not a
science but science may help to improve performance.1 In addition it must also be noted
that soccer like any other sport requires certain
physical characteristics and body composition.
There is an increased interest in football judging
by the popularity of events such as the World
Cup, few standards for male teams world-wide
exist.1 Furthermore, performance depends
upon a myriad of factors such as technical, tactical, physical, physiological and mental areas,3
hence the skill. Skill in soccer is more complex
than indicated by field tests, level of competition and so on, and includes a combination of
physical, functional, behavioural and perceptual features.4 Scientifically-based information
on the above mentioned aspects is therefore required so as to enhance soccer performance at
all levels of performance from amateur to elite.
Aerobic (endurance) fitness is important for
soccer players.5 Aerobic ability may be assessed
by measuring maximal aerobic power (VO2max).
This is the maximum rate at which energy can
be released from the oxidative process exclusively.6 As such VO2max is an essential measurement in the study of soccer regardless of the
player’s level of participation. The standard
test for assessing aerobic endurance fitness is
the direct measurement of the player’s maximal oxygen uptake (VO2max) whilst running
to exhaustion on a treadmill in the laboratory
environment. Although the value obtained is
considered the ‘gold standard’ for the measurement of aerobic power,7, 8 the procedure demands time, expensive equipment and trained
personnel. Therefore, it may not be ideal for
team sports like soccer where testing every
player will take valuable time away from train-
410
I
l calcio è lo sport più popolare nel mondo, giocato in quasi tutte le nazioni a diversi livelli 1. Il
calcio può essere giocato per competizione o per
divertimento, intraprendendo una vera e propria
carriera, come modo per mantenersi in forma o
semplicemente come passatempo ricreativo 2. Il calcio come qualsiasi altro sport non è una scienza,
ma la scienza può aiutare a migliorare le performance 1. Inoltre, si deve notare che il calcio come
qualsiasi altro sport richiede certe caratteristiche
fisiche e composizione corporea. Vi è un continuo
incremento dell’interesse nel calcio a giudicare
dalla popolarità di eventi come il Campionato
del Mondo, esistono pochi standards per le squadre maschili nel mondo 1. Inoltre, la performance
dipende da numerosi fattori tecnici, tattici, fisici,
fisiologici e mentali 3, e quindi l’abilità. L’abilità
nel calcio è più complessa di quanto indicato tra
l’altro da test di base, livello di competizione, e include una combinazione di caratteristiche fisiche,
funzionali, comportamentali e percettive 4. Dati
scientifici degli aspetti sopra citati sono pertanto
necessari per migliorare la performance nel calcio
a tutti i livelli, dall’amatoriale a quello professionistico.
La fitness aerobica (resistenza) è importante per
i calciatori 5. La capacità aerobica può essere valutata misurando la potenza aerobica massimale (VO2max). Essa rappresenta il livello massimo a
cui l’energia può essere rilasciata esclusivamente
dal processo ossidativo 6. Pertanto, il VO2max è un
parametro essenziale nello studio del calcio, indipendentemente dal livello del giocatore. Il test
standard per la valutazione della resistenza aerobica consiste nella misurazione diretta del consumo massimale di ossigeno del giocatore (VO2max)
durante la corsa fino a esaurimento su un tapis
roulant in laboratorio. Sebbene il valore ottenuto
sia considerato il “gold standard” per la misurazione della potenza aerobica 7, 8, tale procedura richiede tempo, un’apparecchiatura costosa
e personale allenato. Pertanto, essa non è ideale
per sport di squadra come il calcio, in cui la valutazione di ciascun calciatore sottrarrebbe tempo
Settembre 2010
MONYEKI
ing. For this reason, VO2max can be predicted
from a field test when assessing aerobic endurance performance in soccer players by a means
of 20-m multi-stage shuttle.9-11
It is assumed that anthropometric and VO2max
measurements may differ among soccer players at all different levels of participation.12 As a
result the differences in the anthropometric and
physical characteristics of soccer players are
worth studying. Given this background and the
fact that soccer performance in South African
players in the past decades has been decreasing
studies investigating the anthropometric and
physical fitness characteristics of soccer players are warranted. Therefore, the purpose of
this study was to investigate the anthropometric
and physical fitness characteristics of the soccer
youth players in Potchefstroom, South Africa,
which information is lacking.
prezioso all’allenamento. Per tale ragione, il VO2max può essere predetto da un test di base durante
la valutazione della performance di resistenza nei
calciatori attraverso una media di 20-m “multistage shuttle” 9-11.
Le misurazioni antropometriche e di VO2max
differiscono tra i calciatori a qualsiasi livello di
partecipazione 12. Pertanto, le differenze nelle
caratteristiche antropometriche e fisiche sono da
studiare.
Sulla base di questi dati e del fatto che le performance dei calciatori in Sud Africa nelle ultime
decadi sono andate diminuendo, sono necessari
studi che valutino le caratteristiche antropometriche e di fitness fisica dei calciatori. Pertanto,
l’obiettivo di questo studio era di analizzare le caratteristiche antropometriche e di fitness fisica di
giovani calciatori in Potchefstroom, Sud Africa, di
cui mancano informazioni.
Materiali e metodi
Participants
Partecipanti
A total of 59 youth soccer players at different
levels Under-12 (U-12), Under-14 (U-14), Under-16 (U-16) and seniors (with a mean age of
15.2 [4.2] years of age, ranging from 8.0 to 30.0)
years from a township in Potchefstroom area of
the North West province of South Africa participated in the study. The participants on the
basis of availability voluntarily participated in
the study. The players, parents of minor soccer
players and coaches were informed about the
purpose of the study, and subsequently inform
consent was signed. The study received ethical approval from the Ethics Committee of the
North-West University.
Complessivamente 59 giovani calciatori e diversi livelli Under-12 (U-12), Under-14 (U-14), Under-16 (U-16) e senior (con un’età media di 15,2
(4,2) anni, con un range tra 8,0 e 30,0 anni)
provenienti da una cittadina dell’area di Potchefstroom nella provincia Nord Ovest del Sud Africa
hanno partecipato volontariamente allo studio. I
calciatori, i genitori dei giocatori minorenni e gli
allenatori erano informati dell’obiettivo dello studio e hanno firmato un consenso informato. Lo
studio è stato approvato dal Comitato Etico della
North-West University.
Data collection procedures
Tutte le misurazioni dei test sono state effettuate durante tre successivi fine settimana nel mese
di agosto 2007. La temperatura era favorevole per
l’esecuzione dei test. Tutte le misurazioni antropometriche e di fitness fisica sono state effettuate
presso la palestra e il campo di gioco della Scuola
di Biocinetica, e Scienze dello Sport della NorthWest University.
Dapprima sono state effettuate le misurazioni
antropometriche, quindi le misurazioni di performance fisica del salto in lungo da fermo, del sitand reach, degli addominali, del “bent arm hang”
e del “shuttle run”, della serie di 30 m e del “20 m
endurance shuttle run”. Era concesso un periodo
di intervallo di tempo di 15 minuti in tutte le misurazioni.
All the test measurements were performed
during 3 successive weekends in August 2007.
The temperature was conducive for field testing. All anthropometric measurements and
physical fitness were measured in the School
for Biokinetics, Recreation and Sport Science of
the North-West University gymnasium and soccer field. Anthropometric measurements were
performed first, followed by the physical performance measures of standing broad jump, sitand reach, sit-ups, bent arm hang and shuttle
run, 30 m dash and 20 m endurance shuttle run.
Sufficient interval period of 15 minutes were allowed in all the measurements.
Vol. 63 - N. 3
Procedure di raccolta dati
411
MONYEKI
Anthropometric measurements
Misurazioni antropometriche
Anthropometric measurements of height,
weight and 5 skinfolds (biceps, triceps, subscapular, abdominal, and medial calf) were
taken following the guidelines of International
Society for the Advancement of Kinanthropometry (ISAK).13 A Martin anthropometer was used
to measure stature to the last 0.1 cm. A beam
Seca Alpha weighing scale (Model 770) with a
capacity of 200 kg and with a true zero balance was used to measure body mass to the last
complete 0.1 kg. Skinfold thickness was measured to the last 0.2 mm using Harpenden ( John
Bull) caliper with inter-jaw pressure of 10 g/
mm2 on the right side of the body. The mean of
the three reading in single location was accepted. The sum of five skinfolds (biceps, triceps,
subscapular, abdominal, and medial calf) was
used to determine adiposity. The measurements
were monitored by a qualified level 3 Kinanthropometrist.
Le misurazioni antropometriche di altezza,
peso, e di 5 pliche cutanee (bicipiti, tricipiti, sottoscapolare, addominale e del polpaccio mediale) sono state effettuate seguendo le linee guida
dell’International Society for the Advancement of
Kinanthropometry (ISAK) 13. Un antropometro di
Martin è stato utilizzato per misurare la statura
con un’approssimazione di 0,1 cm. Una bilancia
Seca Alpha (Modello 770) con una capacità di
200 kg è stata impiegata per misurare la massa corporea con un errore di 0,1 kg. Lo spessore
delle pliche cutanee è stata misurata a meno di
0,2 mm mediante il compasso Harpenden (John
Bull) con una pressione di 10 g/mm2 sul lato destro del corpo. È stata registrata la media di tre
letture in una singola sede. La somma di cinque
pliche cutanee (bicipiti, tricipiti, sottoscapolare,
addominale e del polpaccio mediale) era utilizzata per determinare l’adiposità. Le misurazioni
erano controllate da un cinantropometrista qualificato di livello 3.
Physical fitness
To evaluate the fitness level of the subjects
EUROFIT 14 fitness test protocol including the
following items was used: standing long jump
(SLJ, which measures explosive power); bent
arm hang (BAH), which measures upper body
muscular strength and endurance); sit-ups
(SUP), which measures abdominal muscular
strength and endurance) and shuttle run (SHR),
which measures speed and agility. In addition,
20-m endurance multistage shuttle run (bleep)
test (MST), to measure cardiorespiratory endurance was administered. The MST was conducted as previously described.9 Briefly, players ran
back and forth between two lines, spaced 20-m
apart, in time with the “beep” sounds from a
compact disc (20-m Shuttle Run Test CD, Australian Sports Commission). Each successful
run of the 20-m distance was completion of a
shuttle. The “beep” sounded at a progressively
increasing pace with every minute of the test
and correspondingly the players must increase
their running speed accordingly. The players
were warned that the test would be terminated
when they could not follow the set pace of the
“beeps” for two successive shuttles, and/or ii)
they stopped voluntarily. Typically the scores
in the MST are expressed as levels and shuttles.
The levels and shuttles completed at the end of
MST were used to predict VO2max, which was
subsequently compared with the aerobic fitness
412
Fitness fisica
Per valutare il livello di fitness dei soggetti è stato
utilizzato il protocollo di test EUROFIT 14 comprendente le seguenti prove: salto in lungo da fermo
(SLJ, che misura la potenza esplosiva); il “bent arm
hang” (BAH), che misura la forza e resistenza muscolare della parte superiore del corpo); gli addominali (SUP), che misurano la forza e resistenza
dei muscoli addominali) e lo “shuttle run” (SHR),
che misura la velocità e l’agilità. Inoltre, il “20m endurance multistage shuttle run” (bleep) test
(MST), ha misurato la resistenza cardiorespiratoria. Il MST è stato condotto come precedentemente
descritto 9. Brevemente, i calciatori corrono avanti e indietro tra due linee, distanziate tra loro di
20 metri, sentendo il suono “beep” da un compact
disc (20-m Shuttle Run Test CD, Australian Sports
Commission). Ciascuna corsa di 20 metri completava una spola. Il “beep” suonava a una velocità
progressivamente crescente ogni minuto del test e,
corrispondentemente, i calciatori dovevano aumentare la velocità di corsa. I giocatori sapevano
che il test terminava quando non riuscivano a seguire la velocità dei beep per due spole successive,
e/o ii) si fermavano volontariamente. I punteggi
nel MST sono espressi in livelli e spole. I livelli e spole completati al termine del MST erano utilizzati
per predire il VO2max, che veniva successivamente
confrontato con i modelli di fitness aerobica sviluppati da Shvarts e Reibold 15. Lo sprint sui 30
metri specifico per il calcio con una partenza ra-
Settembre 2010
MONYEKI
Table I.—Anthropometric characteristics (mean ± SD) of the soccer players by soccer levels.
Tabella I.— Caratteristiche antropometriche (media ± DS) dei calciatori secondo il livello.
Variables
Under-12 (N.=15)
Under-14 (N.=11)
Under-16 (N.=21)
Senior (N.=12)
Height (cm)
,134±6.8
149.8±8.9
159.1±7.1
168.7±4.8*
Weight (kg)
29.4±4.9
038.1±9.1
047.8±6.2
059.8±6.3*
Sum of skinfolds (mm)
14.4±6.1
016.0±3.1
021.2±5.7
025.8±5.5*
* = significant difference at P<0.05; N.: number of participants.
norms developed by Shvarts and Reibold.15
The 30-m sprint specific to soccer with a flying
start (30 m dash, best of three trials) was assessed according to test procedures described
by Philippaerts et al.16 The physical fitness had
a Cronbach’s alpha of 0.61.
Soccer skills
In order to assess soccer skills the following
tests based on a protocol developed by Kuhn
17 and Vaeyens et al.18 were followed: slalom
dribbling (which tests the subjects dribbling
skills), a test of shooting accuracy, and the juggling test. The number of times players touched
the ball before it bounced on the ground was
recorded for the juggling test. The juggling test
(two trials) had a maximum score of 200 points
(100 per attempt). The shooting accuracy test
was used to determine the subjects shooting
accuracy. Three trails were allowed for each
subject. The soccer tests were performed on a
soccer field and with all players wearing soccer wears (clothing and shoes). The tests had a
Cronbach’s alpha of 0.28.
Descriptive statistics (means and standard
deviations) were calculated for all anthropometric measurements, physical fitness variables
and soccer skill tests. Non-parametric tests were
used to test for the significance of differences
between the means. SPSS version 15.0 was used
to analyze data while a statistical significance
was set at P<0.05.
Results
Older players were taller, heavier and had
more adiposity than the players at the lower
classifications levels of participation in soccer
(Table I). The Physical fitness parameters dif-
Vol. 63 - N. 3
pida (corsa sui 30 m, migliore dei tre tentativi) è
stato valutato sulla base delle procedure dei test
descritte da Philippaerts et al.16 La fitness fisica
aveva un’alfa di Cronbach di 0,61.
Abilità calcistiche
Al fine di valutare le abilità calcistiche, sono
stati condotti i seguenti test sulla base di un protocollo sviluppato da Kuhn 17 e Vaeyens et al. 18:
dribbling e slalom (che valuta le capacità di dribbling del soggetto), un test di accuratezza del tiro,
e il palleggio. In quest’ultimo test, è stato registrato
il numero di volte che i calciatori hanno toccato la palla prima che questa rimbalzasse per terra. Il punteggio massimo (due prove) era di 200
punti (100 per sessione). L’accuratezza del tiro è
stata valutata in tre sedute. Tutti i test sono stati
condotti su un campo di calcio e tutti i calciatori
indossavano gli indumenti sportivi calcistici (abbigliamento e scarpe). I test avevano un’alfa di
Cronbach di 0,28.
Analisi statistica
I parametri di statistica descrittiva (medie e deviazioni standard) sono stati calcolati per tutte le
misurazioni antropometriche, per le variabili di
fitness fisica e i testi di abilità specifici per il calcio.
I test non-parametrici sono stati utilizzati per testare la significatività delle differenze tra le medie.
Il programma SPSS versione 15.0 è stato utilizzato
per analizzare i dati, con un livello di significatività statistica posto per P<0,05.
Risultati
I giocatori più anziani erano più alti, pesanti e
avevano una maggior adiposità rispetto ai giocatori di livello inferiore (Tabella I). I parametri di
fitness fisica differivano significativamente in base
al livello di partecipazione in ciascun gruppo di
età (Tabella II). I giocatori U-14 e U-16 hanno ottenuto risultati significativamente (P<0,05) migliori
413
MONYEKI
Table II.—Statistiche descrittive della fitness fisica dei calciatori secondo il livello di partecipazione.
Tabella II.— Descriptive statistics of the physical fitness the soccer players by levels of participation.
Variables
Under-12a (N.=15)
Under-14b (N.=11)
Under-16c (N.=21)
Seniord (N.=12)
Significant difference
SAR (cm)
24.8±2.3
19.7±1.5
28.9±5.4
32.7±8.3
a, d
SBJ (cm)
136.7±16.3
170.8±13.1
171.9±17.0
182.0±14.9
a, b, c, d
SUP (n)
20.1±4.8
22.9±3.1
23.3±3.1
023.7±14.9
ns
BAH (s)
06.7±3.3
11.4±9.2
12.6±9.9
23.7±4.0
a, b, c, d
Sprint (s)
06.9±0.8
06.1±0.4
05.3±0.5
04.6±0.2
a, c, d
SHR (s)
20.7±2.3
19.9±2.6
17.5±1.4
18.6±0.9
a , b, c
a
to d: significant difference at P<0.05 among the group; ns: not significant; N. number of participants; SAR: sit-and-reach; SBJ: standing broad jump; SUP: sit-ups; BAH: bent arm hang; SHR: shuttle run.
Table III.—Data on predicted VO2max measurements in comparison with the VO2max norms by levels of participation.
Tabella III.— Dati sulle misurazioni di VO2max predetto rispetto ai modelli di VO2max secondo il livello di parte-
cipazione.
Soccer levels of
participation
N.
Level
Shuttle run
Predicted VO2 max (mL.kg.l.min)
Ratings#
Under-12a
15
6
6
34.3
Poor
a, d
Under-14b
11
8
2
40.5
Average
ns
Under-16c
21
7
8
39.2
Average
ns
Seniord
12
9
4
44.5
Good
a, d
ns: none significant differences; N.: number of participants; a to d denotes significant differences at P<0.05; #: VO2max ratings.15
fered significantly by participation levels within
each age group (Table II). The U-14 and U-16
players significantly (P<0.05) performed best in
flexibility, strength and power. The results clearly
showed that older players performed better than
younger players in these fitness items. No significant difference was found for sit-ups. Sprint
tests differed significantly among all classifications levels of soccer within each age group.
The senior players exhibited significantly better
speed (sprint) than the younger players, but no
differences were found in the shuttle run.
Table III shows the results of the maximal
multi-stage 20-m shuttle run test as a measure
of cardiorespiratory endurance. All the levels
of participation shuttle run, predicted VO2max
and the norm for comparison purpose are presented. The performance of players in VO2max
(a high VO2max being more beneficial to soccer
players) differed among the levels with significant differences between the U-12 and senior
players. Senior players showed good VO2max,
followed by the average performance by the
U-14 and U-16, with poor VO2max in the U-12.
Regarding soccer skills the senior players
414
in flessibilità, forza e potenza. I risultati dimostrano chiaramente che i giocatori più anziani hanno
ottenuto risultati migliori rispetto ai più giovani in
questi settori di fitness. Non sono emerse differenze
significative per quanto riguarda gli addominali. I
test di sprint differivano significativamente tra tutti i livelli di partecipazione all’interno di ciascun
gruppo di età. I giocatori senior sono risultati significativamente più veloci (sprint) rispetto ai più
giovani, tuttavia non sono emerse differenze nello
“shuttle run”.
La Tabella III riporta i risultati del “maximal
multi-stage 20-m shuttle run test” come misura
della resistenza cardiorespiratoria. La performance dei giocatori nel VO2max (essendo un elevato VO2max più vantaggioso per i calciatori) differiva tra
i livelli con differenze significative tra i calciatori
U-12 e quelli senior. I giocatori senior hanno riportato un buon VO2max, seguiti dai calciatori U-14 e
U-16, e con uno scarso VO2max dagli U-12.
Per quanto riguarda le abilità calcistiche, i giocatori senior erano superiori nel dribbling e nel
palleggio rispetto ai giocatori di livello inferiore.
Le variazioni osservate tra i giocatori in tutti i
differenti livelli di partecipazione per quanto ri-
Settembre 2010
MONYEKI
Table IV.—Differenze in abilità specifiche per il calcio (media±DS) dei calciatori secondo il livello di partecipazione.
Tabella IV.— Differences in soccer-specific skills (mean±SD) of the soccer players by levels of participation.
Skills
Under-12a (N.=15)
Under-14b (N.=11)
Under-16c (N.=21)
Seniord (N.=12)
Dribbling (s)
23.9±3.20
20.1±1.60
21.2±4.10
15.2±1.2
a, b, c, d
Shooting (points)
0,16±4.30
17.5±3.80
18.7±4.40
19.2±3.4
ns
Juggling (N.)
19.7±21.7
25.5±19.3
40.7±32.9
0,83±4.1
a, b, c, d
ns: none significant differences; N.: number of participants; a to d denotes significant differences at P<0.05; #: VO2max ratings.15
were more advanced in dribbling and juggling
than the players at the lower classification levels
of participation. Variations among the players
in all the different classification levels of soccer
participation regarding shooting performance
were observed though not significantly different (Table IV).
Discussion
It has been suggested that process measures
of performance in young soccer players may be
more appropriate than performance-outcome
measures as long-term predictors of the potential in the sport.19 The present cross-sectional
study used performance-outcome measures in
four age groups (U-12, U-14; U-16; Senior players). The results show that senior players were
significantly taller, heavier and had more adiposity than the younger players, and performed
better than the younger players in all physical
fitness items.
