medicina dello sport
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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) H. H. DICKHUTH (Freiburg) - L. DI LUIGI (Roma) - P. E. DI PRAMPERO (Udine) - M. FAINA (Roma) - G. FANO’ (Chieti) C. FOTI (Roma) - S. GIANNINI (Roma) - C. G. GRIBAUDO (Torino) - G. LETIZIA MAURO (Palermo) L. MAGAUDDA (Messina) - P. P. MARIANI (Roma) - G. MASSAZZA (Torino) - L. MICHELI (Boston) - P. PARISI (Roma) S. PECORELLI (Brescia) - A. PELLICCIA (Roma) - F. PIGOZZI (Roma) - C. G. ROLF (Sheffield) - P. ROCHECONGARD (Renne) E. ROVELLI (Milano) - R. 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Massidda M., Calò C., Corrias L., Vona G., Piras F., Folletti S., Scorcu M. 9 La valutazione della capacità di forza nel giovane calciatore e nel top level Sannicandro I. 55 Valutazione della correlazione tra l’attività sportiva e la sua influenza sulla frazione lipidica in ragazzi in età scolare: studio YUSAD Nikolic D., Petronic I., Milincic Z., Simeunovic S., Novakovic I., Nedeljkovic S., Cirovic D., Janic N. 21 Effetti dell’allenamento aerobico ed anaerobico sugli indici infiammatori nei ratti Mogharnasi M., Gaeini A. A., Sheikholeslami Vatani S., Faraji H. 63 Preoccupante diffusione del fumo del narghilè tra gli atleti Nakhostin-Roohi B., Valizadeh S. 71 31 La risposta apoptotica all’esercizio fisico di resistenza con differenti intensità negli atleti Nuoto e postura su terraferma: studio randomizzato controllato su un gruppo di nuotatori agonisti in età evolutiva Boroujerdi S. S., Rahimi R. Rondini D., Ceciliani A., Tentoni C., Drago E. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT XV INDICE 89 103 LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT FORUM Il cricket Giada F., Conte R., Pescatore V., Brugin E., Vettori M. P., Noventa D., Raviele A. Anedda A., Margonari U. 99 LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER SPORT NEI FASCICOLI XVI Le palpitazioni nell’atleta: gestione diagnostica e medico sportiva 112 CONGRESSI MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 64 March 2011 No. 1 CONTENTS 1 45 FUNCTIONAL ASSESSMENT AREA MEDICAL AREA Correlates of leg and abdominal fitness in university female students Angiotensin-converting enzyme gene does not contribute to genetic predisposition to elite soccer’s performance in Italians Amusa L. O., Goon D. T., Agbonjinmi A. P. Massidda M., Calò C., Corrias L., Vona G., Piras F., Folletti S., Scorcu M. 9 Evaluation of muscle strength in young and top-level soccer players Sannicandro I. 55 Evaluation of recreational physical activity correlation and influence on lipid fractions in school children: YUSAD study Nikolic D., Petronic I., Milincic Z., Simeunovic S., Novakovic I., Nedeljkovic S., Cirovic D., Janic N. 21 Effects of aerobic and anaerobic training on inflammatory markers in rats Mogharnasi M., Gaeini A. A., Sheikholeslami Vatani S., Faraji H. 63 Worrisome prevalence of waterpipe smoking among athletes Nakhostin-Roohi B., Valizadeh S. 71 31 The apoptotic response to resistance exercise with different intensities in athletes Swimming and posture on land: a randomized controlled trial on a group of children swimmers Boroujerdi S. S., Rahimi R. Rondini D., Ceciliani A., Tentoni C., Drago E. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT XVII CONTENTS 89 103 SPORT MEDICINE … FOR SPORT FORUM Cricket Anedda A., Margonari U. 99 SPORT MEDICINE … FOR SPORT IN PAST ISSUES XVIII Palpitations in atletes: diagnostics and sport medicine management Giada F., Conte R., Pescatore V., Brugin E., Vettori M. P., Noventa D., Raviele A. 112 CONGRESSES MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Functional assessment area Area valutazione funzionale MED SPORT 2011;64:1-8 Correlates of leg and abdominal fitness in university female students Relazione tra la fitness degli arti inferiori e dell’addome in studentesse universitarie L. O. AMUSA, D. T. GOON, A. P. AGBONJINMI Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science University of Venda, Thohoyandou, South Africa SUMMARY Aim. This study was designed to assess leg and abdominal fitness in the first set of female students admitted into programmes of study at the Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science, University of Venda, Thohoyandou, Limpopo Province, Republic of South Africa. Methods. Twelve female students admitted into the Centre were studied. The mean ± SD for age, body mass and stature were 20.00±2.31 years, 59.77±5.88 kg and 160.19±3.96 cm respectively. Complete anthropometric measurements of the subjects were taken using ISAK procedure. The following variables are reported in this study: seven skinfolds (SFs) and six girths. Leg fitness was assessed with standing broad jump (SBJ), vertical jump (VJ) and 50 meters run using standard procedures. Leg mechanical power (LMP) was computed from weight and time elapsed for 50 m. Abdominal fitness was assessed with bent-knee sit-up. Results. The following significant correlations were observed: sum of leg SFs and SBJ (-0.63), calf girth and LMP (0.83), upper thigh girth and LMP (0.73), middle thigh girth and LMP (0.64), sum of leg girths and LMP (0.78), middle thigh girth and SBJ (-0.63), mid-axilla and sit-up (0.66) and between supraspinale and sit-up (0.83). Definite correlational patterns were observed for leg and abdominal fitness. Conclusion. Our data suggest that our subjects are below average in leg and abdominal fitness Key words: Physical fitness - Exercise, statistics and numeral data - Leg. RIASSUNTO Obiettivo. Questo studio è stato disegnato per valutare la fitness della gamba ed addominale nel primo gruppo di studentesse ammesse ai programmi di studio presso il Centro di Biocinetica, for Biokinetics, Ricreazione e Scienze dello Sport, Università di Venda, Thohoyandou, Provincia di Limpopo, Repubblica del Sud Africa. Metodi. Dodici studentesse ammesse nel Centro sono state incluse nello studio. La media ± SD di età, massa corporea e altezza erano 20±2,31 anni, 59,77±5,88 kg e 160,19±3,96 cm rispettivamente. Le misure complete antropometriche dei soggetti sono state effettuate utilizzando la procedura ISAK. In questo studio, sono state riportate le seguenti variabili: sette pliche cutanee (SFs) e sei circonferenze. La fitness della gamba è stata valutata con il salto in lungo da fermo (SBJ), il salto verticale (VJ) e la corsa dei 50 metri utilizzando le procedure standard. La potenza meccanica della gamba (LMP) è stata calcolata dal peso e dal tempo impiegato nei 50 m. La fitness addominale è stata valutata con le flessioni a ginocchio flesso. Risultati. Sono emerse le seguenti significative correlazioni: somma delle SF di gamba e SBJ (-0,63), circonferenza del polpaccio e LMP (0,83), circonferenza della coscia superiore e LMP (0,73), circonferenza di mezza coscia e LMP (0,64), somma delle circonferenze di gamba e LMP (0,78), circonferenza di mezza coscia e SBJ (-0,63), emiascellare e flessione (0,66) e tra sopraspinale e flessione (0,83). Pattern di correlazione definiti sono stati osservati per la fitness di gamba e addominale. Conclusioni. I nostri dati indicano che i soggetti in esame sono sotto la media nella fitness di gamba e addominale. Parole chiave: Fitness - Esercizio fisico, statistiche e dati numerici - Gamba. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 1 AMUSA Leg and abdominal fitness R ecently, the importance of total body fat and body fat distribution has been highlighted as a major risk factor for both adults and children.1-3 Central adiposity has a negative impact on health that may be distinct from the known effects of generalized obesity.4 Additionally, the risks associated with android obesity (excess body fat, primarily in abdominal depots) are distinctly higher than those associated with gynoid obesity (excess body fat, primarily in peripheral depots such as the thighs and the legs). An upper body or centralized deposition of excess body fat carries an increased risk for obesity-related metabolic complications in adults,5 that includes hypertension, diabetes and cardiovascular disease.1, 6-8 Conversely, leg fat has consistently been found to be negatively associated with CDV risk factors.8, 9 This relationship between CVD risk and fat distribution may be especially important in women for many reasons. First, recent research has indicated that CVD is the leading cause of death among women, more than cancer.10 Second, while rates of CVD have gradually declined for men, similar trend has not been noticed in women.10 Therefore, timely prevention and treatment of especially trunk obesity have important health implication in women. Courses in Biokinetics, Recreation, Leisure and Sport Science were introduced in the University of Venda curricula in 2002. However, job prescriptions in biokinetics, sport and recreation require, at least, standing for long hours, and sometimes, through demonstrations, jogging, running, jumping or hiking. With regard to posture, practitioners ought to appreciate good posture if not serve as models. Moving sport and recreation in Africa into new frontiers would among other things, require not only competent personnel in the area of theory but also practitioners who are fit and have high appreciation for physical fitness. In this regard, this study was designed to assess leg and abdominal fitness in the first set of female students admitted for the programmes at the Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science. The underlying aim of this study was to determine their fitness baseline and motivate them to appreciate physical fitness and strive to keep fit throughout their programmes. R ecentemente, è stata sottolineata l’importanza della massa grassa corporea totale e della distribuzione del grasso corporeo come fattore di rischio maggiore sia per gli adulti che per i bambini 1-3. L’adiposità centrale ha un impatto negativo sulla salute che dovrebbe essere distinto dai noti effetti dell’obesità generalizzata 4. Inoltre, i rischi associati all’obesità androide (tessuto adiposo corporeo in eccesso, soprattutto nei depositi addominali) sono notevolmente superiori a quelli associati all’obesità ginoide (tessuto adiposo corporeo in eccesso, soprattutto nei depositi periferici come cosce e gambe). Il deposito del grasso corporeo in eccesso nella porzione superiore del corpo o a livello centrale determina un aumentato rischio di complicanze metaboliche obesità-correlate 5, tra cui l’ipertensione, il diabete e le malattie cardiovascolari 1, 6-8. Al contrario, il grasso nelle gambe è negativamente associato ai fattori di rischio CDV 8, 9. Questa relazione tra rischio CVD e distribuzione del grasso è particolarmente importante nelle donne per diverse ragioni. In primo luogo, recenti studi hanno dimostrato che CVD è la causa principale di morte tra le donne, più del cancro 10. In secondo luogo, mentre i tassi di CVD sono gradualmente scesi nei maschi, un simile trend non è stato osservato nelle donne 10. Pertanto, la prevenzione e il trattamento tempestivo dell’obesità centrale hanno importanti implicazioni in termini di salute nelle donne. Corsi di Biocinetica, Ricreazione, Tempo libero e Scienze dello Sport sono stati introdotti nei programmi dell’Università di Venda nel 2002. Tuttavia, prescrizioni in biocinetica, sport e ricreazione richiedono, almeno, di stare in piedi per molto tempo, e talvolta, attraverso dimostrazioni, jogging, corsa, salto o escursionismo. Relativamente alla postura, i medici dovrebbero apprezzare la buona postura ed essere dei modelli per la popolazione. Portare lo sport e la ricreazione in Africa verso nuove frontiere, tra l’altro, richiede non solo personale competente ma anche medici che apprezzino la fitness fisica. A tal riguardo, questo studio è stato disegnato per valutare la fitness della gamba e addominale basale nel primo gruppo di studentesse ammesse ai programmi del Centro di Biocinetica, Ricreazione e Scienze dello Sport, e per motivarle ad apprezzare la fitness fisica cercando di mantenersi in forma con i programmi dedicati. Materials and methods Materiali e metodi Subjects Soggetti Twelve female students were among the first set of students admitted for degree courses at Dodici studentesse, che erano nel primo gruppo di studenti ammessi ai corsi universitari, sono 2 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Leg