Senior players showed a much more maturational development which helped them to
perform better than the young players, and the
findings are congruent with the Ghent Youth
Soccer Project findings.18 These researchers
stated that biological maturity status influences
the size, adiposity, functional capacities and
sport-specific skills of young players. Lindquist
and Bansbo 20 reported that performance on a
soccer-specific endurance test increased with
age in 132 young soccer players between 11
and 15 years of age, despite no specific fitness
training being undertaken. These authors further suggested that young players increased
their fitness simply through maturation. Malina
et al.21, 22 also indicated the role of maturation
in soccer performance. Two comprehensive
studies of soccer specific skills compared a
combined sample of young players from Germany, France and the Czech Republic in two
age groups, 14-16 year (14.4-16-16.8) and 16-18
Vol. 63 - N. 3
guarda il tiro non sono risultate significative (Tabella IV).
Discussione
È stato suggerito che le misure di processo di
performance in giovani calciatori sarebbero più
appropriate rispetto alle misurazioni di performance-outcome come predittori a lungo termine
del potenziale nello sport 19. Questo studio crosssezionale ha utilizzato le misurazioni di performance-outcome in quattro gruppi di età (giocatori
U-12, U-14; U-16; Senior). I risultati dimostrano
che i giocatori senior erano significativamente più
alti, pesanti e avevano maggior adiposità rispetto
ai più giovani, e hanno ottenuto risultati migliori
dei più giovani in tutte le prove di fitness fisica.
I giocatori senior avevano raggiunto uno sviluppo maturativo molto maggiore, che li ha aiutati a raggiungere performance migliori rispetto
ai più giovani; tali risultati sono concordi con i
dati ottenuti dal Ghent Youth Soccer Project 18. I
ricercatori di questo gruppo hanno dimostrato che
lo stato di maturità biologica influenza le dimensioni, l’adiposità, le capacità funzionali e le abilità sport-specifiche di giovani calciatori. Lindquist
e Bansbo 20 concludono che la performance nel
test di resistenza calcio-specifica aumentava con
l’età in 132 giovani calciatori di età compresa tra
11 e 15 anni, nonostante non fosse stato effettuato alcun allenamento di fitness specifico. Secondo
questi autori, inoltre, i giovani calciatori avevano
aumentato la loro fitness semplicemente attraverso la maturazione fisica. Anche Malina et al.21, 22
hanno sottolineato il ruolo della maturazione nelle performance calcistiche. Due studi relativi alle
specifiche abilità calcistiche hanno confrontato un
campione combinato di giovani calciatori di Germania, Francia e Repubblica Ceca in due gruppi
di età, 14-16 anni (14,4-16-16,8) e 16-18 anni
(15,6-18,9) e a due livelli (alto e basso) all’interno di ciascun gruppo di età 23, 24. Nel gruppo più
giovane, i calciatori classificati come “top level”
415
MONYEKI
years (15.6-18.9) and at two levels (high and
low) within each age group.23, 24 In the younger
sample, players classified as top level were, on
average older by about one year six months,
taller and heavier. They also performed significantly better than those classified as low level
on five juggling (ball control) tests and tests of
dribbling speed.
Research findings by Vaeyens et al.18 indicated that the U-15 and U-16 elite players performed best in flexibility, strength and power.
Similar findings were observed in the present
study with senior players significantly (P<0.05)
performing better than the younger players.
The non-significant differences for shooting
skill in this study may be supported by what
was mentioned in the Ghent Youth Soccer
Project that shooting may not be a priority in
talent identification.18 In addition, shooting accuracy test was found to be poor among the
four age groups studied.
Based on Shvartz and Reibold 15 rating, the
U-12 players when compared with the normal
population, performed poorly in VO2max, while
the U-14 and U-16 players performed on average,
and the seniors performance was good. However,
when all the soccer players in this study were compared with (standard) norms for the performing
athletes, they showed very low performance. The
differences in VO2max may be partially attributed to
differences in lean body mass. Studies have shown
that athletes with lower body fat have higher maximum oxygen uptakes and excess fat may deter
athletic performance.18, 25
There are some limitations which need to be
taken care of in the interpretation of these results. The relatively small sample size and the
fact that the study was only based on a single township in South Africa limits the generalization of the results of the study to the total
population. Besides, psychological coping skills
was not assessed which may have affected their
performance, as it is believed that psychological coping skills is important in any sport performance.26, 27 Again it would be desirable to
measure physiological capacities directly rather
than rely on performance-based estimates. Following and comparing performance measures
through the participant’s later years of development would be relevant as many physical
qualities that differentiate among players may
not be apparent until late adolsescence.19 It is,
therefore, recommended that further longitudinal studies targeting large sample sizes, and
covering wide areas be undertaken.
416
erano, in media, più anziani di circa un anno
e sei mesi, più alti e più pesanti. Essi inoltre hanno ottenuto risultati significativamente migliori di
quelli classificati come “basso livello” in cinque test
di palleggio (controllo della palla) e in test di velocità di dribbling.
I risultati pubblicati da Vaeyens et al. 18 indicano che i giocatori di elite U-15 e U-16 hanno
ottenuto migliori risultati nella flessibilità, forza e
potenza. Risultati analoghi sono stati osservati in
questo studio con i giocatori senior che hanno ottenuto risultati significativamente (P<0,05) migliori
rispetto ai giocatori più giovani.
Le differenze non significative nell’abilità al tiro
in questo studio possono essere spiegate dalle affermazioni del Ghent Youth Soccer Project secondo
cui il tiro non sarebbe una priorità nell’identificazione del talento 18. Inoltre, il test di accuratezza
del tiro è risultato scarso tra i quattro gruppi di
età studiati.
Sulla base della classificazione di Shvartz e Reibold 15, i giocatori U-12 rispetto alla popolazione
normale, hanno raggiunto ridotti VO2max, mentre i
giocatori U-14 e U-16 hanno ottenuto risultati nella media, e la performance dei senior era buona.
Tuttavia, quando tutti i calciatori in questo studio
sono stati confrontati con modelli (standard) per
atleti, essi hanno riportato una performance molto
scarsa. Le differenze in VO2max potrebbero essere
parzialmente attribuite alle differenze nella massa corporea magra. Diversi studi hanno dimostrato che gli atleti con minor grasso corporeo hanno
un maggior consumo massimale di ossigeno e che
l’eccesso di grasso ridurrebbe la performance atletica 18, 25.
Vi sono alcuni limiti che devono essere tenuti
in conto nell’interpretazione di questi risultati. La
dimensione relativamente piccola del campione e
il fatto che lo studio fosse basato su una singola
area cittadina del Sud Africa limitano la generalizzazione dei risultati dello studio alla popolazione generale. Inoltre, le “coping skill” che possono
aver alterato le performance non sono stati valutate, mentre si ritiene che esse siano importanti in
qualsiasi performance sportiva 26, 27. Pertanto, è
desiderabile misurare le capacità fisiologiche direttamente piuttosto che basarsi su stime basate
sulla performance. Seguire e confrontare le misurazioni di performance nei successive anni di sviluppo dei partecipanti è molto importante, poiché
numerose qualità fisiche che sono differenti tra i
calciatori non si manifestano fino alla tarda adolescenza 19. Si raccomanda, quindi, che vengano
condotti ulteriori studi prospettici con campioni
di maggiori dimensioni, e che coprano aree più
ampie.
Settembre 2010
MONYEKI
Conclusions and recommendation
Conclusioni e raccomandazioni
The present results indicated that U12, U14,
U16 and senior players differ significantly in
anthropometric characteristics, physical fitness
performance and soccer sport-specific skills. It
has been suggested that it takes at least 10 years
to achieve excellent performance, while in soccer, on average, 18 years of age appears to be
the critical time for decisions (self, club) about
continuing in high level competition.18, 28-30 It is,
therefore, recommended that soccer programs
targeting the development of skills and physical
fitness with emphasis on soccer skills, strength,
speed and endurance be introduced at an early
stage so that they can blend very well at senior
level, and hence result in excellent performance.
Secondo questo studio i giocatori U12, U14, U16
e senior differiscono in maniera significativa per
quanto riguarda le caratteristiche antropometriche, le performance di fitness fisica e capacità
sportive specifiche per il soccer. Sono necessari almeno 10 anni per raggiungere performance eccellenti, mentre nel soccer, mediamente, l’età di 18
anni rappresenta il momento critico per decidere
(giocatore, club) circa il proseguimento in competizioni ad alto livello 18, 28-30. È raccomandato,
pertanto, che i programmi di calcio che hanno
l’obiettivo di sviluppare le abilità e la fitness fisica con particolare attenzione alla forza, velocità
e resistenza siano introdotti in una fase precoce in
modo tale che al livello senior i risultati di performance siano eccellenti.
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Received on January 12, 2010 - Accepted for publication on September 22, 2010.
Funding.—This study was funded by the LOTTO and North West University Research Office, Potchefstroom Campus.
Acknowledgements.—The cooperation of participants in the study, coaches and parents in the Potchefstroom Township area
was greatly appreciated. The authors wish also to thank the field workers for their assistance in the collection of the data.
Corresponding author: L. O. Amusa, DPE, Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science, University of Venda, P. Bag
X5050, Thohoyandou, South Africa. E-mail: [email protected]
Vol. 63 - N. 3
417
MED SPORT 2010;63:419-28
Asthmatic athletes in the Italian team
at Beijing 2008 Olympic Games
Gli atleti asmatici Italiani nella rappresentativa Italiana
alle olimpiadi di Pechino 2008
A. TODARO 1, F. EGIDI 4, F. SARDELLA 1, P. DI CAVE 1, C. GRAMICCIONI 2,
M. BONINI 3, S. PADOA 1, A. PELLICCIA 1
1Istitute of Medicine and Sport Science “A. Venerando”, Rome, Italy
of Neurobiology and Molecular Medicine INMM, CNR, Rome, Italy
3Department of Allergology and Respiratory Diseases, University of Genoa, Italy
4Department of Physiology and Pharmacolgy “V. Erspamer”, La Sapienza University, Rome, Italy
2Institute
SUMMARY
Aim. The aim of the present study was to describe the clinical characteristics and, particularly, the spirometric
findings in Italian asthmatic athletes taking part in the Beijing Olympic Games.
Methods. Thirty-four asthmatics underwent basal and post-salbutamol inhalation spirometry. The athletes were
divided into three groups on the basis of pre- and post-drug data.
Results. Group A: 16 subjects with bronchial obstruction (FEV1/VC 78% of predicted value) and significant
reversibility after salbutamol (FEV1 post: +17.6% and +790 mL): in 11 the obstruction normalised completely, in
five only partially. Group B: 6 subjects with normal basal spirometry (FEV1/VC 91.1 % p.v.) but equally significant
response after salbutamol. Group C: 12 subjects with normal basal spirometry (FEV1/VC 96.5% p.v.) and with no
significant increment of FEV1 after salbutamol; these subjects were positive in a broncho-stimulation test. In 30/34
athletes, the prick test revealed positivity to at least one allergen; 26/34 athletes stated they frequently suffered from
exercise-induced bronchospasm (EIB): 7 of these in spring-time only.
A diagnosis of bronchial obstruction in athletes must be based only on the FEV1/VC% ratio and not on a reduction
in FEV1 with respect to predicted value. In 11/16 athletes, bronchial obstruction proved significantly reversible, but
not in 5 athletes in whom a remodelling of the airways induced by chronic inflammation can be presumed. It is also
demonstrated that spirometry may only be apparently normal and hide an overlooked bronchial obstruction. In 12
athletes who did not respond to salbutamol, a high bronchial hyper-responsivity to the broncho-stimulation test was
observed.
Conclusion. The presence of asthmatic athletes at the Olympics shows that adequate therapy enables sport to be
practiced at the highest levels. Even EIB when appropriately treated is not a limit on performance.
Key words: Olympic games - Asthma - Spirometry - Anti-asthmatic drugs.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo dello studio è illustrare le caratteristiche cliniche e, in particolare, dei dati spirometrici degli atleti
asmatici italiani partecipanti alle Olimpiadi di Pechino.
Metodi. Trentaquattro asmatici hanno effettuato spirometria di base e dopo inalazione di salbutamolo. In base ai dati
pre- e post-farmaco questi atleti sono stati suddivisi in tre gruppi.
Risultati. Gruppo A: 16 atleti bronco-ostruiti (FEV1/VC 78% v.p.) e risposta significativa al Salbutamolo (FEV1 post:
+17.6% e + 790 ml): in 11 la risoluzione dell’ostruzione è stata completa mentre in 5 solo parziale. Gruppo B: 6
atleti con dati normali (FEV1/VC 91,1% v.p.) ma con uguale risposta significativa al salbutamolo. Gruppo C: 12 atleti
con spirometria normale (FEV1/VC 96.5% v.p.) e senza incremento significativo del FEV1 dopo salbutamolo; questi
Vol. 63 - N. 3
419
TODARO
ASTHMATIC ATHLETES AT THE OLYMPIC GAMES
soggetti sono risultati positivi a un test di broncostimolazione. In 30/34 atleti è stata rilevata, tramite prick test, una
sensibilizzazione a uno o più allergeni; 26/34 atleti hanno dichiarato frequente broncospasmo da esercizio fisico: 7 di
questi esclusivamente in primavera. Negli atleti la diagnosi di ostruzione bronchiale si deve basare solo sul rapporto FEV1/
VC% e non sulla riduzione del FEV1 rispetto al teorico. In 11/16 atleti l’ostruzione bronchiale si è rivelata significativamente
reversibile, ma non in 5 atleti nei quali si suppone un rimodellamento delle vie aeree indotto dalla flogosi cronica. Si
dimostra anche come la spirometria possa essere solo apparentemente normale e nascondere una ostruzione bronchiale
misconosciuta. In 12 atleti non-responder al salbutamolo è stata rilevata una elevata iperresponsività bronchiale ai test
di broncostimolazione.
Conclusioni. La presenza di atleti asmatici ai giochi Olimpici dimostra come una terapia adeguata consenta di
praticare attività sportiva di alto livello. Lo stesso broncospasmo indotto da esercizio fisico, quando prevenuto dalla
farmacoprofilassi, non costituisce una limitazione all’espletamento della disciplina sportiva.
Parole chiave: Olimpiadi - Asma - Spirometria - Farmaci antiasmatici.
A
sthmatic athletes in the Italian team Publications on bronchial asthma in athletes taking part in the Olympic Games have analysed
the epidemiology of the disease, its impact on
physical activity – particularly as regards exercise-induced bronchospasm – and the use of
anti-asthmatic drugs, with particular reference
to beta2-agonists, obtaining interesting indications regarding the potential and possibilities of
these athletes to compete on a par with healthy
athletes.1-8
As respiratory function data have not been
reported with the necessary evidence in these
papers, we thought it might be useful here to
analyse – in addition to clinical characteristics
– the spirometries with respective reversibility
tests and/or bronchoprovocation tests in asthmatic athletes present in the Italian team at the
Beijing Olympics.
The Medical Commission of the IOC requested these tests to support a diagnosis of asthma
so as to authorise the use of beta2-agonists permitted by antidoping regulations, and inhaled
glucocorticosteroids.
e pubblicazioni sull’asma bronchiale negli atleti partecipanti ai Giochi Olimpici hanno analizzato l’epidemiologia della malattia, l’impatto
con l’attività fisica – soprattutto per quanto riguarda il “broncospasmo indotto dall’esercizio fisico”
– l’uso dei farmaci antiasmatici con particolare
riferimento ai beta2-agonisti, traendone interessanti indicazioni sulle potenzialità e possibilità
di questi atleti di gareggiare alla stessa stregua di
quelli sani 1-8.
Poiché in questi lavori non sono stati riportati, con la debita evidenza, i dati di funzionalità
respiratoria, si è ritenuto utile con questo studio
analizzare – oltre alle caratteristiche cliniche – le
spirometrie, con i relativi test di reversibilità e/o di
broncoprovocazione, rilevate negli atleti asmatici
presenti nella squadra italiana alle Olimpiadi di
Pechino.
La Commissione Medica del CIO ha richiesto tali
accertamenti, a sostegno della diagnosi di asma,
per autorizzare l’uso dei beta2-agonisti permessi
dalle norme antidoping, e dei glucocorticosteroidi
inalatori.
Materiali e metodi
Popolazione di studio
Study population
The Italian team consisted of 340 athletes
representing 29 different events. On the basis
of clinical history, and respiratory and allergological function tests, 34 athletes (29 males, average age 27±4.7 years and 5 females of average age 28±7.2 years) suffering from bronchial
asthma were identified. These athletes continue
to take part in the following events: swimming
and water polo (14), rowing (4), cycling (3),
fencing (2), track athletics (2), football (3), volleyball (2), boxing (1), sailing (1), pentathlon
420
L
La squadra italiana era composta da 340 atleti appartenenti a 29 discipline sportive. Sulla
base della storia clinica, dei test di funzionalità
respiratoria e allergologici sono stati individuati 34 atleti (29 maschi, con età media pari a
27±4,7 anni e 5 femmine con età media pari a
28±7,2 anni) affetti da asma bronchiale. Questi
atleti sono tuttora impegnati nelle seguenti discipline: nuoto e pallanuoto (14), canottaggio
(4), ciclismo (3) scherma (2), atletica leggera
(2), calcio (3), pallavolo (2), pugilato (1), vela
(1), pentathlon e triathlon (2): si tratta, pertanto, di attività aerobiche, aerobico-anaerobico
Settembre 2010
TODARO
and triathlon (2): all these activities – aerobic,
alternating aerobic-anaerobic, skill – demand a
varying respiratory engagement.
alternate, e di destrezza, richiedenti un diverso
impegno respiratorio.
Metodo
Method
The first test carried out on the 34 athletes
was spirometry using a PFT 3 Cosmed apparatus (Pavona, Rome). The following parameters
were measured: forced vital capacity (FVC),
slow vital capacity (VC), forced expiratory volume at the first second (FEV1), mean expiratory
flows (MMEF), maximum voluntary ventilation
(MVV). The proposals of the European Respiratory Society 9 were used as standard predicted
values (p.v.). The protocol of the European Respiratory Society and the American Thoracic Society – ERS/ATS 200510 – was used for execution
and interpretation of the data. Specifically this
protocol defines the bronchial obstruction for
FEV1/VC <88% p.v. with modulation of gravity
on the basis of the value of FEV1 <80% p.v.
Independently of the basal spirometric values and their comparison with predicted values, the 34 athletes were subjected to a bronchodilatation test with inhalation of 400 mcg
of salbutamol. A post-drug increase of FEV1 of
more than 12% of the basal value 10 was considered significant.
The athletes were divided into three groups
on the basis of the basal value of FEV1/VC %
p.v. and the response to salbutamol: group A,
16 athletes with basic bronchial obstruction reversible after salbutamol; group B, 6 athletes
with normal spirometry but with a significant
increase in data after salbutamol; group C 12
athletes with normal basal data and with no
significant increase in data after salbutamol.
These 12 subjects were subjected, on another
day, to one of the bronchostimulation tests requested by the IOC. Specifically, 6 underwent
a metacholine test, namely inhaling increasing
doses of the substance until a fall in FEV1 ≥20%
of basal value was obtained. According to the
document of the IOC Medical Commission, for
athletes not undergoing therapy with inhaled
corticosteroids, this test was considered positive for a cumulative dose of the substance <400
mcg or <200 mcg for a non-cumulative dose;
for athletes who had been treated with inhaled
steroids for at least a month, a dose of metacholine <1 600 mcg (cumulative dose) or <800
mcg (non-cumulative dose) is accepted.
Three athletes did the dry air eucapnic hyperventilation test 13 which requires, for six
Vol. 63 - N. 3
I 34 atleti, come primo accertamento, hanno effettuato una spirometria per mezzo di apparecchio
Cosmed (Pavona, Roma) mod. PFT 3. Sono stati rilevate la capacità vitale forzata (forced vital capacity, FVC), la capacità vitale lenta (vital capacity,
VC), il volume espiratorio forzato al primo secondo
(forced expiratory volume at the first second, FEV1),
i flussi espiratori medi (mean expiratory flows,
MMEF), la massima ventilazione volontaria (maximum voluntary ventilation, MVV): come valori
normali di riferimento (valori predetti - v.p.) sono
stati utilizzati quelli proposti dall’European Respiratory Society 9. Per la metodologia di esecuzione e
interpretazione dei dati è stato seguito il protocollo
dell’European Respiratory Society e American Thoracic Society – ERS/ATS 2005 10 – che, in particolare, definisce l’ostruzione bronchiale per un rapporto FEV1/VC <88% del v.p. con modulazione della
gravità in base al valore del FEV1 <80% v.p.
I 34 atleti, indipendentemente dai valori spirometrici basali e dal loro confronto con i valori di riferimento, sono stati sottoposti a un test di
broncodilatazione con inalazione di 400 mcg di
salbutamolo. È stato considerato significativo un
incremento del FEV1 post farmaco ≥12% del dato
basale 10.
In base al valore basale del rapporto FEV1/VC%
v.p. e della risposta al salbutamolo gli atleti sono
stati divisi in tre gruppi: gruppo A, composto da
16 atleti con ostruzione bronchiale di base reversibile dopo salbutamolo; gruppo B, formato da 6
atleti con spirometria normale ma con significativo incremento dei dati dopo salbutamolo; gruppo
C: 12 atleti con dati basali normali e senza loro
incremento significativo dopo salbutamolo. Questi
12 soggetti, sono stati sottoposti, in altro giorno,
ad uno dei test di broncostimolazione richiesti
dal CIO. In particolare, 6 hanno effettuato un test
alla metacolina, cioè inalando dose crescenti della sostanza fino ad ottenere una caduta del FEV1
≥20% del valore di base. Secondo il documento
della Commissione Medica del CIO per atleti non
in terapia con corticosteroidi inalatori, questo test
è ritenuto positivo per una dose cumulativa della
sostanza <400 mcg oppure <200 mcg per dose non
cumulativa; per atleti in terapia con steroidi inalatori da almeno un mese, è accettato un dosaggio
di metacolina <1 600 mcg (dose cumulativa) oppure <800 mcg (dose non cumulativa).