and abdominal fitness AMUSA the center. Since the population can be reached, the 12 female students were studied. Informed consent was provided by all participants and they were thoroughly briefed of the procedure for data collection. The study design was approvated by ethics committee in our institution. Its aim was to create a general database on anthropometric and fitness profiles for students in the centre. This report is based on 10 female subjects as two of the subjects did not complete their assessment and tests at the time of this report. The means ± SDs for age, body mass and stature of the subjects were 20.00±2.31 years, 59.77±5.88 kg and 160.19±3.96 cm, respectively. state incluse nello studio. Tutte le partecipanti hanno dato il loro consenso informato dopo essere state messe al corrente in maniera esauriente delle procedure di raccolta dei dati. Il progetto dello studio è stato approvato da un comitato etico nel nostro Istituto. L’obiettivo era di creare un database generale dei profili antropometrici e di fitness per studenti del centro. I risultati di questo studio sono relativi a 10 soggetti poiché due studentesse non hanno completato la valutazione e i tests al momento della stesura dell’articolo. Le medie ± DS per età, massa corporea e altezza delle studentesse erano 20±2,31 anni, 59,77±5,88 kg e 160,19±3,96 cm rispettivamente. Anthropometry measurements Misurazioni antropometriche Full profile of the subjects’ anthropometric measurements was carried out in the Gymnasium located in the sport hall, University of Venda, using Rosscraft Centurion Kit. The following anthropometric variables are reported in this study: Seven skinsfolds (SFs), five on the trunk and two on the lower limb. The five trunk SFs are subscapular SF, midaxilla SF, abdominal SF, suprailiac SF and supraspinale SF. The two lower limb SFs are medial calf and front thigh SFs. The trunk SFs were summed to give sum of trunk skinfolds (∑TSFs) while the lower limb SFs were summed to give sum of leg skinfolds (∑LSFs). Six girths were also reported in this study, three each on the trunk and lower limb. The three trunk girths are chest, waist (minimum) and gluteal. The values of the three trunk girths were summed to give the sum of trunk girths (∑TGs) and the values of the three lower limb girths were summed to give the sum of leg girths (∑LGs). Skinfolds were measured with the Slim-Guide Skinfold Caliper (Creative Health Products) designed and manufactured by Rosscraft.11 The caliper can be read to the nearest 0.5 mm as a result of its visual scale. Lufkins metal tape was employed in the measurement of body girths. Anthropometric landmarks and procedures were as described and recommended by the International Society for the Advancement of Kinanthropometry (ISAK) and as reported by several authors.12, 13 All measurements were taken at the right side of the body. Each variable was measured thrice and the mean computed. Il profilo completo delle misurazioni antropometriche è stato ottenuto nella Palestra del Palazzetto dello Sport, Università di Venda, utilizzando il Rosscraft Centurion Kit. Sono state analizzate le seguenti variabili antropometriche: sette pliche cutanee (SFs), cinque del tronco e due degli arti inferiori. Le cinque SF del tronco erano sottoscapolare, emiascellare, addominale, sopraliaica e sopraspinale. Le due SF degli arti inferiori erano del polpaccio mediale e della coscia. Le SF del tronco sono state sommate per ottenere la somma ∑TSFs, mentre le SF dell’arto inferiore sono state sommate a dare la somma ∑LSFs. Sei circonferenze sono state analizzate in questo studio, tre ciascuna del tronco e dell’arto inferiore. Le tre circonferenze del tronco erano del torace, della vita (minimo) e del gluteo. I valori delle tre circonferenze del tronco sono stati sommati a dare la somma ∑TGs e i valori delle tre circonferenze dell’arto inferiore sono stati sommati a dare la somma ∑LGs. Le pliche cutanee sono state misurate con il SlimGuide Skinfold Caliper (Creative Health Products) disegnato e costruito da Rosscraft 11. Il dispositivo viene letto con un errore di 0,5 mm sulla sua scala visiva. Il nastro metallico di Lufkin è stato utilizzato nella misurazione delle circonferenze corporee. Gli aspetti e le procedure antropometrici fondamentali sono quelli descritti e raccomandati dalla “International Society for the Advancement of Kinanthropometry” (ISAK) e riportati da diversi autori 12, 13. Tutte le misurazioni sono state ottenute sul lato destro del corpo. Ciascuna variabile è stata misurata tre volte, e ne è stata calcolata la media. Physical performance Performance fisica Three physical performances tests were employed to assess leg fitness. These tests are Tre test di performance fisica sono stati utilizzati per valutare la fitness della gamba: il salto in lungo Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 3 AMUSA Leg and abdominal fitness Table I.—Means and standard deviations of anthropometric and performance variables in female students (N.=10). Tabella I.—Medie e deviazioni standard di variabili antropometriche e di performance tra le studentesse (N.=10). Variables s.d. Range 13.56 13.05 13.75 13.90 11.55 65.81 3.29 2.43 3.17 5.33 1.89 12.17 11.0-19.5 9.5-16.5 7.0-17.5 7.5-24.0 8.0-14.0 45.5-81.5 18.40 30.40 48.0 3.86 10.56 14.00 13.5-24.0 20.5-51.0 31.5-64.0 84.91 73.81 96.37 255.09 3.41 3.64 6.27 8.91 78.3-89.7 67.4-81.0 87.7-107.4 234.7-266.1 59.23 54.10 34.29 147.62 0.77 4.61 3.80 2.31 9.90 0.07 52.1-67.4 48.2-59.9 32.1-37.2 133.2-162.0 0.66-0.86 170.30 29.70 9.85 304.65 19.38 5.48 0.83 26.73 139.0-182.0 21.0-37.0 8.75-11.12 265.23-350.11 Abdominal performance Bent-knee sit-up, 18.00 no/m 8.92 02-26 Trunk SF Subscapular (mm) Medaxialla (mm) Abdomen (mm) Suprailiac (mm) Supraspinale (mm) ∑7SFs (mm) Leg SFs: Calf (mm) Mid-thigh (mm) ∑LSFs (mm) Trunk Girths: Chest (cm) Waist (min.) (cm) Gluteal (cm) ∑TGs (cm) Leg girth: Thigh (upper) (cm) Thigh (middle) (cm) Calf (medial) (cm) ∑LGs (cm) WHR Leg performance: SBJ (cm) VJ (cm) 50 m, s Leg power, kg-m/s Mean s.d.: standard deviation; WHR: Waist-hip ration; SBJ: standing broad jump; VJ: vertical jump. standing broad jump (SBJ), vertical jump (VJ) and 50 m sprint. Both SBJ and VJ are designed to measure explosive leg power.14, 15 In SBJ body mass is explosively propelled forward in the horizontal plane while in VJ body mass is explosively propelled upward vertically. VJ evaluates the power of the extensor muscles of the hips, knees and ankles.16 The 50-m sprint was used to measure leg speed. SBJ has a testretest reliability of 0.96 17 while VJ has a reliability coefficient of 0.90.18 SBJ was administered using the procedure described by Miller.14 VJ was administered as described and used by 4 Table II.—Correlations between trunk skinfolds (SF) and girth and abdominal muscle endurance. Tabella II.—Correlationi tra pliche cutanee (SF) e circonferenze del tronco e resistenza dei muscoli addominali. Variables VS. AME Skinfolds (SFs) Subscapular SF Suprailiac SF Abdominal SF ∑TSFs Midaxillary SF Supraspinale SF Girths ∑TGs Gluteal girth Waist (min) girth Chest girth WHR VS 0.18 0.26 0.35 0.51 0.66* 0.83* -0.24 0.28 -0.53 -0.59 -0.51 * Significant at P≤0.05; critical value=2.306. da fermo (SBJ), il salto verticale (VJ) e lo sprint sui 50 m. Entrambi i SBJ e VJ sono disegnati per misurare la potenza esplosiva della gamba 14, 15. Nel SBJ, la massa corporea è spinta in avanti in maniera esplosiva nel piano orizzontale, mentre nel VJ la massa corporea viene spinta in maniera esplosiva verticalmente verso l’alto. Il VJ valuta la potenza dei muscoli estensori delle anche, delle ginocchia e delle caviglie 16. Lo sprint sui 50 m è stato utilizzato per misurare la velocità delle gambe. Il SBJ ha una affidabilità test-retest di 0,96 17 mentre il VJ ha un coefficiente di affidabilità di 0,90 18. SBJ è stato effettuato come descritto da Lees et al.19, 20 Lo sprint sui 50m è stato effettuato allo stadio dell’Università e misurato con cronometro elettronico. La fitness addominale è stata valutata con le flessioni a ginocchio flesso in un minuto, utilizzando la procedura descritta da Morrow (Jnr.) et al.21 L’ordine dei test era tale da evitare l’affaticamento di un particolare gruppo di muscoli. Il VJ è stato somministrato per primo, seguito dalle flessioni a ginocchia flesse e dal SBJ, mentre lo sprint sui 50 è stato effettuato per ultimo. Analisi dei dati Il rapporto vita/fianchi (WHR) è stato calcolato dai valori della circonferenza dell’addome e dei glutei. La potenza meccanica della gamba (LMP) è stata calcolata dalla massa corporea e dal tempo impiegato sui 50 m. I dati raccolti sono stati analizzati utilizzando la statistica descrittiva e il MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Leg and abdominal fitness AMUSA Table III.—Correlations between leg skinfolds (SFs) and girths and measures of leg fitness Tabella III. — Correlationi tra pliche cutanee (SF) e circonferenze della gamba e misurazioni di fitness della gamba. Variables VS. AME VS Leg SFs Calf Sf vs. LMP Calf SF vs. VJ Calf SF vs. SBJ Calf SF vs. 50m Midthigh Sf vs. VJ Midthigh SF vs. 50m Midthigh vs. LMP Midthigh vs. SBJ ∑LSFs vs. VJ ∑LSFs vs. 50m ∑LSFs vs. LMP ∑LSFs SBJ Variables VS Leg girths Thigh (upper) vs. 50m Thigh (upper) vs. VJ Thigh (upper) vs. SBJ Thigh (upper) vs. LMP Thigh (middle) vs. 50m Thigh (middle) vs. VJ Thigh (middle) vs. SBJ Thigh (middle) vs. LMP Calf vs. VJ Calf vs. 50m Calf vs. SBJ Calf vs. LMP ∑LGs vs. 50m ∑LGs vs. VJ ∑LGs vs. SBJ ∑LGs vs. LMP 0.20 -0.48 -0.58 0.58 -0.15 0.31 0.47 -0.62 -0.25 0.39 0.42 -0.63* 0.16 -0.17 -0.41 0.73* 0.31 -0.34 -0.63* 0.64* -0.03 0.06 -0.19 0.83* 0.21 -0.22 -0.49 0.78* *Significant at P≤0.05; critical value: 2.306. Lees et al.19 ,20 50-m sprint was administered at the University stadium and timed with electronic stop watch. Abdominal fitness was assessed with one minute bent-knee sit-up. The procedure described by Morrow ( Jr) et al.21 was employed in the administration of sit-up. The order of testing was such that fatigue to a particular muscle group was avoided. VJ was administered first, followed by bent-knee sit-up and SBJ, while 50-m sprint was administered last. Statistical analysis Waist-hip-ratio (WHR) was computed from waist and gluteal circumference (girth) measures. Leg mechanical power (LMP) was computed from body mass and time lapsed for 50 m. The data collected were analysed using descriptive statistics and Pearson Product Moment Correlation Coefficient (PPMCC). The level of significance was set at P≤0.05. Results The results of this study are shown in Tables I-III. Table I shows the means and standard deviations of anthropometric and performance variables. Table II shows the correlation coefficients (rs) between trunk anthropometric vari- Vol. 64 - N. 1 Pearson Product Moment Correlation Coefficient (PPMCC). Il livello di significatività statistica è stato posto per P≤0,05. Risultati I risultati di questo studio sono riportati nelle Tabelle I-III. La Tabella I riporta le medie e deviazioni standard delle variabili antropometriche e di performance. La Tabella II mostra i coefficienti di correlazione (r) tra le variabili antropometriche del corpo e la resistenza muscolare addominale (AME). Nella Tabella III, sono riportati i coefficienti r tra variabili antropometriche della gamba e misure della fitness della gamba. Le misurazioni delle SF del tronco variavano da 11,55±1,89 mm per la SF sopraspinale a 13,09±5,33 mm per quella soprailiaca. La SF sopraspinale ha riportato la minor variabilità, mentre la SF soprailiaca era la più variabile tra i soggetti in studio. Le medie delle SF della gamba erano 18,40±3,86 mm e 30,40±10,56 mm per la SF del polpaccio e la SF di mezza coscia, rispettivamente. Tra tutte le SF del tronco e della gamba, la SF di mezza coscia era la più variabile tra i soggetti (Tabella I). Le medie delle circonferenze del tronco variavano da 73,81±3,64 cm per la vita (minimo) a 96,37±6,27 cm per la circonferenza glutea. La MEDICINA DELLO SPORT 5 AMUSA Leg and abdominal fitness ables and abdominal muscle endurance (AME). In Table III are the rs between leg anthropometric variables and measures of leg fitness. Mean trunk SF measures varied from 11.55±1.89 mm for supraspinale SF to 13.09±5.33 mm for suprailiac SF. Supraspinale SF showed the least variation