Tre atleti hanno eseguito il test di iperventilazione eucapnica di aria secca 13 che richiede il man-
421
TODARO
Table I.—Spirometric data expressed as mean and standard deviation of the three groups of athletes.
Tabella I.— Dati spirometrici, espressi come media e deviazione standard, dei tre gruppi di atleti.
Goups
VC
% p.v.
FEV1
% p.v
FEV1
% post
FEV1/VC
%
FEV1/VC
% p.v.
MMEF
% p.v.
A 16 athletes
121.7±14.1
94.1±7.1
17.6±5.1
64.4±5.10
78.0±5.9
58.3±7.90
B 6 athletes
105.4±9.50
94.2±8.7
18.5±5.6
74.6±0.94
91.1±1.6
68.5±8.60
C 12 athletes
123.2±18.0
117.8±13.6
6.4±2.8
80.3±3.20
96.5±4.6
94.3±13.1
VC: vital capacity; FEV1: forced expiratory volume at 1st second; MMEF: maximum mean expiratory flow; p.v.: predicted
value; post: after salbutamol inhalation. VC: capacità vitale; FEV1: volume espiratorio forzato al 1° secondo; MMEF: massimo flusso espiratorio medio; v. p.: valore predetto; post: dopo inalazione di salbutamolo.
Table II.—Spirometric data expressed as mean and standard deviation of the athletes of group A. 5 of which
with bronchial obstruction partially reversible after salbutamol and 11 with complete resolution.
Tabella II.— Dati spirometrici, espressi come media e deviazione standard, degli atleti del gruppo A di cui 5
con risoluzione parziale dell’ostruzione bronchiale dopo salbutamolo e di 11 atleti con risoluzione completa.
Athletes
Cod.
FEV1
% p.v.
FEV1
% post salb
FEV1/VC
% basal
FEV1/VC
% post salb
FEV1/VC
% p.v.
FEV1/VC
% p.v. post salb
3,5,22,29,30
96.4±10.6
19.6±5.6
58.6±2.6
68.4±3.1
70.2±2.5
83.2±2.4
7,12,13,15,16,17,
19,23,31,33,34
93.4±5.20
16.6±4.8
67.8±3.0
76.7±3.0
80.8±4.2
93.0±3.6
minutes, the maintenance of a ventilatory level
of 80-90% of MVV or equal to the value of basal
FEV1 multiplied by 30, breathing in a mixture
of 5% CO2, 21% oxygen and the rest nitrogen.
The test is positive for bronchospasm if at the
end of it or in the 15-20 minutes subsequently
there is a fall of FEV1 >10% compared to the
basal value.
Two athletes underwent the mannitol test according to the protocol proposed:14 inhalation,
using an appropriate container, from a capsule
containing 40 mg of mannitol powder, followed
within a minute by the measurement of FEV1.
The test continues with the progressive doubling of the last dose inhaled until there is a
fall in the parameter >15% of the base value; a
cumulative dose of mannitol <635mg is considered positive.
One athlete, at his own request, underwent
a stress test on a treadmill, with progressive increase in the work load, reaching maximal heart
frequency in four minutes and its maintenance
for a further three.
Allergic sensitivity to the commonest inhaled
allergens (Stalleregnes SA, Antony, France) was
also investigated in the athletes by means of
the skin prick test: the degree of intensity of
the response was assessed by measuring the
diameter of the pomphu in mm with positive
422
tenimento, per 6 minuti, di un livello ventilatorio
pari a 80-90% della MVV oppure pari al valore del
FEV1 basale moltiplicato 30, respirando una miscela composta da CO2 al 5%, ossigeno al 21%, il resto
azoto. Il test è positivo per broncospasmo se alla fine
del test o nei 15-20 minuti successivi si registra una
caduta del FEV1 >10% rispetto al valore basale.
Due atleti sono stati sottoposti al test del mannitolo secondo il protocollo proposto:14 inalazione,
per mezzo di un apposito erogatore, da una capsula contenente 40 mg di polvere di questa sostanza,
seguita entro un minuto dal rilevamento del FEV1.
Si procede con il raddoppio progressivo dell’ultima
dose inalata fino a ottenere una caduta del parametro >15% del valore di base; è ritenuta positiva
una dose cumulativa di mannitolo <635mg.
Un atleta, per sua richiesta, è stato sottoposto
a una test da sforzo, su nastro trasportatore, con
incremento progressivo del carico di lavoro con
raggiungimento in quattro minuti della frequenza cardiaca massimale e suo mantenimento per
altri tre minuti.
Agli atleti è stata anche ricercata, a mezzo di
skin prick test, una sensibilizzazione allergica per
i comuni allergeni inalanti (Stalleregnes SA, Antony, France): il grado di intensità della risposta
è stato valutato misurando il diametro del pomfo in mm e considerandolo positivo se >3 mm; il
controllo positivo è stato effettuato con istamina e
quello negativo con glicerosalina fenolata).
Settembre 2010
TODARO
Table III.—Significance of spirometric parameters in the three groups considered and expressed as a percent-
age of the predicted value (p.v.), as a % variation with respect to the basal value (post), as measured data of
FEV1/VC %.
Tabella III.— Significatività dei parametri spirometrici nei tre gruppi considerati ed espressi in percento del
valore predetto (v.p.), come variazione % rispetto al dato basale (post), come dato di FEV1/VC %.misurato.
Goups
VC
% p.v.
FEV1
% p.v
FEV1
% post
FEV1/VC
%
FEV1/VC
% p.v.
***
NS
NS
***
***
A-B
B-C
*
**
***
*
NS
A-C
NS
***
***
***
***
* P=0.05-0.01; ** P=0.01-0.001; *** P<0.001.
result if >3mm; the positive control was done
with histamine and the negative one with phenol glycerosaline.
Results of the investigations are shown as
means and standard deviations; statistical significance was processed with the Student t-test
and accepted for P<0.05.
Results
Table I reports the spirometric data of athletes
from the three groups considered. Group A: 16
athletes whose data revealed bronchial obstruction in basal conditions given by a mean FEV1/
VC ratio of 64.5% equal to 78% of the p.v. with a
minimum value of 55.7% (equal to 67.8% of the
p.v.) and a maximum value of 69.2% (equal to
83.7% of the p.v.). In these athletes the increase
in FEV1 post-salbutamol was 17.6% with respect
to basal and 790 mL in absolute terms.
Analysis of the individual responses to inhalation of the drug (Table II) showed normalisation of bronchial patency (FEV1/VC. from 80.8
% basal p.v. to 93.0% post) in 11 athletes while
in the other 5 there was a significant improvement but not a complete resolution of the obstruction (FEV1/VC from 70.2 % p.v. to 80.2%).
Group B: 6 athletes, with average FEV1/VC
ratio of 74.6% corresponding to 91.1% of p.v.
thus indicating normal bronchial patency; however, in these patients too, inhalation of salbutamol brought a mean percentage increase in
FEV1 of 18.5% with respect to basal and in absolute terms of 801 mL.
Comparison of the data (Tables I, III) shows
the comparability of the FEV1 in % p.v. of the
athletes of group A and in group B, while there
Vol. 63 - N. 3
Analisi statistica
I risultati delle indagini vengono riportati come
media e deviazione standard; la significatività
statistica è stata ricercata con il t test di Student e
accettata per P<0,05.
Risultati
Nella Tabella I sono riportati i dati spirometrici degli atleti dei tre gruppi considerati. Gruppo
A: 16 atleti i cui dati hanno rivelato una ostruzione bronchiale in condizioni basali data da un
rapporto FEV1/VC medio del 64,5% pari al 78%
del v.p. con un valore minimo di 55,7% (pari al
67,8% del v.p.) ed un valore massimo del 69,2%
(pari a 83,7% del v.p.). In questi atleti l’incremento del FEV1 post-salbutamolo è stato del 17,6% rispetto al basale e in termini assoluti di 790 mL.
L’analisi delle risposte individuali all’inalazione del farmaco (Tabella II) ha rivelato in 11
atleti una normalizzazione della pervietà bronchiale (FEV1/VC. da 80,8% v.p basale a 93% post),
mentre negli altri 5 si è registrato un significativo
miglioramento ma non la completa risoluzione
dell’ostruzione (FEV1/VC da 70,2% v.p a 80,2%).
Gruppo B: 6 atleti, con rapporto FEV1/VC medio
74,6% corrispondente al 91,1% del v.p. indicante,
quindi, una normale pervietà bronchiale; tuttavia, anche in questi atleti l’inalazione di salbutamolo ha indotto un incremento percentuale medio
del FEV1 del 18,5% rispetto al basale ed in termini
assoluti di 801 mL.
Dal confronto dei dati (Tabelle I, III) risulta la sovrapponibilità del FEV1 in% v.p. degli atleti del gruppo
A e quello del gruppo B, come pure non significativa è
la differenza tra i due gruppi per l’ incremento di tale
parametro, sia in percentuale (17,5% vs. 18,6%) che
in assoluto (790 mL vs. 801 mL), mentre altamente
significativa è la differenza tra il dato del FEV1/VC%
misurato e quello in rapporto al valore di riferimento.
423
TODARO
Table IV.—Bronchostimulation test data for the 12 athletes.
Tabella IV.— Dati dei test di broncostimolazione dei 12 atleti.
Eucapnic hyperventilation test (positive for FEV1< 90% b.v.)
Athlete
Cod.
FEV1 basal
l
% predicted
value
FEV1 post stimulus
l
% basal value
5.60
127.8
4.37
89
28
3.74
1130,
3.34
89
10
3.19
96.9
2.59
81
34
Metacholine test ( FEV1 PD20 <400 mcg; <1 600 mcg per csi for at least 30 days).
Athlete
Cod
FEV1 basal
l
% predicted
value
PD20
mcg
245.95
27
3.97
100
32
4.43
100
31.7
06
4.47
102
1137.300
18
6.22
133
349.60
20
4.68
102
25200,
25
4.75
00,97.6
780,
FEV1 basal
l
% predicted
value
Dose
mcg
% basal value
11
5.77
133.5
320
83.2
01
6.37
122.9
160
79.1
%
CF
b/min
175
Mannitol powder test (positive for FEV1 <85% b.v.)
Athlete
Cod
Exercise test (treadmill; positive per FEV1 <90% b.v.)
Athlete
Cod 21
FEV1 basal
l
6’ 14 Km 5%
5.95
111
3’ rest
5.05
094
6’ rest
4.69
88
Salbutamol 20’
5.62
FEV1: forced expiratory volume in litres or in % of predicted value; csi: inhaled corticosteroids.
is no significance in the difference between the
two groups for the increase in this parameter
either in percentage terms (17.5% vs. 18.6%) or
absolutely (790 mL vs. 801 mL), whereas the
difference between the measured FEV1/VC%
value and that in relation to the predicted value
is highly significant.
Group C: 12 athletes whose FEV1/VC ratio averaged 78.5% which, being 95.2% of the
predicted value is considered to be indicative
of normal bronchial patency. In these athletes
after inhalation of salbutamol a modest, non-
424
Gruppo C: 12 atleti il cui rapporto FEV1/VC è risultato in media 78,5% che essendo pari al 95,2% del
valore di riferimento è considerato indicativo di una
normale pervietà bronchiale. In questi atleti dopo
l’inalazione di salbutamolo si è registrato un modesto
non significativo incremento del FEV1 (+6,8%).
Nella Tabella IV sono riportati i dati dei test di
broncostimolazione, descritti nella metodologia,
ai quali sono stati sottoposti gli atleti di questo
gruppo: con tali test tutti gli atleti hanno dimostrato uno stato di significativa iperresponsività
bronchiale. Opportunamente, una volta raggiunto il limite del decremento percentuale del FEV1
Settembre 2010
TODARO
significant increase in the FEV1 (+6.8%) was recorded.
Table IV shows the results of the bronchostimulation tests, described in the methodology,
to which the athletes of this group were subjected: in these tests all athletes revealed a state
of significant bronchial hyper-responsiveness.
Once the limit of percentage decrease of FEV1
demanded by the anti-doping regulations had
been reached, salbutamol (200-400 mcg) was
administered for a rapid resolution of the induced bronchospasm.
Allergological investigation in 30 athletes revealed sensitisation to two or more allergens:
specifically the prevalent sensitisation was for
mites, followed by that for grass and then for
lichwort, comparable sensitisation for cypress,
olive trees, epidermal derivatives of dogs and
cats; only in four athletes was the prick test
negative.
Twenty-six athletes (76.4%) claimed frequent
but not constant respiratory symptoms on the
occasion of sporting commitment (so-called exercise-induced bronchospasm: EIB); 7 of these
exclusively in the spring-time as a result of sensitisation to grass.
As for anti-asthmatic therapy, the IOC Medical Commission, after noting the above tests, authorised all the athletes to use the bet2-agonists
permitted by ruling anti-doping regulations,
and inhaled corticosteroids. Specifically (Figure
1), 22 athletes took inhaled steroids and longacting beta2-agonists as their basic therapy: 18
of these also had salbutamol available to immediately resolve an asthma attack. Eight athletes
had inhaled steroids for their basic therapy and
salbutamol as needed. For three athletes salbutamol only was prescribed because of the irregularity of the asthma symptoms. One athlete
who was intolerant to beta2-agonists only took
inhaled steroids as he also had access to an anticholinergic as a bronchodilator.
Discussion
The percentages of asthmatic athletes reported by the Olympic Committees of some
countries vary considerably as can be seen in
the data regarding the Athens Olympics:8 Great
Britain 23.4%, Australia 14.1%, Canada 4.2%,
United States 9.4%, Finland 7.5%, Switzerland
16.3%. In the same Olympics in the Italian team
there were 36 asthma sufferers out of 378 athletes (9.5%, a figure comparable to that of the
Vol. 63 - N. 3
CSI+Ia+sal
CSI+sal
CSI+la
Sal
CSI
0
5
10
15
20
Figure 1.-Drugs taken by athletes. la: long-acting beta2agonists; sal: salbutamol; csi: inhaled corticosteroids.
Figura 1. - Farmaci assunti dagli atleti. la: beta2-agonisti
a lunga durata d’azione; sal: salbutamolo; csi: corticosteroidi inalatori.
richiesto dalle norme antidoping, all’atleta è stato somministrato salbutamolo (200-400 mcg) per
una rapida risoluzione del broncospasmo indotto.
L’indagine allergologica, ha rivelato in 30 atleti una sensibilizzazione a due o più allergeni:
in particolare, la sensibilizzazione prevalente
è risultata per gli acari, seguita da quella per le
graminacee e poi per la paritaria, sovrapponibili quelle del cipresso, ulivo, derivati epidermici di
cane e gatto; solo in 4 atleti il prick test è risultato
negativo. Ventisei atleti (76,4%) hanno dichiarato frequenti, non costanti, sintomi respiratori in
occasione dell’impegno sportivo (c.d. “Broncospasmo indotto da esercizio fisico”, BIEF): 7 di questi
esclusivamente nel periodo primaverile per particolare sensibilizzazione alle graminacee.
Per quanto riguarda la terapia antiasmatica, la
Commissione Medica del CIO – presa visione degli accertamenti sopra descritti – ha autorizzato
tutti gli atleti all’uso dei beta2-agonisti permessi
dalle attuali norme antidoping e dei corticosteroidi inalatori. In dettaglio (Figura 1), 22 atleti assumevano come terapia di base steroidi inalatori
e beta2-agonisti a lunga durata d’azione: 18 di
questi avevano a disposizione anche il salbutamolo per la risoluzione immediata di una eventuale
crisi asmatica. Otto atleti erano in terapia di base
con steroidi inalatori e il salbutamolo al bisogno.
A tre atleti è stato prescritto solo il salbutamolo.
a ragione della saltuarietà della sintomatologia
asmatica. Un atleta con intolleranza ai beta2-agonisti, assumeva solo gli steroidi inalatori avendo
a disposizione un anticolinergico come broncodilatatore.
Discussione
Le percentuali di atleti asmatici dichiarati dai
Comitati Olimpici di alcune Nazioni sono molto
variabili come si desume da alcuni dei dati re-
425
TODARO
United States), 30 male and 6 female.7 In Beijing
there was a slight reduction (34 vs. 36) although
the percentage was slightly higher (10%) due to
the lower total number of athletes; it should be
pointed out that of the 34 asthmatics present in
Beijing, only 15 had taken part in the previous
Games.
Analysing the spirometric data, some considerations should be borne in mind in the respiratory evaluation of the asthmatic athletes.
The first consideration regards the athletes of
group A. Here, with a mean value of FEV1 within normal limits (>80%p.v.) there is a more or
less severe reduction in the FEV1/VC% ratio; in
these cases, therefore, it is only the FEV1/VC%
ratio and not the FEV1 reduction with respect
to the predicte value that points to the presence
and severity of bronchial obstruction.
From Table II it can be seen that while in 11
of the 16 athletes in this group the inhalation
of salbutamol completely resolves the bronchial obstruction, in the 5 others the drug, while
leading to a significant increase in FEV1 compared to the basal value (+19.6%) did not normalise bronchial patency, as can be seen from
the FEV1/VC ratio which is <88% of predicted
value. Very probably this resolution did not take
place due to remodelling of the airways brought
on by chronic asthmatic inflammation:15-17 these
cases evidently need long-term inhaled steroid
therapy and monitoring to control its evolution.
The second consideration concerns the apparent normality of the spirometric data when
comparaed to the currently used predicted values. In fact, even in athletes with normal values
of FEV1 and FEV1/VC% in relation to predicted
values (94.2% and 91.1% respectively, group B
athletes) a significant response to salbutamol
was observed in both percentage and absolute
terms comparable to that observed in athletes
with clear-cut bronchial obstruction. It follows
from this observation that a routine reversibility
test with salbutamol must be carried out in order to highlight a bronchial obstruction that has
been overlooked or is still asymptomatic.
As regards exercise-induced bronchospasm,
the fact that it does not occur constantly, as stated by the athletes, indicates that it is a dependent variable of the state of bronchial responsivity: if this is low the athlete will be free of
symptoms when carrying out physical exercise
even of high intensity. If responsivity is high, the
bronchospasm will also occur for low intensity
stimuli.18 In fact, 7 athletes particularly sensitive
to grass reported that they only experienced
426
lativi alle Olimpiadi di Atene 8: Gran Bretagna
23,4%, Australia 14,1%, Canada 4,2%, Stati Uniti 9,4%, Finlandia 7,5%, Svizzera 16,3%. Nella
stessa Olimpiade nella squadra italiana gli atleti
asmatici erano 36 su 378 atleti (9,5%: dato sovrapponibile a quello degli Stati Uniti), 30 maschi
e 6 femmine 7. A Pechino c’è stata una lieve riduzione di presenze (34 atleti vs. 36) anche se con
lieve incremento percentuale (10%) dovuto al minor numero totale di atleti; va sottolineato che dei
34 asmatici presenti in questa ultima Olimpiade
solo 15 avevano partecipato anche alla precedente.
Dall’analisi dei dati spirometrici derivano delle
considerazioni che vanno tenute presenti nella valutazione respiratoria degli atleti asmatici.
La prima considerazione riguarda gli atleti del
gruppo A, nei quali, a fronte di un valore medio
di FEV1 nei limiti normali (>80% v.p.) è presente una riduzione più o meno severa del rapporto
FEV1/VC%; in questi casi, pertanto, è solo il rapporto FEV1/VC% e non la riduzione del FEV1 rispetto al teorico a dimostrare la presenza e l’entità
dell’ostruzione bronchiale.
Dai dati della Tabella II si rileva che se in 11
dei 16 atleti di questo gruppo si è registrata, con
l’inalazione di salbutamolo, una completa risoluzione dell’ostruzione bronchiale, in altri 5 il farmaco pur inducendo un significativo incremento
del FEV1 rispetto al valore basale (+19,6%) non
ha normalizzato la pervietà bronchiale come si
desume dal rapporto FEV1/VC <88% del valore
predetto. Tale risoluzione non si è verificata molto probabilmente per un rimodellamento delle vie
aeree indotto dalla flogosi cronica asmatica 15-17:
tali casi evidentemente necessitano di una terapia
steroidea inalatoria a lungo termine e di un monitoraggio nel tempo per verificarne l’evoluzione.
La seconda considerazione riguarda la normalità apparente dei dati spirometrici se confrontati con i valori di riferimento attualmente in
uso. Infatti, anche in atleti con valori di FEV1 e
FEV1/VC% normali in rapporto ai teorici (94,2% e
91,1% rispettivamente, atleti del gruppo B) è stata
rilevata una significativa risposta al salbutamolo,
sia in termini percentuali che assoluti, sovrapponibile a quella rilevata negli atleti chiaramente
bronco-ostruiti. Da questa osservazione ne consegue la necessità di effettuare routinariamente un
test di reversibilità con salbutamolo al fine di evidenziare una ostruzione bronchiale misconosciuta o ancora asintomatica.