while suprailiac SF varied widely amongst the subjects. The means of leg SFs were 18.40±3.86 mm and 30.40±10.56 mm for calf SF and mid-thigh SF respectively. Of all trunk and leg SFs, mid-thigh SF variedly widely amongst the subjects (Table I). The means of trunk girths vary from 73.81±3.64 cm for waist minimum to 96.37±6.27 cm for gluteal girth. Gluteal girth revealed the highest variation. Mean leg girths vary from 34.29±2.31 cm for calf girth to 59.23±4.61 cm for thigh (upper) girth. Out of the three leg girths, thigh (upper) girth revealed the highest variation. Considering the mean values of 30.40±10.56 mm for midthigh SF and 54.10±3.80 cm for mid-thigh girth, we concluded that our subjects carry more subcutaneous fat in the thigh which varied widely amongst them. Our data suggest gynoid fat patterning in these subjects. This is expected since our subjects are females. Central fat deposition has repeatedly been associated with cardiovascular disease (CVD) risk factors and metabolic complications.1-3, 7, 8, 22 Conversely, leg fat has consistently been found to be negatively associated with CDV risk factors.8, 9 A WHR of 0.77 suggest lower body segment fat patterning. The mean SBJ was 170.30±19.38 cm while the mean VJ performance was 29.70±5.48 cm. The mean time for 50 m sprint was 9.85±0.83 s while the mean bent-knee sit-up was 18.00±8.29. Our subjects varied widely in SBJ and AME. The observed wide variations in leg fitness were attributed to differences in subcutaneous thigh fat. All trunk SFs revealed positive correlations with AME with values increasing from subscapular SF (r=0.18) to supraspinale SF (r=0.83). Significant positive correlations were observed between mid-axillary SF (r=0.66) and supraspinale SF (r=0.83) and AME. These findings are unexpected and suggest that trunk subcutaneous fat contributes very little, if any, to sit-up performance. Out of the three trunk girths only gluteal girth revealed positive correlation (r=0.28) with AME ∑TGs, waist (min) and chest girths revealed non-significant inverse relationships with AME with chest girth revealing the highest relationship (r=-0.59); the magnitude of the negative relationship between waist and AME was -0.53 (Table II). 6 circonferenza glutea ha riportato la massima variabilità interindividuale. Le circonferenze medie di gamba variavano da 34,29±2,31 cm per il polpaccio a 59,23±4,61 cm per la coscia (superiore). Tra le tre circonferenze della gamba, quella della coscia (superiore) ha riportato la massima variabilità. Considerando i valori medi di 30,40±10,56 mm per la SF di mezza coscia e 54,10±3,80 cm per la circonferenza di mezza coscia, le studentesse in studio avevano più grasso sottocutaneo nella coscia con ampia variabilità interindividuale. I nostri dati indicano un pattern di deposito di grasso ginoide in questi soggetti. Ciò era atteso essendo i soggetti in studio delle donne. Il deposito centrale di grasso è stato ripetutamente associato a patologie cardiovascolari (CVD) e complicanze metaboliche 1-3, 7, 8, 22. Al contrario, il grasso a livello delle gambe è associato negativamente a CDV 8, 9. Un WHR di 0,77 indica il deposito di grasso a livello della porzione inferiore del corpo. Il SBJ medio era 170,30±19,38 cm, mentre la performance media di VJ era 29,70±5,48 cm. Il tempo medio per lo sprint sui 50 m era 9,85±0,83 s mentre le flessioni a ginocchio flesso medie erano 18±8,29. Vi erano notevoli differenze interindividuali per SBJ e AME. Le ampie variazioni osservate nella fitness della gamba sono state attribuite alle differenze nel grasso sottocutaneo nelle cosce. Tutte le SF del tronco hanno dimostrato correlazioni positive con AME, con valori crescenti dalla SF sottoscapolare (r=0,18) alla SF sopraspinale (r=0,83). Correlazioni positive significative sono state osservate tra la SF medioascellare (r=0,66) e la SF sopraspinale (r=0,83) e AME. Questi risultati sono stati inaspettati e indicano che il grasso sottocutaneo a livello del tronco contribuisce molto poco, se non per nulla, alla performance di flessioni. Delle tre circonferenze del tronco, solo la circonferenza glutea ha mostrato una correlazione positiva (r=0,28) con AME. ∑TGs, vita (min) e circonferenze toraciche hanno evidenziato relazioni inverse non significative con AME con la circonferenza del torace che aveva la massima relazione (r=-0,59); l’entità della relazione negativa tra vita e AME era -0,53 (Tabella II). Un pattern di correlazione definito è stato stabilito dalle SF del tronco e le circonferenze del tronco con AME. Tutte le SF del tronco correlavano positivamente con AME, mentre tutte le circonferenze del tronco, eccezion fatta per la circonferenza glutea, correlavano negativamente con AME. Questi risultati pongono una domanda circa la MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Leg and abdominal fitness AMUSA Discussion A definite correlation pattern was established by trunk SFs and trunk girths with AME. All trunk SFs correlated positively with AME while all trunk girths, except gluteal girth, correlated negatively with AME. These findings pose a question about gluteal girth: Is gluteal girth correctly classified as a trunk girth? A definite correlational pattern was revealed between leg anthropometric variables and measures of leg fitness. Leg anthropometric variables correlated positively with both 50-m sprint and LMP while they correlated inversely with VJ and SBJ (Table III). ∑LSFs revealed significant negative correlation with SBJ (r=-0.63). A significant negative relationship was also observed between thigh (middle) girth and SBJ. Positive and significant relationships were observed between upper thigh girth (r=0.73), mid-thigh girth (r=0.64), calf girth (r=0.83) and ∑LGs (r=0.78) and LMP (Table III). Our data suggest that increase in abdominal girth results in poor abdominal fitness. These results further suggest that increases in thigh and calf muscles contribute positively to leg fitness. Compared with the norms reported by Davis et al.15 and Davis et al.16 our subjects are below average in abdominal and leg fitness. These findings are attributed to a composite factor which include the lack of Physical Education in the secondary school system in South Africa, stereotyping of female athletes in South Africa 23 and parental reinforcement of gender roles in black African society.24 Limits of the study One potential limitation of this study was the small sample used. This was likely to be so as only few students were offered admission into the University’s newly created programs of Biokinetics, Recreation and Sport Science. Nevertheless, it should be realized that the underlying aim of the study was to assess the leg and abdominal fitness of the students, in order to determine their fitness baseline and motivate them to appreciate physical fitness and strive to keep fit throughout their programs. Conclusions Our findings have implications for training for leg and abdominal fitness in young women. Vol. 64 - N. 1 circonferenza glutea: “La circonferenza glutea è correttamente classificata come circonferenza del tronco?” È stato riscontrato un pattern di correlazione definito tra le variabili antropometriche della gamba e le misure di fitness della gamba. Le variabili antropometriche della gamba correlavano positivamente con lo sprint sui 50m e con LMP, mentre correlavano negativamente con VJ e SBJ (Tabella III). Discussione La ∑LSFs aveva una correlazione negativa significativa con SBJ (r=-0,63). Una significativa relazione negativa è stata anche osservata tra la circonferenza di coscia (a metà) e SBJ. Relazioni positive significative sono state osservate tra la circonferenza di coscia superiore (r=0,73), media (r=0,64), di polpaccio (r=0,83) e ∑LGs (r=0,78) e LMP (Tabella III). I nostri risultati indicano che un aumento della circonferenza addominale esita in scarsi risultati di fitness addominale, e che l’aumento dei muscoli di coscia e del polpaccio contribuiscono positivamente alla fitness della gamba. Rispetto ai modelli riportati da Davis et al.15, 16 i soggetti del nostro studio erano sotto la media per la fitness addominale e della gamba. Questi risultati sono attribuibili a diversi fattori tra cui la mancanza di Educazione fisica nel sistema scolastico secondario del Sud Africa, stereotipo delle atlete in Sud Africa 23 e rinforzo dei genitori dei ruoli di genere nella società africana nera 24. Limiti dello studio Un limite di questo studio è rappresentato dal ristretto campione analizzato. Ciò è dovuto al fatto che solo alcuni studenti sono stati ammessi ai nuovi programmi di Biocinetica, Ricreazione e Scienze dello Sport istituiti all’Università. Nonostante ciò, si deve ricordare che l’obiettivo dello studio era di valutare la fitness della gamba e addominale delle studentesse, al fine di determinarne i valori di base e motivarle ad apprezzare la fitness fisica e a cercare di mantenersi in forma attraverso i programmi proposti. I nostri risultati hanno implicazioni nell’allenamento per la fitness della gamba e addominale nelle giovani donne. Le campagne di prevenzione e di trattamento che si focalizzano sui pericoli cor- MEDICINA DELLO SPORT 7 AMUSA Leg and abdominal fitness This finding suggests that prevention and intervention campaigns focusing on the dangers of trunk obesity should target generally women in this university community. The take-home message would be that preferential abdominal fat accumulation is detrimental to human health. It predisposes one to CVD and metabolic risk factors. References/Bibliografia 1) Conoy D, Boekholdt SM, Wareham N, Luben R, Welch A, Bingham S et al. 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E-mail: [email protected] 8 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 MED SPORT 2011;64:9-20 Evaluation of muscle strength in young and top-level soccer players La valutazione della capacità di forza nel giovane calciatore e nel top level I. SANNICANDRO Motor Sciences, University of Foggia, Foggia, Italy SUMMARY Aim. The study to assess the strength levels in soccer highlight differences between the junior categories and the top level in Italy. To check also the progress of the strength levels in young players to understand if the player of “Primavera” class has the strength ability in order to participate and compete in the greatest national championship. Methods. The study was conducted on a sample of players (N.=98) of professional Italian team of first national division, belonging to the categories Allievi, Beretti, Primavera and the first team. The evaluations were conducted with Ergojump platforms, protocols Squat Jump, Counter Movement Jump and Drop Jump, and Ergopower for measuring power values of the leg extensor muscles with a leg press. Results. The force values expressed by SJ, CMJ and DJ showed an increase in all junior teams with a statistical significance (P<0.01). The values of muscle power shown by the top players show a good fit despite the commitments of national and international racing calendar planned for the winter season. Check the values of strength in its various forms is a priority in the athletic training of the player. Both the young player that the top level athletes express better performance by maintaining adequate standards of strength. Conclusion. The transition to the first team is completing in the last year of the Primavera class. The force values of young player of “Primavera” class is ready to compete in the Italian national premier league. Key words: Soccer - Strength - Evaluation studies as topic. RIASSUNTO Obiettivo. Lo studio si prefigge di valutare i livelli di forza nel calcio evidenziando differenze tra le categorie giovanili e il top level in Italia. Si vuole verificare se il calciatore della categoria Primavera presenta i prerequisiti di forza per poter partecipare e competere nel massimo campionato nazionale. Metodi. Lo studio è stato condotto su un campione di calciatori (N.