Per quanto riguarda il broncospasmo da esercizio fisico, il fatto che la sua manifestazione non sia
costante, così come dichiarato dagli atleti, indica
che essa è una variabile dipendente dallo stato di
Settembre 2010
TODARO
respiratory symptoms in spring, namely when
their bronchial responsivity is highest owing to
the higher allergenic presence.19 Another demonstration is given by the presence of EIB in
those athletes whose events do not require high
ventilatory levels (e.g., fencing) in consideration
of the fact that hyperpnea, according to current pathogenetic theories, is the first link in the
chain of events that triggers exercise-induced
bronchospasm.20-22 In these cases it is reasonable to presume high bronchial reactivity, so
even a modest asthmagenic stimulus is enough
to induce respiratory symptomatology.
As for the allergy, 30 (88.2%) of the asthmatic
athletes showed one or more positivities to the
prick test. A study based on a questionnaire
23 showed that 18% of 1 060 top level Italian
athletes were allergic; in another study 24 in a
sample of 98 pre-Olympic athletes, 44 (44.4%)
showed allergic sensitivisation. These data show
that the incidence of allergopathies in athletes
is by no means negligible.
Conclusions
In conclusion, the 34 athletes competing in
the Beijing Olympics are a further demonstration that asthma, if well controlled by adequate
therapy, can allow sport to be carried on at the
highest level. In effect, the sporting quality of
these asthmatics proved high if it is considered
that in Beijing some of these athletes in team or
individual events reached the podium and others placed honourably.
The results of this study indicate that the basic bronchial obstruction observed in athletes
cannot considered a performance limitation owing to the favourable reversibility brought on by
the beta2-agonists; moreover, physical exercise
itself has been found to have a bronchodilatotor
effect.25 Even exercise-induced bronchospasm,
because of its variability, the fact that it is often
seasonal and can be prevented with adequate
drug prophylaxis, is not a limitation on taking
part in sporting activity.
In addition, from the present study it emerged
that spirometric normality in top level athletes
may be only apparent and therefore the data
must always be carefully assessed and considered in the clinical context.
Vol. 63 - N. 3
responsività bronchiale: se questa è bassa l’atleta
sarà libero di sintomi nell’esecuzione dell’esercizio fisico anche di alta intensità. Se la responsività
è elevata il BIEF si manifesta anche per stimoli di
bassa intensità 18. In effetti, 7 atleti con particolare
sensibilizzazione alle graminacee hanno riferito di
avere sintomi respiratori esclusivamente nel periodo
primaverile cioè quando la loro responsività bronchiale è più elevata a causa della maggior carica
allergenica 19. Altra dimostrazione è data dalla presenza di BIEF in quegli atleti impegnati in discipline sportive non richiedenti elevati livelli ventilatori
(per esempio la scherma) in considerazione del fatto che l’iperpnea, secondo le attuali teorie patogenetiche, è il primo anello della catena degli eventi che
scatena il BIEF 20-22. In questi casi è ragionevole presumere una elevata reattività bronchiale, così che
uno stimolo asmigeno anche modesto è sufficiente
ad indurre la sintomatologia respiratoria.
Per quanto riguarda l’allergia, 30 (88,2%) degli atleti asmatici hanno dimostrato una o più positività al prick test. Una indagine basata su questionario 23, ha rivelato il 18% di allergici in 1 060
atleti di alto livello italiani; in un altro studio 24 in
un campione di 98 atleti preolimpici, 44 (44,4%)
hanno dimostrato una sensibilizzazione allergica. Questi dati dimostrano che l’incidenza delle
allergopatie negli atleti non è trascurabile.
In conclusione, i 34 atleti impegnati nei Giochi
Olimpici di Pechino sono una ulteriore dimostrazione che l’asma, se ben controllata da adeguata
terapia, può consentire di praticare attività sportiva di alto livello. In effetti, la qualità sportiva di
questi asmatici ha dimostrato essere elevata se si
considera che a Pechino tra sport individuali e di
squadra alcuni di questi atleti sono saliti sul podio
e altri si sono piazzati onorevolmente.
I risultati di questo studio indicano che l’ ostruzione bronchiale di base riscontrata negli atleti
asmatici, non può essere considerata limitante la
prestazione per la favorevole reversibilità indotta
dai beta2-agonisti; peraltro, lo stesso esercizio fisico ha dimostrato avere un effetto broncodilatatore
25. Anche il BIEF, per la sua variabilità, sovente
stagionale, e per la possibilità di essere prevenuto
da una adeguata farmacoprofilassi, non costituisce una limitazione all’espletamento della disciplina sportiva.
Dal presente studio è emerso, inoltre, che la normalità della spirometria negli atleti di alto livello
può essere solo apparente e pertanto i dati debbono essere sempre attentamente valutati e considerati nel contesto clinico.
427
TODARO
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Received on September 9, 2010 - Accepted on September 21, 2010.
Acknowledgments.—The authors wish to thank Prof. Sergio Bonini for for kindly supplying the mannitol.
Corresponding author: A. Todaro, largo Piero Gabrielli 1,00197 Rome, Italy. E-mail: [email protected]
428
Settembre 2010
Orthopedic area
Area ortopedica
MED SPORT 2010;63:429-39
Pronator teres syndrome and adaptation
in training‑conservative therapy in
two high competitive athletes
Sindrome del pronatore rotondo ed
adattamento dell’allenamento: terapia
conservativa in due atleti di alto livello
H. CHEN 1, .S. LIU 2, V. SCHÖFFL 3, P. ZHANG 2, Y. HUANG
2
1Sports
Health and Rehabilitation Research Center
National Institute for Sport Science, Beijing, China
2Gymnastic Center, State Sport General Administration, Beijing, China
3Department of Sportorthopedics, Shoulder and Ellbowsurgery
Klinikum Bamberg, Bamberg, Germany
SUMMARY
This case report describes two experienced high competitive male gymnastic athletes with malaise due to weakness of
upper body strength after the training at parallel bars. They complained of aching discomfort in the forearm, weakness
in the hand, and numbness in the thumb and index finger for several days. These influenced their training at horizontal bar, parallelbars and pommel horse badly. The purpose of this case report is to share examples that emphasize
on rehabilitation and adaptation in order to contribute more evidences to competitive sport and sports medicine.
Conservative therapy was performed in both cases and the adaptation abilities of athletes in competitive training were
observed. Both athletes recovered and regained their sport ability. One of them won 2 gold medals in the 2006 World
Championship and 2 gold medals in the Beijing Olympics.
Key words: Gymnastics - Athletes - Rehabilitation.
RIASSUNTO
Questo case report descrive i casi di due ginnasti di sesso maschile di alto livello che hanno riportato affaticamento
e debolezza degli arti superiori dopo un allenamento alle parallele. Entrambi lamentavano dolore a livello dell’avambraccio, debolezza alle mani e parestesie a pollice ed indice per alcuni giorni. Questo ha influenzato negativamente il
loro allenamento successivo alla sbarra, alle parallele ed al cavallo. L’obiettivo di questo case report è quello di riportare degli esempi che identifichino la necessità di una corretta riabilitazione e di un adattamento dell’allenamento, al
fine di raccogliere ulteriori evidenze sulla loro importanza nello sport ad alto livello e nella medicina sportiva. In entrambi i casi si è ricorsi alla terapia conservativa ed è stato studiato un riadattamento del programma di allenamento.
Entrambi gli atleti sono giunti al completo recupero ed hanno potuto riprendere l’attività sportiva. Uno di essi ha vinto
2 medaglie d’oro ai Campionati del Mondo del 2006 e 2 medaglie d’oro alle Olimpiadi di Pechino.
Parole chiave: Ginnastica - Atleti - Riabilitazione.
I
njuries to the upper body extremities are the
most common injuries in competitiv gymnastic. Most of these injuries involve the hand, arm
and shoulder, because the sport requires high
upper body strength.
With the changing of international compe-
Vol. 63 - N. 3
G
li infortuni agli arti superiori sono i più
comuni nei ginnasti. La maggior parte di
questi coinvolge la mano, il braccio e la spalla poiché la ginnastica richiede una grande forza negli
arti superiori.
Studi recenti hanno mostrato un incremento
429
CHEN
PRONATOR TERES SYNDROME AND ADAPTATION IN TRAINING
tition rules, some new evidences show an increase in the number of gymnastic athletes presenting with the clinical symptoms of pronator
teres syndrome. In nearly 2 months there were
2 male athletes in the Chinese national gymnastic team suffering from symptoms of pronator
teres syndrome.
Athlete X suffered from left shoulder pain after training at parallel bars, he felt numbness of
the left fingers for several days, and a weakness
of upper body strength. This was the first case
which accompanied by the change of competition rules made from the International Gymnastics Federation in the national team at that
time.
Athlete X is good at pommel horse, he
trained intensively to adapt to the new competitive rules, resulting in severe fatigue of the forearms. The symptoms were very similar to carpal tunnel syndrome, but EMG did not present
pathological findings, the MRI of the left wrist
was also negative. Through a treatment of injection of Diprospan® 7mg plus 1% Lidocaine
2 ml, the athlete did not feel much better, on
the contrary, he got more serious numbness of
the fingers. The athlete was suggested to have
physical therapy, but he did not follow the recommendation, as he did not accept a delay in
his training plan. He underwent a personalized
rehabilitation plan and after three month he
could undergo the standard intensive training
schedules again.
Athlete Y is also good at pommel horse and
trained very hard to adapt the new competitive
rules. His resulting forearm fatigue was even
more serious than in athlete X. Based on the
evidence from athlete X, a strict rehabilitation
followed the definitive diagnose with high efficiency. After three months, he won 2 gold
medals in the 2006 World Championships and 2
gold medals in the Beijing Olympics.
del numero degli atleti con sintomi riconducibili
ad una sindrome del pronatore rotondo in seguito
alla modifica dei regolamenti nelle competizioni
internazionali. In meno di 2 mesi due ginnasti
appartenenti alla squadra nazionale cinese hanno presentato tale sindrome.
L’Atleta X ha riferito dolore alla spalla sinistra
dopo un allenamento alle parallele, associato a
parestesie alle dita della mano e ad un’ipostenia
generalizzata agli arti superiori. Questo è stato il
primo caso all’interno della squadra nazionale
Cinese dopo la modifica dei regolamenti imposto
dalla Federazione Internazionale di Ginnastica.
L’Atleta X, specialista del cavallo con maniglie,
è stato sottoposto ad un allenamento intensivo
per adattarsi al nuovo regolamento; il risultato è
stato un importante affaticamento a livello degli
avambracci. I sintomi sono risultati in gran parte
sovrapponibili a quelli della Sindrome del Tunnel
Carpale sebbene l’EMG non riportasse alcun rilievo
patologico e la RMN del polso risultasse anch’essa
negativa. La terapia infiltrativa con 2 ml di Diprospan® da 7 mg con Lidocaina all’1% non ha portato alcun beneficio all’atleta, il quale invece ha
riferito un peggioramento delle parestesie alle dita.
All’atleta è stata quindi suggerita della fisioterapia
ma questi l’ha rifiutata così come ha rifiutato di
rallentare il programma di allenamento. È stato
allora sottoposto ad un programma di allenamento personalizzato e tre mesi dopo è stato in grado
di riprendere gli allenamenti a pieno regime.
Anche l’Atleta Y è specializzato nel cavallo con
maniglie, e anch’egli si era sottoposto ad intense sedute di allenamento per adattarsi al nuovo
regolamento. Il suo affaticamento muscolare è
stato anche peggiore di quello dell’Atleta X. Dopo
l’esperienza maturata con l’Atleta X, la diagnosi
definitiva è stata prontamente seguita da una riabilitazione mirata. Tre mesi dopo ha vinto 2 medaglie d’oro ai Campionati del Mondo del 2006 e
successivamente 2 medaglie d’oro alle Olimpiadi
di Pechino.
Diagnosis
Diagnosi
A thorough history and physical examination
is necessary to define the etiology of pronator
teres syndrome in athletes.
Based on the actual condition of the first athlete (Figures 1,2) through physical exams and
other exams (Table I) differential diagnosis,
etc., definite diagnosis for athlete X took one
month. Based on the evidence with him, it took
only one week in athlete Y.
To protect the athletes from mental disturb
Una corretta anamnesi ed un buon esame obiettivo sono necessari per porre diagnosi di Sindrome
del Pronatore Rotondo negli atleti.
La diagnosi definitiva nel caso dell’Atleta X, basata sui sintomi, sull’esame clinico e sugli approfondimenti strumentali (Figure 1,2, Tabella I) ha
richiesto un mese di tempo. Grazie a esperienza,
nel caso dell’Atleta Y la diagnosi è arrivata dopo
solo 1 settimana.
Al fine di verificare lo stato mentale degli atleti
430
Settembre 2010
Figure 1.—Left and right hand of Athlete Y.
Figura 1. — Mano destra e sinistra dell’Atleta X.
CHEN
Figure 2.—Left arm of Athlete Y with body fat 3.4%.
Figura 2. — Avambraccio sinistro dell’Atleta X con una
percentuale di grasso corporeo del 3,4%.
Table I.—Exams, MRI and EMG.
Tabella I. — E
same clinico, RMN ed EMG.
Physical
exams
Items
Athlete X
Athlete Y
Pain in neck
Left hand numb
Pain in left shoulder
Pain in left arm
Pain in left forearm
Pain in left hand
Pain in left thumb
limited range of motion
Pain down the little finger
(rather than the thumb)
Brachioradialis abnormal
Wrist extensor reflex
Vascular exam
Thenar muscle strength
4 fingers
+
+
+
+
+
+
-
5 fingers
+
+
+
+
+
+
-
-/+
+
-/+
weakness
at wirst (-)/
in forearm (+)
dysesthesia
Left shoulder
(+)
Left shoulder
SLAP I
-
-/+
+
-/+
weakness
at wirst (-)/
in forearm (+)
dysesthesia
Left shoulder
(+)
Left shoulder
SLAP I
-
Tinel’s sign
Phalen’s test
Provocative test-wrist flexion
Tunnel test
Palmar triangle
MRI
SLAP Syndome
Shoulder
EMG on left Wrist (normal finding)
during rehabilitation, the questionnaire Symptom Checklist 90 were separately performed
(Table II).
durante la riabilitazione, è stato separatamente
compilato il questionario Symptom Checklist 90
(SCL90) (Tabella II).
Rehabilitation/treatment
Riabilitazione/trattamento
An intensive rehabilitation program is important in speeding up the recovery and maximiz-
Un programma riabilitativo intensivo è importante per velocizzare il recupero e migliorare la fun-
Vol. 63 - N. 3
431
CHEN
Table II.—The results from SCL-90.
Tabella II. — Risultati dal questionario SCL-90.
Factors
Somatization
Obsessive-compulsive
Interpersonal sensitivity
Depression
Anxiety
Nostility
Phobic anxiety
Paranoiiet ideation
Psychotism
Others
Athlete X
Before Rehabilitation
After Rehabilitation
1.80
1.78
1.68
1.89
1.80
1.70
1.63
1.72
1.48
1.96
1.69
1.68
1.60
1.69
1.60
1.50
1.46
1.56
1.26
1.69
ing function especially in highly competitive
athletes. High competitive athlete needs continuing training and normal function of the body
and mentality. As with injuries, a strict rehabilitation regimen is to be employed, these athletes
require a high level of performance.
Gentle, active and passive range for motion
exercises and treatments should be begun immediately. These exercises and treatments include traditional chinese medicine would be
painless, don’t reproduce symptoms and are
performed to improve the range of motion and
reduce the discomfort. The therapeutic schedule would be performed between 4 or 6 times
daily, if the symptoms permit, until the athletes
could complete the daily training without distress.
Some external chinese herbs were daily used
frequently, especially after the training, the athlete enjoyed soaking in water decoction for
about twenty minutes to release the uncomfortableness and recover. Electroacupuncture and
physical therapy were applied twice a day on
the living acupuncture point.
Massage as chiropractic care were also performed as a conservative approach to pronator
teres syndrome. The treatment aided the athletes by helping to modify their daily activities,
providing physical medicine modalities to relax and stretch the pronator muscles to reduce
swelling and to aid in the return of movement
of the median nerve between the two heads
of the pronator teres muscle. Usually the therapist would massage and mobilize the area as
well as use ultrasound to break up adhesions
which may be causing entrapment. Wrist, elbow, shoulder, hand and neck would be manipulated to help keep the median nerve free
in movement along its course.
432
Athlete Y
Before Rehabilitation
1.78
1.76
1.65
1.84
1.88
1.68
1.62
1.68
1.38
1.93
After Rehabilitation
1.38
1.68
1.62
1.66
1.60
1.52
1.45
1.53
1.22
1.66
zionalità, specialmente negli atleti ad alto livello.
Tali atleti necessitano di un allenamento continuo e
di una perfetta integrità fisica e psichica. Così come
accade per gli infortuni, è necessario intraprendere un rigido programma riabilitativo in funzione
dell’elevato livello delle performance di questi atleti.
Gli esercizi di mobilizzazione articolare dolce
attiva e passiva devono essere iniziati tempestivamente. Tali esercizi, basati sul principio che la medicina tradizionale cinese dovrebbe essere “senza
dolore”, evitano di riprodurre i sintomi e sono utilizzati per migliorare il range articolare e ridurre
il dolore. Il programma terapeutico dovrebbe essere svolto dalle 4 alle 6 volte al giorno, compatibilmente con la sintomatologia, sino al momento
in cui gli atleti sono in grado di portare a termine
l’allenamento quotidiano senza alcun dolore.
Alcune erbe tradizionali cinesi sono state utilizzate più volte al giorno, specialmente dopo l’allenamento, mediante impacchi con decotti per
circa 20 minuti per ridurre il fastidio e favorire
il recupero.
L’elettroagopuntura è stata utilizzata per stimolare i punti di agopuntura due volte al giorno.
Sono inoltre stati effettuati dei massaggi come
approccio conservativo alla Sindrome del Pronatore Rotondo. Il trattamento ha aiutato gli atleti a
modificare le proprie attività quotidiane, fornendo
i benefici della terapia fisica al fine di ottenere un
rilasciamento ed un allungamento del pronatore
rotondo, di ridurne la tumefazione e di favorire il
recupero della motilità del nervo mediano nel passaggio tra i due capi del muscolo pronatore rotondo. Solitamente il terapista massaggia e mobilizza
l’area e si serve degli ultrasuoni per eliminare le
aderenze che potrebbero favorire l’intrappolamento. Polso, gomito, mano, spalla e collo devono essere manipolati per aiutare a mantenere il nervo
mediano libero lungo tutto il proprio decorso.
Settembre 2010
CHEN
Authors’ preferred techniques
Tecniche preferite dagli autori
Conservative therapy should be favored, as
with a surgical approach a long recovery and
long absent time of training is not avoidable.
These two athletes were in a training cycle
peaking with the Olympic and therefore a surgical therapy was not a real option.
An accurate diagnose as early as possible is
the first step for further therapy for the athlete,
as for the competitive athlete time means hope
and opportunity. An evaluation procedure
called the pronator teres test also is helpful in
identifying the condition.
Based on the traditional chinese medicine,
muscle pain is an indication of underlying
trauma in the body. By addressing the deeper causes, a holistic approach in focusing on
the restoration and balancing of the complete
body was used, through the use of chinese
traditional medicine evidences from helping
the athletes to continue with their daily training and bringing the athletes the followed
benefits:
a. relieve muscle pain;
b. relieve muscle tension and restore muscle
efficiency;
c. increase flexibility and range of motion;
d. improve blood circulation and energy levels;
e. improve lymph drainage and the immune
system;
f. relieve pressure on nerves - prevent pain
spread.
Along with rehabilitation, the routine focused
on stretching the respective tissue and posture
habits were also improved. During the rehabilitation process these athletes would not give up
gymnastic special training, they insisted on the
daily training. According to the decision of their
coaches some therapy plan such as stretches,
resistance exercise would be mixed based on
the needs of training and would not stated in
detail in this article.
In this approach, the mind-body connection
is intensively focused and relaxation can play
a major role in enhancing the healing process.
Bisognerebbe, in prima istanza, orientarsi verso una terapia conservativa, in quanto l’approccio
chirurgico richiederebbe lunghi tempi di recupero e renderebbe inevitabile una lunga sospensione degli allenamenti. Questi due atleti stavano
seguendo un ciclo di allenamenti che avrebbero
dovuto avere il proprio culmine in corrispondenza dei Giochi Olimpici, per tale motivo l’intervento
chirurgico non è mai stato preso in seria considerazione.
Una corretta diagnosi precoce è il primo passo per poter rapidamente intraprendere la terapia
successiva, in particolare per gli atleti ad alto livello il tempo significa speranza ed opportunità. Un
test clinico chiamato “test per il pronatore rotondo” è anch’esso utile ad identificare la sindrome
omonima.
Sulla base di quanto sostenuto nella medicina tradizionale cinese, il dolore muscolare è una
spia di un sottostante trauma corporeo. Nella ricerca delle cause profonde è stato utilizzato un
approccio olistico focalizzato sul recupero e sul
bilanciamento del corpo in toto, attraverso alcune evidenze della medicina tradizionale cinese,
che prevedono l’aiuto gli atleti a proseguire con i
propri allenamenti quotidiani e portano loro i seguenti benefici:
a. riduzione del dolore muscolare;
b. riduzione della tensione muscolare e ripristino
della funzionalità;
c. aumento della motilità e del range di movimento;
d. miglioramento della circolazione e del livello
energetico;
e. miglioramento del drenaggio linfatico e del sistema immunitario;
f. riduzione della pressione sui nervi – prevenzione della diffusione del dolore.
All’interno del programma riabilitativo si è data
particolare importanza agli esercizi di stretching
ed anche la postura ha presentato dei miglioramenti. Questi atleti non dovrebbero mai sospendere l’allenamento specifico per la ginnastica, motivo
per cui si sono allenati quotidianamente.