=98) tesserati con una squadra professionistica italiana della massima serie nazionale, appartenenti alle categorie Allievi, Berretti, Primavera e prima squadra. Le valutazioni sono state condotte con pedane Ergojump, protocolli Squat Jump, Counter Movement Jump e Drop Jump. Risultati. I valori di forza espressi mediante SJ, CMJ e DJ evidenziano un incremento prestativo dalla categoria Allievi a quella Primavera con una significatività statistica (P<0,01). I dati ottenuti nella categoria Primavera nei test di salto DJ non presentano differenze con quelli ottenuti dai Top Level. Verificare i valori di forza nelle sue diverse espressioni costituisce un obiettivo prioritario nell’ambito della preparazione atletica del calciatore. Sia il giovane calciatore che l’atleta Top Level esprimono performance migliori attraverso il mantenimento di adeguati standard di forza. Conclusioni. La transizione in prima squadra avviene al termine dell’ultimo anno del campionato Primavera. Il giovane calciatore della categoria Primavera presenta valori di forza molto vicini al calciatore Top Level e pertanto è pronto motoriamente per competere nella massima serie nazionale. Parole chiave: Calcio - Forza - Studi di valutazione. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 9 SANNICANDRO A Evaluation of muscle strength in soccer players nalysis of muscle strength and its components holds interest for the fields of motor and sports training.1-64 An unsolved problem in soccer training is the analysis of muscle strength in players participating in the final youth championships, i.e., the [Primavera]Under-XX category, in order to decide whether a player has the prerequisites for moving up to the first team at the end of the Under-XX championships year. A player’s progression from the [Allievi]Under-XX to the [Berretti]Under-XX to the [Primavera]Under-XX category is prepared through the development of technical, tactical and physical capabilities that will enable the young player to compete in the top national series without the risk of loss in performance or of sustaining injury.24, 26, 54 In professional youth soccer, motor characteristics can be described through the use of a variety of assessment methods, each with its own external and internal reliability and validity.6, 36, 37, 51, 55 Strength training is key to sports performance whatever the player’s level: the player’s activity profile and recent evidence from the performance model have singled out strength and aerobic power as the qualities most needed for playing soccer.7, 13, 39, 40, 56-67 The soccer player relies on strength to increase sport-specific performance during typical movements: jumping, kicking, acceleration and deceleration.15, 42, 46, 49, 58, 59, 62-70 For these reasons, muscle strength assessment 2, 7, 10, 11, 17 and methodologies that measure strength qualities are active fields of research into the athletic preparation of soccer players,3, 5, 7, 9, 59 children engaged in team sports,2, 4, 62, 67 and motor training in children.34, 35 Research into the development of muscle strength is informed by an understanding of the correlation between muscle strength and running speed, which is why some studies have focused on the force-velocity relationship.10, 11, 16 Studies have demonstrated a correlation between explosive force and velocity defined as the ability to execute rapid accelerations.14, 47 However, the relationship between strength and soccer-specific movements is not so clear cut: the kick force appears to be more closely correlated with the ability to accelerate the body before executing the kick rather than the force of the forward jump as measured by the standing broad jump.62 Equally important for appreciating the problem are studies that have identified muscle strength as the chief prerequisite for soccer per- 10 L ’analisi della capacità di forza e delle sue differenti espressioni costituisce un tema di approfondimento per tutta la formazione motoria e sportiva giovanile 1-64. Nell’ambito della formazione sportiva calcistica un problema aperto riguarda l’analisi dei livelli di forza presenti in calciatori partecipanti all’ultimo campionato giovanile, ossia la categoria Primavera, per comprendere se il calciatore in formazione possieda quei prerequisiti di cui dovrà presto disporre al momento della transizione in prima squadra. La transizione in prima squadra, infatti, avviene al termine dell’ultimo anno del campionato Primavera. La costruzione pluriennale del calciatore attraverso i differenti campionati giovanili, le cosiddette categorie denominate Allievi e Berretti prima, e Primavera poi, mira proprio alla promozione di quei prerequisiti tecnici, tattici ma soprattutto condizionali che potranno condurre il giovane a poter competere nelle massime serie nazionali senza il rischio di incorrere o in scadenti prestazioni o, peggio, in infortuni 24, 26, 54. Nell’ambito dei settori giovanili professionistici è possibile descrivere le caratteristiche motorie del calciatore affidandosi a differenti metodi di valutazione che presentano altrettanto differenti livelli di affidabilità e validità sia esterna che interna 6, 36, 37, 51, 55. L’allenamento della forza è indispensabile per garantire la prestazione del calciatore a qualunque livello: il profilo fisiologico del calciatore e le recenti conoscenze relative al modello di prestazione individuano nella forza e nella potenza aerobica i presupposti funzionali maggiormente implicati nel gioco del calcio 7, 13, 39, 40, 56-67. Il calciatore ricorre alla capacità di forza per incrementare la prestazione sport-specifica relativamente alle gestualità a cui maggiormente fa ricorso: si pensi al saltare, al calciare, alle accelerazioni e alle decelerazioni 15, 42, 46, 49, 58, 59, 62-70. Per tali motivi sia la valutazione delle differenti espressioni della capacità di forza 2, 7, 10, 11, 17, sia gli aspetti metodologici costituiscono temi di ricerca molto indagati nella letteratura specifica che affronta la preparazione atletica del calciatore 3, 5, 7, 9, 59, dei giovani che praticano sport di squadra 2, 4, 62, 67, della formazione motoria del soggetto in età evolutiva 34, 35. L’interesse, infatti, nei riguardi dell’evoluzione della capacità di forza è giustificato dalle conoscenze relative alla correlazione esistente tra alcune espressioni di tale capacità e la velocità di corsa, motivo per cui per alcuni Autori è importante analizzare la relazione forza-velocità 10, 11, 16. Esistono infatti studi che dimostrano la corre- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Evaluation