In accordo con le richieste dei loro allenatori,
lo stretching e gli esercizi di resistenza sono stati
combinati per rispondere meglio alle esigenze del
programma di allenamento; tali esercizi non verranno illustrati in dettaglio in questo articolo.
Considerando questo tipo di approccio ci si focalizza in maniera importante sull’interconnessione corpo-mente e tale relazione può giocare un
ruolo importante nel miglioramento del processo
di guarigione.
The results of rehabilitation/treatment
Supporting under the strict rehabilitation regimens the two athletes could adapt the daily
training and accomplish the training aim without further injury.
Vol. 63 - N. 3
433
CHEN
Table III.—Some outcomes of rehabilitation treatment.
Tabella III. — A
lcuni risultati del trattamento di riabilitazione.
Athlete
X
Y
Injury
Pronator teres Syndrome
Pronator teres Syndrome
Therapy
Rehabilitation for 3 months
Rehabilitation for 3 months
Self-perception of the function of left arm
and ability (%) were performed after rehabilitation (Table III).
Discussion
Rehabilitation with high competitive athletes
is not to just focus onto the acute injury as many
aspects related to the athlete must be calculated. There is need for an integrated perspective
on sports injuries that is inclusive of medical,
behavioural (psychological, sociological, and
organisational), physiological, and biomechanical factors.1-8
Pronator teres syndrome is a compression
neuropathy of the median nerve at the elbow.9-13 The median nerve arises from the cubital fossa and passes between the two heads
of pronator teres muscle into the forearm, then
runs between flexor digitorum superficialis and
flexor digitorum profundus muscles and enters
the hand through the carpal tunnel.14-17 A case
of pronator syndrome with an ipsilateral supracondylar process was also reported.18
Overuse and/or repetitive stress of the pronator teres muscle may cause the syndrome.19-21
Examples of activities contributing to this syndrome include prolonged use of screw drivers
or other hand tools, overhand (topspin) motions in racquet sports such as tennis, and other
activities requiring repetitive forearm turning
motions.
The most common cause is entrapment of
the median nerve between the two heads of
the pronator teres muscle.22-26 Other causes are
compression of the nerve from the fibrous arch
of the flexor superficialis, or the thickening of
the bicipital aponeurosis.27-30
Depending on the site of entrapment, two
types of symptoms may occur. Compression of
the median nerve in the region of the elbow
or proximal part of the forearm can cause pain
and/or numbness in the distribution of the distal median nerve, and weakness of the muscles
innervated by the anterior interosseous nerve:
434
Further Injuries
Self-perception
of the function of left arm and
ability (%)
-
99
100
I risultati del trattamento riabilitativo
I due atleti hanno potuto modificare l’allenamento quotidiano secondo le necessità riabilitative ed hanno potuto terminare il programma di
allenamento senza subire ulteriori infortuni.
Al termine della riabilitazione è stata valutata
l’auto-percezione da parte degli atleti della funzionalità dell’arto superiore sinistro (Tabella III).
Discussione
La riabilitazione in atleti di alto livello non deve
unicamente focalizzarsi sull’infortunio ma devono
essere presi in considerazione una serie di aspetti legati all’atleta stesso. È necessario avere una visione
d’insieme degli infortuni sportivi che tenga conto di
aspetti medici, caratteriali (psicologici, sociologici ed
organizzativi), fisiologici e biomeccanici 1-8.
La Sindrome del Pronatore Rotondo è una neuropatia da compressione del nervo mediano a livello
del gomito 9-13. Il nervo mediano, all’uscita dalla fossa cubitale, passa attraverso i due capi del muscolo
pronatore rotondo a livello dell’avambraccio, successivamente si porta nello spazio compreso fra il flessore
superficiale delle dita ed il flessore profondo ed arriva
alla mano passando attraverso il tunnel carpale 14-17.
È stato anche descritto un caso di Sindrome del Pronatore Rotondo dovuta in realtà ad una compressione estrinseca in sede sovracondilare 18.
L’intenso utilizzo e/o movimenti ripetitivi possono
causare la sindrome del pronatore rotondo 19, 20, 21.
Esempi di attività che possono contribuire all’insorgenza di questa sindrome comprendono l’utilizzo
prolungato di cacciaviti od altri attrezzi analoghi,
alcuni movimenti (topspin) degli sport con racchette tipo il tennis od altre attività che richiedono movimenti rotatori ripetitivi dell’avambraccio.
La causa più comune è comunque l’intrappolamento del nervo mediano tra i due capi del pronatore rotondo 22-26. Altre cause sono la compressione del
nervo al di sotto dell’arcata fibrosa del flessore superficiale o l’ispessimento dell’aponeurosi bicipitale 27-30.
A seconda della sede dell’intrappolamento possono essere presenti due tipi di sintomi: la compressione del nervo mediano a livello del gomito
Settembre 2010
the flexor pollicis longus, the flexor digitorum
profundus of the index finger, and the pronator quadratus.31-34 Median nerve entrapment at
the elbow is a rare occurrence.35 Entrapment
at the pronator teres muscle does not involve
the muscle.33, 36 Pain along the median nerve
axis is the most significant feature.37 It is helped
by rest and aggravated by activity.38 Symptoms
are reproduced by gripping tightly with resisted
pronation of the arm from the elbow to full extension.39
As the athletes in the case, the patient may
have a complaint of aching discomfort and
easy fatigability of the muscles of the forearm,
exacerbated by activities which require repetitive pronation, as in practicing tennis serves or
throwing actions.39
The characteristic physical finding is tenderness over the pronator teres muscle, which is
aggravated by resisted pronation of the forearm.33, 40 There is weakness of abduction of the
thumb in the plane at a right angle to the palm,
reflecting the involvement of the unbranched
portion of the median nerve.40 The long flexor muscles of the thumb, index and finger are
weak as well, leading to impairment of the pincer movement. This reflects involvement of the
anterior interosseous nerve.34
Sensory changes may be found in the first
three fingers as well as in the palm, indicating
damage to the median nerve above the flexor
retinaculum.41
The clinical and electrophysiological features
of pronator teres syndrome are quite different
from patients with carpal tunnel syndrome or
pure anterior interosseous syndrome.27, 42-47
Proper localisation is crucial to treatment options.34, 41, 48, 49 Differential diagnoses should also
included lacertus fibrosus, flexor superficialis
crossover syndrome, supracondylar process,
functional compartment syndrome in the
forearms.50
Conduction velocity of the median nerve in
the proximal forearm is usually slow but the
distal latency and sensory nerve action potential at the wrist are normal.40
In this case, MRI did not help too much to
confirmed diagnosis, one reason consist in the
objects in the case are high competitive athletes,
although MRI may show denervation atrophy of
the affected muscles, its role in the evaluation
of pronator teres syndrome is unclear.51, 52, 53
The routine treatment for pronator teres syndrome may involve rest, modification of daily
activities, conservative care. Injection of corti-
Vol. 63 - N. 3
CHEN
o dell’avambraccio prossimale può causare dolore
e/o parestesie a livello della mano nel territorio di
pertinenza del mediano stesso, con ipostenia dei
muscoli innervati dal nervo interosseo anteriore
(NIA): il flessore lungo del pollice, il flessore profondo dell’indice e delle dita ed il pronatore quadrato 31-34. La compressione del nervo mediano
in questa sede è di raro riscontro 35. L’intrappolamento a livello del pronatore rotondo non ha
conseguenze dirette sui suoi ventri muscolari 33,
36. Il sintomo principale è il dolore lungo il decorso
del nervo mediano 37. Esso regredisce col riposo e
peggiora con l’attività fisica.38 I sintomi possono essere riprodotti stringendo forte un oggetto a mano
pronata con il gomito in completa estensione 39.
I pazienti possono lamentare fastidio ed affaticabilità dei muscoli dell’avambraccio, esacerbati
dalle attività che richiedono pronazioni ripetitive,
come ad esempio il tennis 39.
Il reperto obiettivo tipico è la tumefazione in corrispondenza del muscolo pronatore rotondo che diviene più evidente alla pronazione dell’avambraccio
contro resistenza 33, 40. Si verifica inoltre perdita di
forza abduttoria del pollice che riflette l’azione della
branca motoria del nervo mediano 40. Si associa anche ipostenia del flessore lungo del pollice e del flessore
profondo delle dita che porta ad un deficit di pinza.
Questo riflette il coinvolgimento del NIA 34.
Si possono associare parestesie od ipoestesia a livello delle prime tre dita e dell’eminenza tenar ad
indicare il danno neurologico in corrispondenza
del retinacolo dei flessori 41.
Le caratteristiche cliniche ed elettrofisiologiche
della sindrome del pronatore rotondo sono relativamente differenti da quelle della sindrome del
tunnel carpale o dalla sindrome isolata del NIA 27,
42-47. Una localizzazione corretta è fondamentale
per l’adeguato trattamento 34, 41, 48, 49. La diagnosi
differenziale dovrebbe anche includere: ipertrofia del lacerto fibroso, sindrome da crossover del
flessore superficiale, neoformazione in sede sovracondilare, sindromi compartimentali funzionali a
livello dell’avambraccio 50.
La velocità di conduzione del nervo mediano
nell’avambraccio prossimale è solitamente ridotta
ma la latenza distale ed i potenziali d’azione sensitivi al polso sono normali 40.
In questa situazione la Risonanza Magnetica
non è dirimente nella conferma diagnostica, una
delle ragioni è che i pazienti sono atleti di alto livello; sebbene la risonanza mostri l’atrofia muscolare da denervazione, il suo ruolo nella diagnosi
di sindrome del pronatore rotondo è tutt’ora oggetto di discussione 51-53.
Il trattamento di routine per la sindrome del
pronatore rotondo deve comprendere il riposo, la
435
CHEN
costeroids into the pronator teres muscle produces relief of symptoms in many patients.40, 54
The athlete did not feel better after injection, in
part because of continued motion in the training, the increase in repetitive motions associated with occupational and recreational environments usually is singled out as the primary
cause.55
Traced to the evidence achieved from the
case, massage therapy and bodywork were
very effective in treating muscular pain and related problems arising from muscular issues.55
Concerning a traditional chinese medicine approach, in an ideal state a muscle is soft and
long when relaxed and short and tight when
flexed. The main function of muscle is to hold
the body together, move it, and protect it. The
protecting mechanism is the tightening, as if
creating a shield. When the muscle experiences
some kind of trauma, e.g. accident, sports injury,
prolonged bad posture, stress etc. the affected
muscle group will tighten. Numbness, tingling,
shooting pain, simple discomfort, and no pain
but limited range of motion, these all play a
role, and some of them are ignored by the athletes totally until they turn to pain and discomfort. If the traumatic condition is not treated, the
tightness will become chronic and increase over
time and turn into muscle pain. This tightness
compresses blood and lymph vessels as well
as nerves causing internal trauma over a larger
area and referring pain. This muscle pain is the
trauma that spreads the tightness, and the cycle
goes on. With the tightness removed, not only
is the pain relieved but also the restored muscle
tone and length now increases the range of motion and facilitates blood circulation which raises energy levels. On the other side, teaching the
athletes to “listen” to their body and learn what
started the condition and how the muscle pain
process began is important as well. Athletes
must learn to recognize all sensations - not just
muscle pain and tightness. In this report, the
rehabilitation plan based on the evidence from
chinese traditional medicine which addressed
the core cause of muscle pain and tightness.
The target in rehabilitation of painful muscle
tissue is the junction between the muscle and
the nervous system, and the rehabilitation plan
would be proved to be highly successful in relieving muscle pain, and in restoring muscle
condition, to perform its normal functions in
comfort.
Surgical decompression can provide benefit
in selected cases.27, 28, 33, 56, 57 Results of decom-
436
modificazione delle attività quotidiane e la terapia
conservativa. Iniezioni con corticosteroidi nel pronatore rotondo possono dare miglioramento della
sintomatologia in numerosi pazienti 40, 54. I due
atleti non hanno mostrato miglioramenti a seguito della terapia intramuscolare in parte a causa
del continuo movimento durante l’allenamento,
la ripetitività dei movimenti legati all’attività lavorativa e ricreativa è spesso indicato come causa
primaria di fallimento 55.
Come si è potuto verificare nei casi in esame, la
massoterapia e le manipolazioni si sono rivelate
assai efficaci nella riduzione del dolore muscolare
55. Secondo l’ approccio tipico della medicina tradizionale cinese, il muscolo è normalmente morbido e lungo quando è rilassato e corto e duro quando è contratto. La funzione principale dei muscoli
è quella di mantenere assieme il corpo, farlo muovere e proteggerlo. Il meccanismo di protezione è
costituito dalla contrazione, come se si formasse
una sorta di scudo. Quando il muscolo va incontro
ad un trauma, come un incidente, un infortunio
sportivo, una postura scorretta prolungata o uno
sforzo, il gruppo muscolare colpito si irrigidisce.
Ipoestesia, parestesie, dolore occasionale, semplice
fastidio o riduzione dell’arco di movimento senza dolore associato giocano un ruolo importante
e spesso l’atleta li ignora sino al momento in cui
questi si trasformano in dolore vero e proprio. Se la
condizione traumatica non viene trattata, la contrattura diventa cronica, peggiorando nel tempo e
trasformandosi in dolore muscolare. Tutto ciò provoca una compressione a livello dei vasi sanguigni
e linfatici e sulle strutture nervose con il susseguente aumento dell’estensione dell’area danneggiata e
del dolore riferito. Questo dolore porta ad un ulteriore irrigidimento muscolare rendendo ciclico il
meccanismo patogenetico.
L’eliminazione della contrattura non porta
unicamente la riduzione del dolore ma anche il
ripristino del corretto tono muscolare, l’aumento
del range di movimento e la corretta circolazione
con conseguente ripristino dei corretti livelli energetici. Inoltre è altrettanto importante insegnare
agli atleti ad “ascoltare” il proprio corpo ed a capire cosa ha innescato questa condizione e come
è insorto il dolore muscolare. Gli atleti devono imparare a riconoscere tutte le sensazioni, non solamente il dolore e la contrattura muscolare. In
questo case report l’approccio riabilitativo è stato
basato sulle evidenze raccolte dalla medicina tradizionale cinese in merito alle cause di dolore e
contrattura muscolare. Il punto su cui si deve focalizzare la riabilitazione di un muscolo dolente
è la giunzione neuromuscolare, su questa base il
progetto riabilitativo dovrebbe rivelarsi altamente
Settembre 2010
pressive surgery have been variable.58-61 Should
it be accomplished in the high performance
athlete, there is still a lack of convincing evidence.
On the basis of clinical findings, a six month
course of conservative treatment is recommended, provided there are minimal or no motor deficits once diagnosis of pronator teres syndrome
is made.39, 40 In this case, it took the athletes
three months in all to take on the daily training without problem by followed individualized
and personal rehabilitation, they could follow
their training-plan and improve their new skills
day to day.
Based on the daily prevention and rehabilitation work at the national team, some evidences
are essential to help the athlete to return to their
competitive field as early as possible: to manage medical disorders in competitive athletes,
an early accurate diagnose and differential diagnosis are essential; a personal rehabilitation
plan is essential to help the athlete to recover
in both ways, physical and mentally; to achieve
maximal effectivity a close observation of the
dynamic adaption of the athlete is mandatory,
the mental and psychological aspects for the
athlete should be calculated as a valuable factor
as well.
Adaption plays a very important role in the
daily training process, especially for competitive athletes. To achieve the highest benefit
from adaption during the rehabilitation process a matched mental or psychological fitness
is important. As an unfit body with pain and
discomfort during the daily training routine will
lead to mental and psychological discomforts
it is important to focus on the body-mind connection.
Restoration is a very important component
of any exercise training program. Hans Selye,62
back in the 1950s, outlined the stress-adaptation
syndrome of which recovery was a key to adaptation and compensation.63 Competition is a
stressor that requires restoration of its own. The
more important the competition, the greater the
stress levels.64
Adaption in recovery - the time between
intense bouts of exercise - is as important to
the development of athletic fitness as the exercise stimulus itself. Fitness is developed during
the period of adaptation after the organism is
stressed. The amount of time it takes for the individual to recover from injury and exhaustive
exercise depends on the condition of the individual, the intensity and volume of the training,
Vol. 63 - N. 3
CHEN
efficace nella riduzione del dolore muscolare e nel
ripristino di una condizione del muscolo tale da
poter svolgere la propria funzione senza provocare fastidio o dolore vero e proprio.
La decompressione chirurgica può portare benefici in casi selezionati 27, 28, 33 56,57. I risultati si
sono dimostrati altamente variabili 58-61. Non vi
sono evidenze così chiare sulla validità del ricorso
alla chirurgia negli atleti di alto livello.
Sulla base dei rilievi clinici si raccomanda
comunque un trattamento di almeno sei mesi, a
condizione che i deficit motori siano minimi o
completamente assenti all’atto della diagnosi di
sindrome del pronatore rotondo 39, 40. Nel nostro
caso agli atleti sono stati necessari in tutto tre mesi
per riprendere il proprio allenamento quotidiano
senza alcun problema, seguendo una riabilitazione personalizzata.
Basandosi sulla prevenzione quotidiana e sul
lavoro di riabilitazione svolto con la squadra nazionale, alcune evidenze si rendono necessarie per
aiutare gli atleti a ritornare competitivi prima possibile: per trattare le patologie degli atleti di alto livello sono essenziali un’accurata diagnosi precoce
ed una corretta diagnosi differenziale; un piano
riabilitativo personalizzato è essenziale per aiutare
gli atleti sia sul piano fisico sia su quello mentale;
per raggiungere la massima efficacia è obbligatorio osservare le dinamiche di adattamento dell’atleta così come gli aspetti mentali e psicologici.
L’adattamento gioca un ruolo cardine nell’allenamento quotidiano, specialmente negli atleti di
alto livello. Per raggiungere il massimo beneficio
durante il processo riabilitativo è importante associare un corretto supporto psicologico. Siccome
un corpo non in forma che prova dolore durante
l’allenamento quotidiano porta anche a problemi
mentali e psicologici, risulta necessario focalizzarsi sull’interconnessione fra mente e corpo.
Il riposo è una componente assai importante di
qualsiasi programma di allenamento. Negli anni
‘50 Hans Selye 62 descrisse la sindrome da adattamento allo stress, per la quale era il riposo a rappresentare il fattore chiave per l’adattamento e la
compensazione 63. La competizione è di per sé un
fattore inducente stress e richiede un adeguato riposo. Più è importante la competizione e maggiori
saranno i livelli di stress 64.
L’adattamento del periodo di recupero - il tempo
che deve intercorrere tra due sessioni intense di
esercizi - è importante quanto gli esercizi stessi.
La forma fisica si sviluppa durante il periodo di riposo successivo all’esercizio. La quantità di tempo
necessaria per recuperare da un infortunio o dopo
un esercizio intenso dipende dalla condizione individuale, dall’intensità e dalla durata dell’eser-
437
CHEN
environmental conditions and external stresses
not necessarily related to the actual training
program delay recovery.
Outside influences also do affect on recovery from rehabilitation and exercise. Although
outside stresses may never be eliminated, the
athlete’s ability to cope with them can be enhanced.
Injury means not only rehabilitation but also
stress. Each athlete copes with stress in a unique
way, some are calm and focused while others
are highly anxious and distracted. An athlete
who has adapted to intense training over a period of time can withstand more intense training than an athlete coming off an injury, or after
a voluntary layoff.
Not only does the body have to recover
from the considerable physiological stress, the
psyche needs to recover from the tremendous
emotional strain in the rehabilitation. Mental
adaption in the process of rehabilitation is important too.
In this case, the athlete would be protected
from the psychological disturbance and concentrate on the rehabilitation, in oder to achieve the
most benefit by taking the shortest time. The
Symptom Check-List-90-R (SCL-90-R) is a widely
used psychological status symptom inventory,
and is a useful tool for measuring psychological
status, measuring change in outcome studies.65
cizio stesso, dalle condizioni ambientali e dagli
sforzi non necessariamente legati al programma
di allenamento.
Anche le influenze esterne possono alterare la
fase di recupero. Sebbene queste non possano essere completamente eliminate, è possibile migliorare
la capacità dell’atleta di affrontarle.
Il correlato di un infortunio non è unicamente
la riabilitazione ma anche lo stress. Ogni atleta
affronta lo stress in maniera differente, alcuni riescono a restare calmi e concentrati mentre altri diventano piuttosto ansiosi e distratti. Un atleta che
si è adattato ad allenamenti intensi per un lungo
periodo di tempo può sopportare allenamenti più
intensi rispetto ad atleti che si sono dovuti fermare
per scelta o per un infortunio.
Il corpo non deve solamente recuperare dal
considerevole stress fisico, anche la psiche necessita un recupero dall’importante sforzo emozionale
che consegue al processo di riabilitazione. Anche
l’adattamento psicologico riveste una notevole importanza all’interno del progetto riabilitativo.
In questo caso l’atleta verrebbe protetto da eventuali disturbi psicologici in modo da potersi concentrare sulla riabilitazione per poter così ottenere
i risultati migliori nel minor tempo possibile. La
Symptom Check-List-90-R (SCL-90-R) è uno score
valutativo ampiamente utilizzato per misurare le
variazioni dello status psicologico negli studi di
outcome 65.
Conclusioni
Conclusions
This case pointed out that conservative rehabilitation and adaptation ability of athlete play
important roles in competitive sports, especially
to today competitive sports has been full of very
much variables.
Evidenced-based rehabilitation recommendation attempt to translate research data, clinically
applicable evidence and the actual needs from
training into competitive sports.
The refined rehabilitation plan for the topathlete needs evidence. To address these problems and to incorporate the research, this case
report provides evidence achieved in the training practice. Actually evidence shows the body
adaptation in the training, rehabilitation plan
based on evidence that emphasize the ability
of human being in the training could bring the
highest benefit for the athlete, although individualization was a major principle of all rehabilitation plans, it was usually done within
defined limits.
438
Questo case report ha permesso di sottolineare
come il trattamento conservativo, basato sulla riabilitazione e l’abilità di adattarsi degli atleti, giochi un ruolo importante negli sport ad alto livello,
soprattutto poiché al giorno d’oggi lo sport ad alto
livello presenta un elevato numero di variabili.
Le raccomandazioni sulla riabilitazione basate
sull’evidenza cercano di trasporre i dati ricavati
dalla ricerca, quelli che provengono dall’evidenza
e le attuali necessità di allenamento nello sport ad
alto livello.
Il progressivo miglioramento dei piani riabilitativi negli atleti di alto livello necessita di evidenze. Questo case report fornisce delle evidenze
raccolte nella pratica di allenamento. Attualmente
l’evidenza mostra l’adattamento del corpo durante l’allenamento, ed un piano riabilitativo basato
sulla capacità di adattamento dell’essere umano
può portare l’atleta a raggiungere il massimo risultato, stante il fatto che, sebbene l’individualizzazione sia uno dei principi cardine di qualsiasi
riabilitazione, essa debba comunque essere attuata entro dei limiti ben definiti.
Settembre 2010
Often it has been difficult to discern the level
of evidence used to construct the rehabilitation
principle and recommendations. Furthermore, in
clinical practice, many rehabilitation recommendations that have no scientific supporting evidence
have been and are still being given to individual
sport events and different levels of athletes.
This should be the mutual aim of athletes,
coaches, and scientists.
CHEN
Spesso si rivela difficile distinguere il livello corretto di evidenza nel tracciare principi e raccomandazioni in merito alla riabilitazione. Inoltre,
nella pratica clinica, molte raccomandazioni sulla riabilitazione non basate su evidenze scientifiche venivano e vengono tutt’ora applicate ai singoli sport e ad atleti di livello differente.
Questo dovrebbe essere l’obiettivo comune di atleti, allenatori e scienziati.
Corresponding author: H. Chen, Sports Health and Rehabilitation Research Center, National Institute for Sport Science,
Beijing, China. E-mail: [email protected]
Vol. 63 - N. 3
439
Forum
MED SPORT 2010;63:441-2
Cerebral concussion in sport:
new diagnostic prospects for a
return to sporting activity
R. VAGNOZZI 1, S. SIGNORETTI 2, B. TAVAZZI 3, A. VERZELETTI 4, G. LAZZARINO 5,
M. CASASCO 6
1Department
of Neurosciences, Tor Vergata University, Rome, Italy
of Neurosurgery, S. Camillo Hospital, Rome, Italy
3Institute of Biochemistry and Clinic Biochemistry, Catholic University, Rome, Italy
4Department of Surgery, Radiological and Legal Sciences, University of Brescia, Brescia, Italy
5Department of Chemistry, University of Catania, Catania, Italy
6Federazione Medico Sportiva Italiana, Rome, Italy
2Division
C
oncussion is a nosological entity that very
often goes undiagnosed and which occurs
with greatest frequency in sportsmen, particularly those who engage in contact sports. It is
caused by a direct head, face or neck injury, or
an injury to another part of the body able to
produce an acceleration force inside the skull.
The symptoms give rise to a series of neurological syndromes of varying gravity, not necessarily accompanied by loss of consciousness.
Following concussion, it has been hypothesised
that the cerebral tissue enters a period of vulnerability during which a second trauma, even
of modest entity, may produce irreversible
damage which manifests in second impact syndrome (SIS). We have demonstrated the existence of this sub-clinical state biochemically. It
is characterised by a change in neuronal energy
metabolism due to mitochondrial malfunction
which translates into a reduction in ATP and Nacetylaspartate (NAA) content. The significant
factor is that the recovery of these compounds
is irreversibly impaired by a second concussion that occurs in the vulnerability period. The
clinical importance of these observations lies
in the close relationship existing between postconcussive modifications of energy metabolism
(ATP) and NAA. This compound is, therefore,
an indirect but reliable index for providing in-
Vol. 63 - N. 3
formation on the “energetic wellbeing” of the
nerve tissue which may be quantified non-invasively in vivo by means of protonic spectroscopic magnetic resonance (1H-MRS).
At the present time, in sports medicine, the
recuperation of an athlete who has suffered concussion is mainly assessed by monitoring clinical
symptoms and the use of diagnostic tests (neuropsychological, balance, etc.), none of which
is, however, able to determine changes and subsequent normalisation of the neuronal metabolism which underlies cerebral vulnerability. Using 1H-MRS, we have recently demonstrated that
in concussed athletes NAA undergoes a significant reduction and its normalisation takes place
much later than the disappearance of the clinical
symptoms typical of concussion. To consolidate
the findings of this pilot study we present the
data from a multicentric study carried out in 40
post-concussed athletes of various sports events
in whom NAA was measured by means of 1HMRS at 3, 15, 22 and 30 days after the trauma in
order to open up new diagnostic prospects for a
sure return to competitive activity.
Forty concussed athletes from various sports
(11 football, 5 rugby, 4 horse jumping, 4 box-
441
VAGNOZZI
CEREbRAL CONCUSSION IN SPORT
Table I.—Symptoms in concussed athletes.
2,5
N. patients
N. cases
%
GCS: 15
GCS: 14
EON: normal
Loss of consciousness
Post-traumatic amnesia
State of confusion
Changes in behaviour
Cephalea
Vomiting
Sleep/waking changes
36
4
22
19
31
29
8
17
2
25
80%
10%
100%
48%
78%
73%
20%
43%
5%
62%
**
Metabolite ratios
Clinical evaluation
(3 days after concussion)
2
Results
Table I data report symptoms in 40 concussed athletes recorded at the moment of the
first 1H-MRS analysis.
Figure 1 shows NAA levels expressed as NAA/
Cr in the 30 controls and in 40 athletes at different times post-concussion. The same Figure
also shows Cho/Cr values indicating the invariance of Cr content and its use for the semiquantitative calculation of NAA. With respect to the
controls, the athletes at first resonance showed
a reduction of 17% in NAA, witness to a cerebral metabolic imbalance which corresponds
to the opening of the vulnerability phase. At
the second 1H-MRS, although all athletes announced the disappearance of post-concussive
symptomatology, NAA remained 14% than the
controls, with a slight increase (+3%) compared
to the first 1H-MRS. Three weeks post-trauma
the levels of NAA were still lower than the controls (-11%). Normalisation took place 30 days
after concussion when NAA/Cr was 2.15, name-
442
*
1,5
1
0,5
0
ing, 3 basketball, 6 kick boxing, 3 Alpine skiing,
4 cycling) and 30 healthy volunteers (controls)
were recruited. All subjects were subjected to
single voxel 3.0 Tesla 1H-MRS, positioned bilaterally frontally adjacent to the cortico-subcortical junction so as to include only white matter
for the semiquantitative measurement of NAA.
The athletes underwent 4 1H-MRS analyses, carried out 3, 15, 22 and 30 days after the trauma,
prior to which objective and subjective clinical
symptoms were recorded
**
**
Controls
3
15
22
30
Days after concussion
NAA/Cr
NAA/Cho
Figure 1.
ly just 2% lower than the value recorded in the
healthy controls.
Discussion
The data obtained in this multicentric research
confirmed the observations of a previous pilot
study which demonstrated the existence of cerebral vulnerability induced by concussion and
which is expressed in a diminution of NAA. Our
observations here indicate that postconcussive
metabolic imbalance can be identified clearly
through 1H-MRS and is clearly visible three days
after the trauma. Metabolic normalisation has a
comparatively slow phase in the first 2 weeks
and a comparatively fast one in the second two.
The disappearance of clinical symptoms occurs,
therefore, during the period of metabolic imbalance when the cerebral tissue is vulnerable and
a new concussive event can trigger the onset of
SIS. It is evident that measuring NAA by means
of 1H-MRS is very useful for guaranteeing postconcussed athletes a return to risk-free competitive activity. It should also be recalled that the
most frequently employed tests (cognitive and
vestibular) to evaluate post-concussion recovery
cannot analyse this delicate period because, by
definition, cerebral vulnerability is a phenomenon of a biochemical/metabolic nature.
Settembre 2010
La Medicina dello Sport ... per Sport
MED SPORT 2010;63:443-57
In questo numero la rubrica “La Medicina dello Sport …. per Sport” è dedicata alla disciplina del
Taekwondo che non era ancora comparsa nella ormai ultradecennale storia di questa rubrica.
Grazie al determinante contributo delle strutture sanitarie federali, la Rivista si augura di rendere un
servizio utile ai lettori che vedrà alternarsi, anche nei prossimi numeri, argomenti di aggiornamento e
lavori su discipline ancora non trattate.
APPROCCIO SCIENTIFICO
E SPERIMENTALE
ALLA PRESTAZIONE NEL TAEKWONDO:
RASSEGNA DELLA LETTERATURA
S. CHIODO
1, 2 ,
G. FLOTTI
1 ,3 ,
A. DAVALLI
1, 4
1Federazione
Italiana Taekwondo, Centro Studi, Roma, Italia
Magna Graecia Catanzaro, Catanzaro, Italia
3Nazionale Italiana Taekwondo, Roma, Italia
4Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemistica, Università di Bologna, Bologna, Italia
2Università
N
umerose sono le aree che richiedono ulteriori indagini finalizzate ad accrescere le
conoscenze sui vari aspetti della prestazione
nel taekwondo, sia da parte degli allenatori
che dei ricercatori. Si tratta di una vera e propria sfida per coloro che sono specializzati negli sport da combattimento. Lo scopo è quello
di contribuire allo sviluppo di un approccio
multidisciplinare per la valutazione delle prestazioni in questo sport olimpico. Negli ultimi
dieci anni si è assistito ad un crescente interesse da parte degli scienziati dello sport, alla
ricerca direttamente collegata al Taekwondo
olimpico. Sebbene la maggior parte degli studi
si focalizzi sugli infortuni, negli ultimi tempi
si è registrato un costante aumento delle pubblicazioni relative agli aspetti antropometrici e
fisiologici degli atleti. Nel riconoscimento del
ruolo importante svolto dalla preparazione fisica ottimale di élite, studi di settore più recenti
hanno utilizzato gli sviluppi tecnologici in grado di misurare rapidamente le risposte fisiche
degli atleti e il controllo della loro prestazione
in gara .
Un approccio ecologico e multidimensiona-
Vol. 63 - N. 3
le di ricerca sulla prestazione di Taekwondo,
potrebbe certamente accrescere la conoscenza
di questo sport attraverso l’analisi delle esigenze delle gare, degli allenamenti e delle capacità
degli atleti, in modo da raccogliere informazioni
sulle reali impostazioni naturali del taekwondo,
associate ad un rigoroso controllo delle variabili
della prestazione. Questo lavoro di review della
letteratura, ha l’obiettivo di dimostrare, attraverso l’analisi di ricerche rilevanti effettuate in questa disciplina olimpica, gli approcci scientifici
e sperimentali adottati da studiosi e ricercatori,
al fine di stabilire il modello di prestazione del
taekwondo nell’atleta di elitè.
Il termine taekwondo può definirsi come
“l’arte di colpire di pugno e di calcio” o “l’arte di
combattere senza armi” 1-44 infatti , tradotto letteralmente dal coreano Tae significa “calciare” o
“colpire con il piede”, Kwon significa “pugno” o
“colpire con la mano” e Do “arte” o “disciplina”.
Questo metodo di combattimento, praticato
sin dal 1° sec. a.C. come arte marziale, si è affermato come disciplina sportiva nella seconda metà del sec. XX, distinguendosi dagli altri
sport marziali per il particolare dinamismo e la
443
CHIODO
APPROCCIO SCIENTIFICO E SPERIMENTALE ALLA PRESTAZIONE NEL TAEKWONDO
spettacolarità delle sue tecniche di calcio (calci
circolari ed in volo, calci multipli).
Diffuso in tutti i continenti (sono 160 le nazioni affiliate alla World Taekwondo Federation
W.T.F., di cui 46 quelle europee, per un totale di
circa 50 milioni di praticanti), il taekwondo può
essere ormai considerato un’arte marziale “moderna”. Nella sua forma attuale presenta due diversi tipi di competizione: le forme (Taegeuk o
Poomse) e il combattimento (o Ghiorughi). Le
prime rappresentano la parte più tradizionale
di quest’arte marziale, e consistono nell’esecuzione di sequenze tecniche codificate di difesa
e di attacco, combinatorie ed espressive a carattere qualitativo, realizzate con gli arti superiori
ed inferiori, il cui scopo è quello di consentire
all’atleta di farsi distinguere dal punto di vista
della migliore esecuzione tecnica 21.
L’organizzazione del taekwondo in Italia è
regolamentata dalla FITA, Federazione Italiana
Taekwondo. Dopo due apparizioni alle olimpiadi di Seoul e Barcellona come sport dimostrativo, il taekwondo è diventato ufficialmente
sport olimpico alle olimpiadi di Sidney 2000,
ha partecipato quindi alle edizioni del 2004 ad
Atene e del 2008 a Pechino conquistando una
medaglia d’argento. Gli atleti, nel combattimento, vengono distinti per sesso, per età e per categorie di peso. L’attività agonistica inizia a 12
anni con le classi cadetti , a 14 anni si entra
nella classe junior e a 17 in quella senior.
Il combattimento, di sicuro la parte più spettacolare del taekwondo, si realizza secondo
l’aspetto situazionale in cui prevalgono elementi quali la “tattica e la strategia”. Esso è composto
da tre rounds della durata di due minuti ciascuno, con un minuto di intervallo per le classi senior e junior, mentre per le classi inferiori ogni
round è ridotto ad un minuto e mezzo. Il combattimento è caratterizzato da tecniche veloci e
lineari in cui l’elemento di forza è rappresentato
da movimenti fluidi e circolari degli arti inferiori, mentre gli arti superiori svolgono l’importante duplice funzione di compensare le situazioni
di squilibrio determinate per l’appunto dall’esecuzione dinamica delle tecniche di gamba che
vengono eseguite in appoggio monopodalico o
talvolta completamente in volo, e di protezione
del tronco dagli attacchi avversari 21.
La prestazione nel combattimento di
taekwondo è determinata prevalentemente dalle capacità tecnico-tattiche, il cui grado di efficacia viene influenzato dai presupposti meccanico-muscolari e bioenergetici (Figura 1).
Negli ultimi anni l’analisi del comportamento
444
Figura 1. — Combattimento di taekwondo.
di gara dei migliori atleti mondiali ha evidenziato un evoluzione dei combattimenti verso azioni più dinamiche e rapide, a dimostrazione di
un ruolo sempre maggiore svolto dalle capacità
a carattere organico – muscolare come determinanti della prestazione.
L’intento di mantenere il passo con quest’evoluzione tattica ha spinto gli addetti ai lavori
(tecnici, preparatori atletici etc), a ricercare metodiche di allenamento impostate sullo sviluppo del fattore intensità. In Italia, la letteratura
scientifica inizia ad osservare il modello funzionale di gara nel taekwondo a partire dall’anno
2000. Insieme ad altri sport da combattimento,
il taekwondo è stato classificato tra i modelli
di prestazione, come “attività di destrezza con
notevole impegno muscolare” 15.
Regolamento arbitrale
Il combattimento nel taekwondo è costituito
da tre rounds di due minuti, con un minuto di
pausa tra un round e l’altro. L’area del quadrato di competizione è di 100 m2 (10x10 m). La
vittoria è assegnata oltre che per superiorità di
punteggio anche per le seguenti altre cause: abbandono, squalifica, k.o. (Knock out), intervento arbitrale, deduzione di punti. L’assegnazione dei punti spetta a tre Ufficiali di Gara posti
lungo il perimetro dell’area di combattimento,
mentre l’Arbitro centrale dirige l’incontro, applica le eventuali sanzioni agli atleti, effettua il
conteggio in caso di k.o. ed, in tal caso, assegna
un punto addizionale all’atleta che ha portato
la tecnica. Ogni Ufficiale di Gara è provvisto di
due pulsanti, uno per ogni atleta, ed ha l’obbli-
Settembre 2010
CATEGORIE DI PESO per CLASSI DI ETA’
SENIORES
Maschili
-54 kg
Femminili
-46 kg
54 –58
46 – 49
58 – 63
49 –53
63 – 68
53 –57
68 –74
57 – 62
74 – 80
62 – 67
80 – 87
67 –73
+87 kg
+73 kg
CATEGORIE OLIMIPICHE
Maschili
-58 kg
Femminili
-49 kg
58 – 68
49 –57
68 – 80
57 – 67
+80 kg
+67 kg
Figura 2. — Categorie di peso ufficiali WTF - FITA in cui
gli atleti possono gareggiare.
go di assegnare punti per ogni tecnica portata validamente nelle cosiddette “zone punto”:
viene assegnato un punto per le tecniche (con
pugno o piede) portate al tronco (due punti
in caso di calcio portato con giro del corpo di
360°), con esclusione delle zone non coperte
dalla corazza, e due o tre punti per i calci al
viso. Dall’utimo campionato europeo organizzato a Roma nel 2008 si va sempre più diffondendo e perfezionando l’uso di corpetti elettronici che assegnano automaticamente il punto
quando sono colpiti con sufficiente potenza.
In caso di parità di punti alla fine del terzo
round, si effettua un round supplementare di due
minuti, con la regola del “golden point”: al primo
punto valido assegnato, è interrotto il combattimento ed è dichiarato vincitore l’atleta che lo
ha realizzato. Se anche il round supplementare
finisce senza l’assegnazione del punto, il vincitore viene deciso dagli Ufficiali di Gara sulla base
della valutazione del solo round supplementare.
Durante ogni combattimento, l’atleta è tenuto
ad indossare: divisa ufficiale (dobok), caschetto,
corpetto (che assegna il colore dell’atleta, rosso
o blu), protezioni per tibie e piedi, sospensorio
con conchiglia e paradenti. L’atleta è seguito dal
coach che siede al bordo del quadrato di gara,
Vol. 63 - N. 3
CHIODO
quest’ultimo può fornire indicazioni e consigli
tecnico – tattici all’atleta durante il combattimento (FITA – Guida Tecnica, 2000).
In Figura 2 sono riportate le categorie di
peso ufficiali WTF - FITA in cui gli atleti possono gareggiare.
Le tecniche permesse durante il combattimento sono:
— Tecniche di pugno che usano la parte
frontale delle dita (pugno chiuso).
— Tecniche di piede che usano qualsiasi
parte del piede.
Le tecniche di pugno sono scarsamente utilizzate in combattimento in quanto la rapidità
e l’offensività delle tecniche di calcio inducono
l’atleta a prediligere una tattica basata sul controllo della distanza dall’avversario ( diversamente sarebbe facilmente esposto ad azioni di
contrattacco) ed inoltre perché l’utilizzo di tecniche di attacco o di difesa con gli arti superiori
è scarsamente efficace ai fini dell’assegnazione
del punto.
Zone valide:
— Viso: la parte frontale e laterale (fino alle
orecchie) del capo può essere attaccata solo
con tecniche di piede;
— Tronco: la zona racchiusa in alto da una
linea orizzontale passante per la parte superiore
delle clavicole e in basso da una linea orizzontale passante per le creste iliache può essere
attaccata con tecniche di pugno e di piede. Da
questa zona sono esclusi i colpi alle parti posteriori non coperte dalla corazza.
Per ogni tecnica valida al tronco è assegnato
1 punto, per ogni tecnica valida al tronco portata con giro del corpo (lungo l’asse longitudinale) di 360° sono assegnati 2 punti, per ogni
tecnica valida al volto sono assegnati 3 punti.
Per l’assegnazione dei punti è necessario che le
tecniche permesse, siano messe a segno nelle
zone valide. Inoltre la validità delle tecniche è
giudicata in funzione della posizione del corpo rispetto al perimetro del quadrato di gara
e dipende anche dal momento in cui l’arbitro
dichiara il Kalyeo (stop). Infatti tutte le azioni che avvengono prima della dichiarazione di
Kalyeo sono, di regola, valide, purchè interne
al perimetro di gara, se invece i due atleti si
trovano vicino alla delimitazione del quadrato
di combattimento e stanno per oltrepassarlo,
l’arbitro centrale può decidere a sua discrezione, se far continuare il combattimento oppure
interromperlo.
Le penalità sono divise in Kyeong-go (ammonizioni) e Gam-jeom (deduzioni di punto).
445
CHIODO
Tabella I. — Penalità.
Kyeong-go (ammonizioni)
Azioni di contatto
Azioni negative
Azioni di attacco
Azioni antisportive
Gam-Jeom (deduzioni di punto)
Prendere, trattenere, spingere, toccare, spingere l’avversario con il corpetto.
Uscire dagli 10 m intenzionalmente,
girare la schiena, cadere di proposito, fingere lesioni.
Colpire il viso con la mano, colpire
con ginocchio/testa, attacco intenzionale ai genitali e/o alle gambe.
Azioni negative
Azioni di attacco
Atterrare l’avversario, atterrare intenzionalmente l’avversario bloccando in
aria il suo piede.
Uscire dai 10 m, interferire intenzionalmente con il match.
Colpire il viso gravemente, colpire
schiena e nuca, attaccare l’avversario
caduto.
Manifestare l’acquisizione di un punto, abbandono della sedia da parte
del coach.
Due Kyeong-go valgono come deduzione di un
punto. In qualsiasi caso, l’ultima ammonizione
dispari non è conteggiata nel totale finale (Tabella I).
Nel caso in cui un atleta riceva una sottrazione totale di quattro punti, l’incontro è fermato e
l’avversario è dichiarato vincitore.
In caso di knock down per attacco valido,
l’arbitro effettua il conteggio da 1 a 10 secondi: entro l’8° secondo l’atleta deve manifestare
la volontà di riprendere il combattimento, altrimenti sarà dichiarato perdente per knock out
(K.O) (FITA – Regolamento di Gara, 2000).
Gli studi del taekwondo
Dopo l’introduzione del taekwondo nel programma olimpico di Sydney 2000, si è assistito ad un incremento notevole dell’interesse
scientifico verso questo sport. Oggetto di studio
sono stati gli aspetti fisiologici 1, 3, 5-7, 10, 25, 28, 37,
42-56, antropometrici 14, 31, biomeccanici 23, 40, 43,
47, psicologici 20, 52 del taekwondo, come pure
l’incidenza di infortuni derivanti dalla sua pratica 2, 23, 29, 30, 32, 35, 50, 51.Tuttavia, sono scarsi gli
studi sul profilo degli atleti di taekwondo olimpico e sulle loro competizioni, anche in considerazione del livello atletico (i.e., elite, giovani,
amatori).
Letteratura sui traumi nel taekwondo
Diversi studi hanno fornito informazioni sulle
caratteristiche traumatologiche inerenti le competizioni di taekwondo. Koh et al.35, Beis et al.2;
Buse 9; Kazemi et al.30; Kazemi e Pieter 29; Pieter 46; Pieter e Zemper 48, hanno affrontato temi
446
Azioni di contatto
inerenti la ferite e i traumi contusivi a cui vanno incontro gli atleti praticanti taekwondo nelle
loro competizioni.
In particolare negli studi sono descritti in dettagliato gli infortuni riportati da atleti, maschi e
femmine, praticanti diverse arti marziali tra cui
il taekwondo. In generale, è stato rilevato che
il numero assoluto di infortuni tra le ragazze
è inferiore rispetto ai ragazzi, anche se è stato accertato che le lesioni riportate dalle atlete
sono più gravi rispetto all’altro sesso. Inoltre
nel taekwondo, la parte corporea più soggetta a lesione è rappresentata dagli arti inferiori,
mentre l’evento traumatico più frequente è la
distorsione.
Lo scopo degli studi condotti da Kazemi e
Pieter 29 e Pieter e Zemper 48 è stato quello di
valutare le percentuali di infortuni in atleti di
taekwondo di sesso maschile e femminile, considerando il numero totale degli incidenti, la natura e la parte del corpo più esposta a rischio.
I risultati dell’indagine hanno indicato che
durante gli incontri, gli atleti subiscono molto
più frequentemente traumi rispetto alle atlete,
in accordo quindi con quanto sostenuto da Pieter 46. Gli arti inferiori sono più comunemente
traumatizzati negli uomini, seguiti dalla testa e
dal collo. La colonna vertebrale (nei tratti: cervicale, dorsale, lombare e sacrale ) è la terza regione del corpo che subisce traumi nei maschi.
Il trauma più comune negli uomini è rappresentato dalla distorsione, mentre nelle donne
gli eventi traumatici si registrano a carico dell’
estremità degli arti inferiori.
In questi articoli sono stati analizzati i fattori primari che caratterizzano i traumi e le
lesioni provocate negli atleti durante le competizioni di taekwondo, ed analogamente
Settembre 2010
a quanto è emerso in studi precedenti, gli
autori suggeriscono l’adozione di misure di
prevenzione.
Lo studio degli aspetti tecnici del taekwondo
Alcuni autori 25, 31, 37, 39, 42 hanno studiato gli
aspetti tecnico-tattici del combattimento di elite.
Dallo studio di Kazemi et al.31 sulle differenze tecnico-tattiche degli atleti di taekwondo,
vincitori e sconfitti alle Olimpiadi di Sidney
2000, emerge che durante il combattimento,
gli atleti risultati vincitori, eseguono un maggiore numero di tecniche di quelli perdenti.
In particolare, sono le donne ad eseguire più
tecniche in assoluto. Nella categoria femminile non sono presenti differenze percentuali
nell’esecuzione di tecniche offensive e difensive, mentre nella categoria maschile gli atleti perdenti realizzano un maggior numero di
tecniche offensive, rispetto ai vincitori. Nella
ricerca inoltre, le tecniche effettuate sono state
suddivise anche per round: nel gruppo femminile, durante il primo round, le vincitrici hanno realizzato solamente il 19% delle tecniche,
mentre le perdenti il 59%. Nel secondo e terzo
round, la percentuale di tecniche utilizzate da
vincitrici e non, è stata di 53% vs. 35% e 28%
vs. 6%, rispettivamente. Negli stessi studi non
esiste però una puntuale definizione dell’effettivo carico imposto durante la prestazione,
come l’ intensità di esercizio e di rapporti tra
esercizio e recupero.
Pur non essendo emerse specificità antropometriche (statura, peso, Body Mass Index) 31, 38
tra atleti praticanti taekwondo in condizione di
gara (vincitori e non vincitori) è stato riscontrato che gli atleti vincitori sono leggermente
più magri dei non vincitori. Nello specifico,
sono state prese in considerazione le differenze tra gli atleti di Taekwondo delle Olimpiadi
di Sidney 2000, vincitori e sconfitti, risultando
evidente che le donne sono più giovani della
controparte maschile ed inoltre che gli atleti di
successo hanno una statura superiore e un peso
inferiore rispetto a quelli che non superano i
turni di qualificazione della rispettiva categoria
di peso.
La bassa percentuale di grasso corporeo è
particolarità comune agli atleti di taekwondo,
probabilmente riconducibile al tipo di allenamento svolto e alle caratteristiche proprie dello
sport 25, 31, 42,.
Vol. 63 - N. 3
CHIODO
Letteratura su aspetti fisiologici del taekwondo
I modelli di prestazione rappresentano una
formidabile opportunità di trasferimento dei risultati delle ricerche sperimentali alla loro applicazione pratica 49.
Allo scopo di indagare le caratteristiche della
prestazione, le scienze sportive hanno utilizzato l’analisi qualitativa (i.e., tipologia dei movimenti e delle tecniche) e quantitativa (durata,
frequenza, rapporto attività e recupero attivo,
etc) delle attività motorie e delle strategie degli
atleti durante lo svolgimento della competizione in combinazione con il monitoraggio della
frequenza cardiaca e della concentrazione di
lattato per la valutazione del carico metabolico
dell’attività fisica 4, 8 e la concentrazione salivare
di ormoni steroidei in relazione all’intensità e
allo stress dell’esercizio 17, 53.
In merito agli aspetti prestativi riguardanti il
taekwondo, Lin et al.37 e Heller et al.25 nei loro
studi su atleti che praticavano questo sport da
combattimento, hanno rilevato, negli uomini e
nelle donne, elevati valori di potenza anaerobica tramite test Wingate.
Da altre indagini svolte è emerso come in
letteratura ci sono studi che attestano l’esistenza
di ricerche in ambito organico-metabolico sul
taekwondo, classificato come sport da combattimento in cui l’impegno fisiologico è di natura “aerobico-anaerobico alternato” 25. La durata
media delle azioni di attacco è compresa tra
1 e 5 s 5, intervallate da fasi a bassa intensità
con un rapporto medio 1:3-1:4 25, con valori di
frequenza cardiaca (HR) prossimi il 100% della
HR max e di concentrazione di lattato ematico
(La) alla fine di un incontro di 9 minuti di 11-12
mmol/l.
Alcuni autori 5, 42, hanno dimostrato che gli
atleti di taekwondo tendono a fare affidamento
principalmente sul metabolismo anaerobico, i
valori di VO2 max riportati infatti : 38.2 ml/kg/
min negli adolescenti, 53-59 ml/kg/min negli
adulti 5, 25-27, 42 sono coerenti tra loro e potrebbero essere considerati una specificità dei praticanti di questo sport di combattimento.
Di contro, in altri sport marziali da combattimento, in studi condotti da Beneke et al.3 è
stato dimostrato che il metabolismo aerobico
è la predominante fonte di energia durante
combattimenti di karate. Altre ricerche simili,
hanno rilevato che gli allenamenti classici (riscaldamento, forme, ripetizioni di tecniche, simulazioni di combattimento ecc) di differenti
arti marziali, rispetto al taekwondo, sono utili
447
CHIODO
per migliorare la potenza aerobica degli atleti
26, 58, e per mantenere un adeguato livello di
fitness cardiorespiratorio negli adulti 18, 22, 26. Le
disparità riscontrate potrebbero essere dovute a
differenze di livello di fitness cardiorespiratorio,
anni di pratica, livello di abilità (quindi diversi
esercizi eseguiti) e test utilizzati.
In merito alla pratica del taekwondo giovanile 5, 36, 42, 60, studiando atleti maschi adolescenti,
hanno riscontrato differenze significative solo
nella potenza e nella capacità anaerobica. Tali
indicazioni trovano conferma in un articolo
scritto da Kazemi et al.31, che dimostra come
le competizioni di taekwondo presentano brevi
momenti di elevata intensità, prevalentemente
sostenuti da tecniche di calcio, intervallati da
momenti di recupero attivo durante i quali gli
atleti si preparano agli attacchi successivi. Inoltre le ridotte dimensioni dell’area di combattimento (10x10m) impongono agli atleti di concentrarsi nell’esecuzione di tecniche precise per
ottenere l’assegnazione dei punti.
Matsushigue et al.39 nell’ indagine di una
competizione a carattere nazionale (Songahm
Taekwondo), avente come obiettivo lo studio delle risposte fisiologiche e l’analisi del
match, hanno rilevato che gli atleti vincitori utilizzano un minor numero di tecniche
rispetto a quelli perdenti, ipotizzando quindi che ogni tecnica è stata effettuata ad una
maggiore intensità, determinante per l’assegnazione del punto. Inoltre si è constatato
che i livelli di (LA) e (HR), al termine degli
incontri, non erano diversi da quelli degli
atleti non vincitori. Le conclusioni poste da
Matsushigue et al.39 dimostrano che il metabolismo glicocolitico-anaerobico-lattacido non è
la fonte principale di energia nella competizione di taekwondo, e le risposte fisiologiche
degli atleti, in condizioni di stress competitivo, non differiscono tra i vincitori e i perdenti.
Gli autori aggiungono che gli allenatori e i
cultori del taekwondo dovrebbero pianificare
i loro protocolli di allenamento, considerando
gli aspetti metabolici inerenti il sistema del fosfageno, con particolare attenzione alla qualità tecnica delle competenze del taekwondo
e non al maggiore volume tecnico espresso
durante una simulazione dei round.
Lo studio degli aspetti biomeccanici nel taekwondo
Diversi studi 33, 34, 45 hanno analizzato gli
aspetti qualitativi e quantitativi della prestazio-
448
ne per descrivere la cinematica di alcune tecniche di taekwondo.
Le osservazioni condotte da Pearson 45, hanno riguardato la torsione a cui sono soggetti
gli arti inferiori nell’esecuzione delle tecniche
di calcio e le variabili cinematiche che sono
più strettamente legate alle forze di impatto. In
particolare un modello deterministico è stato
sviluppato per identificare l’impulso di forza, la
durata di impatto, e tre dimensioni cinematiche.
La somma della velocità lineare di una tecnica
di calcio frontale di taekwondo è stata considerata rilevante per la sua più efficace esecuzione.
Infatti l’esecuzione di azioni tecniche ad alta velocità lineare del piede, sembra essere il modo
più sicuro per generare forze di grande impatto.
Sulla base di questi risultati, l’autore raccomanda esercizi che coinvolgono la coordinazione
tra la coscia e la tibia al fine di migliorare la
forza di impatto nell’esecuzione tecnica di calci
nel Taekwondo.
Lo studio effettuato da King et al.34 ha riguardato l’analisi cinematica di tecniche portate in
condizioni di “stop and go” in atleti competitivi, creando situazioni di competizione simulata,
in condizioni di affaticamento. Lo scopo dello
studio è stato quello di comparare l’incidenza
dinamica della tecnica e l’evento degli infortuni.
I risultati indicano solo un effetto significativo,
nel genere femminile, con un aumento del tempo di flessione max del ginocchio, (P=0,03), durante il periodo di affaticamento, che procurava
nelle atlete la tendenza al ginocchio valgo.
Lo scopo dello studio condotto Kim and
Hinrichs 33 è stato basato sulla raccolta di dati
cinematici di sei diverse tecniche di calcio di
taekwondo al fine di classificarne i loro modelli
in tre gruppi a seconda delle loro caratteristiche
cinematiche.
Altri studi hanno riguardato aspetti legati ad
una metodica neurofisiologica 1, come l’elettromiografia (EMG), che rappresenta un mezzo
indispensabile per approfondire la diagnosi essendo utilizzata per studiare il sistema nervoso
periferico (SNP) dal punto di vista funzionale.
In questo studio è stato dimostrato come l’EMG
è in grado di dare informazioni sulla funzionalità dei nervi periferici e dei muscoli scheletrici,
al fine di stabilire le accelerazioni e le decelerazioni che implicano l’esecuzione della tecnica
nel taekwondo. Lo scopo della ricerca è stato
quello di studiare la ripetibilità di forme d’onda
(EMG) dei principali muscoli degli arti inferiori
durante l’esecuzione di una tecnica di taekwondo eseguita consecutivamente dieci volte. L’at-
Settembre 2010
tività elettromiografica del muscolo retto femorale, bicipite femorale, gastrocnemio laterale e
tibiale anteriore è stata registrata durante l’esecuzione dei calci attraverso quattro elettrodi di
superficie preamplificata. Dall’analisi effettuata
sulla tecnica presa in considerazione risulta che
la ripetibilità delle forme d’onda durante EMG
non era molto alta.
Uno studio simile è stato condotto da Sorenses
et al.55 su diciassette atleti praticanti taekwondo.
Lo studio si basava sull’analisi cinematica della tecnica denominata “calcio frontale” (front kick). Durante l’esecuzione dei calci, sui cinque principali
muscoli degli arti inferiori, sono state effettuate le
registrazioni di EMG. Gli obiettivi di questo studio
erano finalizzati ad esaminare, durante l’esecuzione della tecnica, se la decelerazione del segmento
prossimale viene eseguita attivamente dai muscoli
antagonisti o è una conseguenza passiva del movimento del segmento distale, e se l’accelerazione
del segmento distale è rafforzata da una decelerazione del segmento prossimale.
Dagli studi presi in esame emerge che nel
taekwondo, gli atleti devono essere in grado
di muoversi con elevata velocità e potenza,
pertanto la ricerca sulle competenze tecniche
potrebbe trarre grandi vantaggi dall’analisi biomeccanica.
Nelle valutazioni da campo, gli allenatori e
gli studiosi possono avvalersi di unità di misurazione inerziale indossabili, contenenti un accelerometro 3D e un giroscopio 3D, per la valutazione delle specifiche prestazioni. Inoltre, gli
allenatori possono raccogliere indicazioni importanti dalla analisi notazionale e dalla match
analysis, che potrebbero includere una gamma
molteplice di modelli di movimento. Queste informazioni potrebbero essere utili per l’analisi
tecnico-cinematica del taekwondo e per orientarne l’applicazione pratica, pertanto studi futuri sono auspicabili in tale settore .
Lo studio degli aspetti psicologici nel taekwondo
Poche indagini hanno interessato lo studio
dello stato umorale in soggetti praticanti il taekwondo. Toskovic 56 in un studio ha osservato
le alterazioni del profilo dello stato dell’umore
(Profile of Mood States - POMS ) in soggetti
principianti praticanti taekwondo (18-21 anni),
dopo una singola seduta di allenamento. Si
sono potuti osservare miglioramenti negli indici
di tensione, depressione, rabbia, fatica, confusione e vigore rispetto al pretest e rispetto ad
un gruppo di controllo.
Vol. 63 - N. 3
CHIODO
In un’ altra indagine Song 54 ha studiato gli
effetti positivi che un programma di taekwondo può avere sulla componente percettiva motoria in ragazzi di scuola superiore con ritardo
mentale, ma educabili. A seguito di un programma di allenamento di 7 mesi (3 volte alla
settimana), si sono osservati miglioramenti nei
tempi di reazione rispetto al pretest effettuato
all’inizio dello studio e rispetto al gruppo di
controllo.
Kurian et al.36 hanno studiato in adolescenti affiliati all’American Taekwondo Association
(ATA) la relazione che intercorreva tra determinati tratti della personalità e gli anni di pratica di taekwondo. A seguito di un questionario
su 16 aspetti della personalità, è risultato che
il gruppo di ragazzi che aveva più di un anno
e mezzo di esperienza, ha ottenuto punteggi
minori (rispetto al gruppo con meno anni di
pratica) per l’ansia e più alti per il fattore indipendenza.
I nuovi studi in Italia sul taekwondo
In questi ultimi anni (2007-2009) la Federazione Italiana Taekwondo ha promosso una
serie di studi sul taekwondo, condotti con la
collaborazione dell’Università del Foro Italico
in Roma, successivamente seguiti da importanti
pubblicazioni su prestigiose importanti riviste
di settore in ambito internazionale.
Analisi Notazionale della competizione nel
Taekwondo Olimpico
Lo studio ha inteso definire il profilo dell’atleta italiano d’élite (maschile e femminile) di
taekwondo, al fine di valutarne i parametri
tecnico-tattici in incontri ufficiali a carattere nazionale. Allo scopo sono stati analizzati atleti di
taekwondo di alto livello nazionale partecipanti
al Campionato Italiano Assoluto Senior 2006,
due di loro hanno partecipato ai Giochi Olimpici di Atene 2004, sei atleti si trovavano in fase
di preparazione per la selezione mondiale alle
Olimpiadi di Pechino 2008 13.
Negli ultimi anni l’analisi del comportamento
di gara, dei migliori atleti mondiali 29-31, 38, 42, 56, ha
evidenziato una evoluzione dei combattimenti
verso azioni ad alto contenuto tecnico-tattico,
la cui variabilità situazionale è caratterizzata
da differenti tipi di spostamento dell’atleta e
dalla esecuzione di azioni tecniche e tattiche
spettacolari in qualunque situazione competitiva.
449
CHIODO
Mediante l’utilizzo di due griglie contenenti
specifici “indicatori tecnici di prestazione”, unitamente alla match analysis filmata degli incontri ufficiali, è stato possibile valutare i parametri tecnico-tattici e gli aspetti motori di ciascun
atleta, a partire dalle fasi eliminatorie, fino ad
arrivare alle fasi finali. I dati ottenuti, relativi alla
durata dei movimenti (s), sono stati sottoposti
ad analisi della varianza (ANOVA). I dati relativi alle variabili della match analysis, sono stati
analizzati mediante il test χ2, anche in relazione
al genere.
L’osservazione , mediante l’analisi dei filmati, ha permesso di valutare i seguenti parametri
tecnico – tattici e gli aspetti motori di ogni atleta
nella propria categoria di peso:
— Numero totale delle tecniche eseguite;
— Tipologia dell’esecuzione tecnica;
— Numero delle tecniche portate con la
gamba anteriore (rispetto la posizione di guardia dx o sx del corpo);
— Numero delle tecniche portate con la
gamba posteriore (rispetto la posizione di guardia dx o sx del corpo);
— Numero di tecniche portate a segno, conteggiate in relazione al punteggio (come da Regolamento WTF, World Taekwondo Federation)
I dati ottenuti sono stati oggetto di confronto
con quelli riportati in letteratura 31 al fine di
valutare:
— le eventuali differenze significative con gli
atleti di pari età praticanti taekwondo a livello
internazionale;
— le differenze significative tra atleti ed atlete;
— le differenze significative tra le rilevazioni
ottenute nelle diverse fasi della competizione
(eliminatorie, semifinali e finali);
— la frequenza di occorrenza delle tecniche
difensive e offensive in relazione alla gamba
utilizzata;
difensive e offensive in relazione alla gamba
utilizzata per individuare le tecniche maggiormente utilizzate.
Gli atleti sono stati successivamente suddivisi in “vincitori” e “perdenti” e raffrontati
secondo:
— la frequenza di occorrenza delle tecniche eseguite con la gamba anteriore e posteriore;
suddivise per tipologia (difensive ed offensive);
— la frequenza di occorrenza dettagliata di
tutte le azioni tecniche.
450
“FO” TECNICA ARTO
5%
*
31%
*
48%
DIF GA
DIF GP
ATT GA
ATT GP
16%
Difesa gamba anteriore
Difesa gamba posteriore
Attacco gamba anteriore
Attacco gamba posteriore
Totale
%
5
31*
16
48*
100
N.
17
108
55
169
349
Figura 3. — Frequenza di occorrenza (FO) delle tecniche
in relazione alla gamba utilizzata da tutte le atlete (N =
13) *P<0,001.
Infine è stata effettuata la differenza di genere in 3 categorie di peso, sui parametri tecnici
di prestazione.
La conclusione dello studio ha consentito di
poter affermare che Il successo nelle competizioni di Taekwondo è ovviamente il risultato
dell’interazione di numerose variabili. L’obiettivo di questa indagine è stato quello di identificare parametri tecnico – tattici utili a descrivere
la prestazione e le diversità tra gli atleti vincenti
e perdenti.
L’esame dei dati suggerisce che la gamba posteriore (rispetto la posizione di guardia dx o sx
del corpo ) è la più utilizzata da tutti gli atleti
(M/F) sia in fase difensiva che offensiva, con
una percentuale di impiego del:
— 31% e 48 % rispettivamente (p<0,001) per
le donne;
— 58% e 25 % rispettivamente (p<0,001) per
gli uomini.
Entrambi i gruppi di atleti (M/F) utilizzano,
con la stessa percentuale, la gamba anteriore e
posteriore (proporzionalmente alle cat. indagate) (Figura 3).
Le atlete vincitrici, hanno utilizzato maggiormente tecniche difensive, quelle perdenti minor
tecniche offensive (in contrasto con i dati di Kazemi et al.31).
Gli atleti vincitori, hanno utilizzato maggior
tecniche offensive, quelli perdenti minor tecniche difensive (in accordo con i dati di Kazemi
et al.31).
L’analisi dei dati tecnico-tattici ci consente di
affermare che Il successo nella competizione
di taekwondo è dato, per le donne, nell’abilità
Settembre 2010
nell’eseguire tecniche difensive, per gli uomini,
nell’abilità di eseguire tecniche offensive.
I dati raccolti sono da ritenere indicativi limitatamente alla popolazione presa in considerazione che ovviamente non è da ritenersi
rappresentativa dell’intera popolazione dei
praticanti di taekwondo. Le informazioni documentate, nonostante appartengano alla competizione nazionale più importante, si riferiscono
pur sempre ad un campionato che può essere
considerato minore, se paragonato ai Giochi
Olimpici o ai Campionati del mondo. Lo studio
può essere considerato un’indagine preliminare
rispetto a future osservazioni che coinvolgano
un più alto numero di soggetti o che analizzino,
confrontandola, la prestazione di gruppi diversi
di atleti (adulti, giovani, cat. maschile – femminile), oppure lo stesso atleta impegnato in fasi
differenti della competizione (eliminatorie – semifinali – finali ecc).
L’analisi si propone dunque come un metodo
d’indagine della prestazione di Taekwondo che
non può tuttavia ritenersi esaustivo, in quanto
azioni tecniche ulteriori o diverse potrebbero
essere prese in valida considerazione.
Sarebbe difficile affermare per quanto tempo
i risultati ottenuti possano essere riferiti alle future competizioni, poiché significativi cambiamenti potrebbero essere realizzati dalla World
Taekwondo Federation (diminuzione dell’area
del quadrato di combattimento e della durata dei round, aumento dei giudici perimetrali,
maggior valore delle tecniche di pugno, corazze elettroniche) modificando quindi le scelte
tecnico – tattiche adottate dagli atleti.
La carenza degli studi in materia rende dunque auspicabili ulteriori approfondimenti scientifici, rispetto ai quali il presente lavoro potrebbe rappresentare utile riferimento.
L’approfondimento del protocollo di indagine, con le relative valutazioni, sono stati oggetto
di una relazione presentata al “First international Seminar on Science and Taekwondo - Gender differences in technical–tactical aspects of
Taekwondo” svoltosi a Roma in data 08.04.2008
e della presentazione di un poster presentato, al
12th Annual Congress of European College of
Sport Science 2007.
Effetti di pre e postcompetizione su atleti di elite
in incontri ufficiali di Taekwondo
L’intento di questa indagine è stato quello di
rendere maggiormente comprensibile il modello di prestazione nelle competizioni ufficiali di
Vol. 63 - N. 3
CHIODO
Teakwondo e di fornire agli allenatori utili informazioni per ottimizzare specifici programmi
di allenamento 13.
Lo studio ha incluso tre sessioni sperimentali.
La prima e la seconda sessione sono state progettate e svolte per determinare i profili di altezza degli atleti, di massa corporea, di percentuale di grasso corporeo (metodo plicometrico)
( Jackson & Pollock, 1985), aerobico (VO2max)
e anaerobico (counter movement jump e grip
strength). Due settimane prima del Campionato
Italiano di Taekwondo, gli atleti hanno completato un processo di familiarizzazione con il protocollo di valutazione. Diversi vincoli presenti
durante le competizioni ufficiali di Taekwondo
non hanno consentito una raccolta completa di
dati. Così, la terza sessione sperimentale è stata
organizzata per raccogliere informazioni sulla
frequenza cardiaca (HR), sulla concentrazione
di lattato nel sangue (La), sul salto con contro
movimento (CMJ), e sulla massima forza di presa isometrica (grip strength). I dati sono stati
reperiti durante le varie fasi degli incontri (sessioni di qualifica, semifinali e finali) del Campionato Italiano Assoluto della FITA.
Lo studio quindi è stato finalizzato ad esaminare le differenze riscontrate (P<0,05) prima e
dopo la prestazione, in 15 atleti d’élite (4 donne
e 10 uomini) di Taekwondo durante la gara. La
registrazione della frequenza cardiaca nel corso delle competizioni ed il lattato ematico (La)
(misurazioni effettuate prima degli incontri e al
termine dei tre rounds) sono stati utilizzati per
valutare il carico della gara. Le prestazioni di
contro movimento jump e handgrip sono state
“FO” TECNICA ARTO
1%
*
25%
DIF GA
DIF GP
ATT GA
*
58%
ATT GP
16%
Difesa gamba anteriore
Difesa gamba posteriore
Attacco gamba anteriore
Attacco gamba posteriore
Totale
%
1
25*
16
58*
100
N.
13
228
143
532
916
Figura 4. — Frequenza di occorrenza (FO) delle tecniche
in relazione alla gamba utilizzata da tutti gli atleti (N=35)
*P<0,001.
451
CHIODO
16
LA basale
LA 6 min
14
mmol . l -1
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
Atleti
6
7
8
9
10
1
2
3
Atlete
4
Figura 5. — Cinetica del lattato ematico. Valore di picco prodotto dagli atleti/e in condizioni reali di gara.
60
CMJ pre
CMJ post
50
cm
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
Atleti
6
7
8
9
10
1
2
3
Atlete
4
Figura 6. — Valori di contromovimento jump. Si riporta la prova migliore effettuata dagli atleti/e in condizioni reali
di gara.
misurate prima e al termine dei combattimenti.
Durante il terzo round, sono stati osservati valori di frequenza cardiaca più elevata (P<0.0001),
così come nel pre e post – gara sono stati registrati i valori di La.
Lo studio ha consentito di fornire rilevanti informazioni per l’allenamento degli atleti di èlite
di taekwondo.
Gli atleti hanno mostrato un buon profilo
fisiologico nei salti con contromovimento e
nella forza di prensione, comparabili a quelli
452
riportati in letteratura durante gare simulate 25
(Figura 4).
In merito al VO2max i valori registrati sono
superiori a quelli riportati in letteratura (Figure
5,6) 5, 6, 25, 56.
L’intensità di gara riscontrata con il monitoraggio della frequenza cardiaca (HR), ha indicato valori superiori a quelli riportati da Boulhel
et al.5, e Butios & Tasika 6, in gare simulate (valori di picco da 160-180 beat.min-1)
Nonostante l’elevata intensità di esercizio
Settembre 2010
della competizione, nel postgara gli atleti hanno
aumentato significativamente l’altezza dei loro
salti. E’ possibile quindi ipotizzare che, l’esercizio intermittente alternato durante i round e
una quantità sufficiente di recupero attivo, migliorino nel post-gara l’attivazione neuromuscolare degli atleti.
I dati rilevati hanno agevolano la comprensione delle risposte fisiologiche negli atleti di
alto livello di taekwondo durante competizioni
ufficiali, e quindi in prospettiva della partecipazione olimpica del 2008, i risultati ottenuti hanno consentito di suggerire ai tecnici della nazionale carichi di lavoro di allenamento coerenti
con le richieste della competizione ufficiale.
Per interpretare meglio la prestazione è
emersa infine,l’esigenza di ulteriori indagini su
parametri psico-fisiologico dello stress (i.e., risposte ormonali e profilo dell’umore) durante
competizioni ufficiali.
L’approfondimento del protocollo di indagine e delle misure (con le relative valutazioni
e conclusioni) sono stati oggetto di un articolo dal titolo: Effects of Official Taekwondo
Competitions on All-Out Performances of Elite
Athletes, in pubblicazione su: Journal of Strength and Conditioning Research. (2008).
Metodologia per l’analisi di tecniche di
Taekwondo con l’ausilio di un sistema optoelettronico
Lo studio ha dimostrato che la stereofotogrammetria potrebbe fornire una misura accurata dell’accelerazione istantanea dei segmenti
del corpo durante l’esecuzione delle diverse
tecniche. Lo scopo di questo lavoro è stato
quello di presentare una metodologia che permetta di valutare l’efficacia dell’analisi di grandezze cinematiche nella definizione dei parametri di esecuzione di una tecnica largamente
utilizzata nelle competizioni (calcio semircolare
‘Bandal chaghi’) negli atleti di alto livello. Lo
studio preliminare del lavoro ha riguardato la
metodologia applicata da un maestro nell’esecuzione della tecnica “bandal ciaghi” secondo
un protocollo stabilito, al fine di analizzare le
variabili cinematiche in relazione 16:
— alla velocità d’esecuzione;
— alle differenze dovute alla presenza o
meno di un bersaglio;
— alla durata e alla complessità del test,
nell’ottica di una sua applicazione sistematica.
L’analisi dei dati ha confermato che sono
necessari ulteriori studi per comprendere
Vol. 63 - N. 3
CHIODO
meglio le differenti strategie motorie e per
stabilire quali grandezze biomeccaniche determinino la migliore esecuzione del gesto.
La possibilità di eseguire tali misurazioni può
fornire utili indicazioni sia al preparatore atletico sia al tecnico, per correggere o potenziare le tecniche stesse. L’analisi sperimentalmente proposta, se effettuata in atleti di alto
livello, consentirebbe di ricavare le migliori
strategie di esecuzione in funzione dell’efficacia del gesto tecnico.
L’approfondimento del protocollo di indagine e delle misure (con le relative valutazioni e
conclusioni) sono stati oggetto della stesura di
un articolo dal titolo: Metodologia per l’analisi
di tecniche di Taekwondo con l’ausilio di un
sistema optoelettronico. Pubblicato su: Rivista
di cultura sportiva - Scuola dello Sport, 78, 5964 (2008).
Cambiamenti di stress ormonale e psicologico in
competizioni ufficiali di taekwondo in giovani atleti
L’obiettivo di questo studio è stato quello
di indagare gli effetti che la prestazione di taekwondo genera sugli aspetti ormonali, umorali e cardiaci in giovani atleti di élite 12. In
incontri ufficiali (Campionato Italiano Cadetti
A, 13 -14 anni), sono stati raccolti dati relativi
alla frequenza cardiaca (HR), alla alfa-amilasi
salivare (sA-A), al cortisolo salivare libero (sC).
Infine è stato somministrato individualmente
un questionario (POMS) al fine di stimare il
profilo dello stato umorale in 10 giovani atleti
(14 ± 0) e 6 giovani atlete (13 ± 1). Il POMS
e la somministrazione dei tamponi per l’indagine ormonale è avvenuta 15 minuti prima
della competizione e subito dopo la stessa.
Così come durante le fasi di recupero ( a 30
min e 90 min) è stata ripetuta la somministrazione dei tamponi per le relative misurazioni
dell’ sA-A ed sC. La frequenza cardiaca (HR)
monitorata durante la gara è stata espressa
in percentuale di classi di frequenza cardiaca
massima (% FCmax) per valutare l’intensità d’
esercizio. I risultati scaturiti da questo studio,
suggeriscono che questo paradigma sperimentale, può rappresentare un modello utile per
ulteriori ricerche sugli effetti dei vari fattori di
stress (allenamento e competizione) negli atleti di taekwondo di vari livelli. Il Profilo di
Mood States 41 (POMS) che misura sei fattori e
altrettanti stati dell’umore (depressione - avvi-
453
CHIODO
limento, tensione - ansia, rabbia - aggressività,
attività - vigore, stanchezza - indolenza, confusione - sconcerto) è ampiamente utilizzato nello sport per valutare lo stato psicologico degli
atleti ed è una misura sensibile degli effetti di
varie condizioni sperimentali.
Dall’indagine sperimentale è emerso un aumento significativo nel post gara del sC e dei
valori di sA-A a dimostrazione del fatto che la
competizione di Taekwondo stimola sugli atleti
un alto livello di stress fisico ed emotivo.
I dati ottenuti sono in accordo con la letteratura sulle reazioni del sC e del sA-A come fattori
di stress fisico negli adolescenti 24.
Considerando che i giovani atleti di Taekwondo iniziano l’attività agonistica all’età
di 10 anni, questo studio ha inteso valutarne
la frequenza cardiaca (HR), la concentrazione
ormonale (sC, sA-A) e le risposte sullo stato
umorale (POMS) in entrambi i sessi, durante
una competizione a carattere nazionale. Inoltre si è voluto indagare se esiste un legame tra
la sA-A, sC e lo stato umorale (POMS), prima e
dopo gli incontri. Infine si è ipotizzato che la
competizione nel taekwondo imporrebbe un
pesante carico per i giovani atleti, indipendentemente dal sesso.
Lo studio è il primo del genere basato sull’utilizzo di un modello di misure non invasive che
ha consentito di valutare le differenze, tra pre e
post gara, dello stress psico-fisico a cui è sottoposto il giovane atleta e potrebbe rappresentare
un paradigma sperimentale di riferimento per
ulteriori indagini.
I dati indagati sono stati illustrati parzialmente, con una presentazione orale, al 12th Annual
Congress of European College of Sport Science
(2007).
L’approfondimento della ricerca e l’analisi
delle indagini sono stati oggetto della stesura
di un articolo dal titolo: “Stress-related Hormonal and Psychological Changes to Official Youth
Taekwondo Competitions”. Pubblicato su: Scandinavian Journal of Medicine and Science in
Sports. (2009).
Effects of Official Youth Taekwondo
Competitions on Jump and
Strength Performances
Lo scopo di questo studio è stato quello d’
indagare le differenze tra 6 atlete ed 11 atleti di età giovanile (Cadetti A, 13-14 anni) nelle
prestazioni motorie (countermovement jump
454
and handgrip), prima e dopo incontri ufficiali
di taekwondo 12. Il Taekwondo Olimpico è uno
sport molto popolare, ed è ritenuto una valida
attività educativa opportuna per i bambini, al
fine di stimolarne la disciplina, il controllo e
il rispetto 57. Il carico fisiologico e gli aspetti
tecnici delle competizioni di Taekwondo variano in relazione all’età e al livello tecnico degli
atleti 56. Ciò non consente di generalizzare ed
estendere ai giovani, le informazioni raccolte su
atleti d’élite. In generale, gli atleti di Taekwondo iniziano la loro attività agonistica e di gara
a circa 10 anni di età. L’interesse per la ricerca
di giovani talentuosi e la recente istituzione dei
Giochi Olimpici Giovanili (Comitato Olimpico
Internazionale, 2007) spinge gli scienziati a studiare il carico fisiologico a cui sono sottoposti
i giovani atleti di Taekwondo nelle loro competizioni. Pertanto, lo scopo fondamentale di
questo studio è stato quello di stabilire le risposte fisiologiche durante una gara di Taekwondo
relativamente a soggetti giovani altamente qualificati ed esaminare eventuali modifiche, nella
loro capacità di salto e handgrip prima e dopo
la prestazione.
Lo studio si è basato inoltre sulla valutazione
dell’intensità di carico dell’esercizio che è stata indagata mediante il monitoraggio della frequenza cardiaca (HR). La valutazione di CMJ ha
evidenziato differenze di performance (P<0,05)
per il genere e la correlazione tra i risultati ottenuti nelle diverse fasi eliminatorie.
In linea con studi precedenti su atleti senior
di élite 5, 13, 39, anche durante le gare giovanili,
la HR indica un’elevata intensità di carico fisico.
I dati ottenuti in questo studio costituiscono
il primo tentativo di interpretare le risposte organiche e muscolari indotte dalle competizioni
ufficiali di taekwondo, su giovani atleti di élite.
Gli stessi dati consentono di fornire una migliore comprensione alle risposte indotte dalle
competizioni giovanili ufficiali di teakwondo,
con l’intento di proporre agli allenatori utili informazioni per ottimizzare i loro programmi di
allenamento.
Lo studio è stato presentato con un Poster, al
14th Annual Congress of European College of
Sport Science (2009).
L’indagine di ricerca e l’approfondimento
dello studio sono stati oggetto della stesura di
un’ articolo dal titolo: “Effects of Official Youth
Taekwondo Competitions on Jump and Strength Performances”. Sottomesso a pubblicazione
allo European Journal Sports Science (2009)
(Minor revisions).
Settembre 2010
Conclusioni
Nonostante il taekwondo sia cresciuto fino
a diventare uno sport olimpico, fino ad oggi
le indagini di ricerca scientifica non sembrano sufficientemente complete a descrivere un
modello di prestazione che possa esaurire il
livello di conoscenze specifiche della particolare disciplina. Studi di approfondimento,
basati sull’analisi della prestazione sopratutto
negli atleti di élite, consentirebbero di avere
informazioni scientifiche più dettagliate e precise del fenomeno prestativo. Ancora oggi l’allenamento sportivo degli atleti di taekwondo
si basa, nella maggior parte dei casi, su aspetti tradizionali di questa arte marziale. Questo spiega la riluttanza dei coach ad adottare
aspetti opposti, a quelli classici comunemente
noti.
L’ applicazione di un metodo ecologico e
multidimensionale allo studio della prestazione
nel taekwondo, adottato nel lavoro di ricerca
scientifica (FITA – IUSM), ha permesso di approfondire, oltre che fornire, nuove indicazioni
sul modello prestativo dell’atleta di alto livello e
del giovane atleta di élite.
In realtà, le gare di Taekwondo avvengono
nell’ambito di una elevata imprevedibilità della
situazione a causa della interazione degli atleti
con i loro ambiti di competizione. Durante le
gare, i fattori di stress fisiologici, tecnici, tattici,
biomeccanici, cognitivi e psicologici determinano profili di attività diversi in relazione alle
competenze e all’età degli atleti.
Si sono pertanto interfacciate le reali esigenze della gara e le capacità espresse dagli atleti
durante la stessa competizione, applicando un
approccio multiplo di misura e di sperimentazione con una alta validità ecologica.
I risultati ottenuti dagli studi sugli atleti di
élite, hanno consentito di fornire informazioni
dettagliate ai tecnici nazionali, sulle reali esigenze che richiedono i processi di allenamento
nel taekwondo.
La ricerca effettuata ha infatti dimostrato che
il carico di esercizio, in condizioni di competizioni ufficiali di Taekwondo, suscita risposte
fisiologiche di alta intensità, della frequenza
cardiaca e dei valori di lattato nel sangue, indicativi del coinvolgimento predominante del
metabolismo anaerobico. E’ stato inoltre rilevato che gli atleti di élite alternano durante
i round, nelle fasi che richiedono uno studio
tattico del match, periodi di recupero “attivo”
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basato su continui spostamenti minimi dei segmenti corporei. Essenzialmente saltellano, effettuando un lavoro muscolare aerobico che
consente l’attivazione della glicolisi aerobica ed
il conseguente utilizzo del ciclo di Krebs per la
rigenerazione dell’ATP. In questo modo tendono a ripristinare le proprie energie per l’ultimo
periodo delle fasi finali della competizione ed
a mantenere una certa tensione muscolare. ,
quando più frequentemente si verificano gli attacchi decisivi .
Ulteriori ricerche in questo settore, vista
l’imminente introduzione delle corazze elettroniche e l’applicazione di un nuovo regolamento di gara, potrebbero fornire nuove
indicazioni sugli effetti del carico fisico imposto agli atleti, durante la competizione di
taekwondo.
La pratica del Taekwondo è finalizzata a
migliorare le potenzialità degli atleti, insegnando loro a controllare l’aggressività del
comportamento, in letteratura comunque
sono risultati scarsamente indagati gli stati
umorali dei giovani atleti durante la prestazione di gara.
L’analisi dello stato d’ansia pre-gara e le complessive risposte emotive ed ormonali durante
la competizione, possono dunque costituire un
prezioso strumento di conoscenza per gli allenatori, in base al quale impostare strategie di recupero effettivo dei propri atleti ed impedire il
prodursi di risposte negative alle sollecitazioni
indotte dalla intensa prestazione agonistica, fattori quest’ultimi, che possono provocare overreaching funzionali.
La ricerca futura in questo settore è quindi
fortemente raccomandata, anche se gli studi
che indagano situazioni reali di competizione potrebbero subire la difficoltà di replica
in condizioni sperimentali con atleti di alto
livello.
In generale, l’attuale impostazione di ricerca
potrebbe stimolare ulteriori studi sugli sport di
combattimento. L’indirizzo proposto è rappresentato dall’integrazione delle informazioni sugli aspetti fisiologici, psicologici e tecnico-tattici,
al fine di armonizzare le prestazioni individuali
in una unità efficace, allo scopo di raggiungere
il risultato desiderato.
La vera sfida in realtà è quella di rendere conoscibili i risultati di tali studi alla platea dei
praticanti il taekwondo, fortemente ancorata ai
modelli prestativi tradizionali.
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CHIODO
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May 31-June 4, 2011
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Contact:
Website: www.amssm.org
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Surgery and Orthopaedic Sports Medicine 8th
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Contact: Website: www.efsma.net
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Geneva (Switzerland)
European Society of Sports Traumatology
Knee Surgery and Arthroscopy
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