of muscle strength in soccer players formance already in young players.18, 25, 26 Specific strenuous exercise such as high-intensity exercise for 45 min, or about the same duration of a soccer match, induce a marked reduction in strength qualities in jumping and a net increase in ground-reaction forces on ground contact.44 Reduced electromyographic activity of some muscle groups of the lower limbs, together with a moderate capability to reutilize stored elastic energy after only 45 min of specific activity raises important questions about the role of strength training in youth soccer.44 Analysis of the development of strength in children and its relationship with training and competition season phases is an interesting line of research into injury prevention.26, 54 The established link between strength training and injury prevention should inform training programs and planning of program content.26 Studies on youth soccer and youth sports in general have attempted to define optimal conditions for developing muscle strength and the training strategies to be implemented.33-35, 65 In Italy, research on strength training in children starting soccer has gained increasing interest over the last 15 years. Analysis of strength qualities, evaluation of training protocols, and the relationship between different aspects of jumping ability have furnished trainers and coaches with a wealth of data.9, 20, 32, 38, 60, 61, 64, 68 There is also scientific evidence for the interplay between modulation, planning of load force, and the risk of injury in the preparation of young soccer players:60-62 a coefficient variation of elasticity >2-4.2% has been found to significantly reduce the risk of musculotendinous injury.53, 65 Equally important is the need to understand the effect training of other strength qualities on the kick force.28, 29 Strength is a conditional capability that peaks at about age 15 years, which in soccer corresponds to the Allievi category, an age when coordination capabilities are fully developed. Adaptation in children is determined by two principal factors: growth and stress induced by workload and exercise volume and intensity. Studies on the relationship between training-competition volume and muscle strength suggest the need for corrective methodologies in training programs. Attempts have been made to describe the effects of match schedules on a sample of young soccer players (N.=100) from various teams. The study 1 found differences in the performance of active and reserve players by measuring Vol. 64 - N. 1 SANNICANDRO lazione tra forza esplosiva e velocità intesa come capacità di eseguire rapide accelerazioni 14, 47. Tuttavia, il rapporto tra la capacità di forza e la gestualità relativa al calcio non appare così diretto: la forza di calcio, infatti, sembra maggiormente correlata alla capacità di accelerare il corpo prima di calciare, piuttosto che alla forza di salto in avanti misurata mediante salto in lungo da fermo 62. Altrettanto utili alla comprensione del problema sono i lavori che individuano nella capacità di forza un presupposto indispensabile alla realizzazione della performance calcistica già dal settore giovanile 18, 25, 26. L’esercizio strenuo specifico rappresentato da esercitazioni ad elevata intensità di durata pari ad un solo un tempo di gara (circa 45 min) evidenzia nei giovani calciatori una significativa riduzione di alcune espressioni di forza relative al salto ed un importante incremento dei valori di forza reattiva al suolo nella presa di contatto 44. La riduzione dell’attività elettromiografica a carico di alcuni muscoli dell’arto inferiore unitamente alla modesta capacità di riutilizzare l’energia elastica stoccata dopo solo 45 minuti di attività specifica impongono una seria riconsiderazione del ruolo del training di forza già nei settori giovanili calcistici 44. L’analisi dell’evoluzione della forza in età giovanile ed i suoi rapporti con le fasi della stagione costituisce pertanto un interessante filone di ricerca ai fini della prevenzione degli infortuni 26, 54. La relazione tra training di forza e prevenzione degli infortuni è riconosciuto in letteratura ed impone una programmazione ed una distribuzione dei contenuti molto attenta 26. Nell’ambito del calcio giovanile e dello sport giovanile in generale la letteratura diviene ancora più attenta per tentare di individuare i momenti particolarmente favorevoli allo sviluppo della capacità di forza e, di conseguenza, le strategie di training da adottare 33-35, 65. In Italia, la descrizione dell’andamento dei livelli di forza nell’avviamento al calcio costituisce un tema di approfondimento molto attuale negli ultimi 15 anni: sia l’analisi di alcune espressioni della capacità di forza, sia la valutazione della presentazione di alcuni protocolli di training, sia il rapporto tra differenti aspetti della capacità di salto hanno permesso ai tecnici ed ai preparatori di poter disporre di un congruo numero di dati 9, 20, 32, 38, 60, 61, 64, 68. Il rapporto tra modulazione, organizzazione del carico di forza e rischio di infortunio rappresenta una forte evidenza scientifica anche nella preparazione atletica destinata al settore giovanile calcistico 60-62. Sembra pertanto determinante per il giovane calciatore presentare dei valori di coefficiente di MEDICINA DELLO SPORT 11 SANNICANDRO Evaluation of muscle strength in soccer players vertical jump height (35.7 versus 35 cm, respectively) and suggested the need to devise specific strength training to improve force development in reserve players. With the wider availability of scientific data on force development in children, training can now be more appropriately programmed. Various studies have demonstrated through use of the countermovement jump (CMJ) test that the jumping ability evolves similarly in males and females up to the age of 13 years, after which the force curve for the males differs markedly from that of the females owing to hormonal differences, and the greater production of testosterone in particular.56 Accordingly, the vertical jump height, as an expression of muscle strength, follows the same trend.11 Studies on relative force, i.e., the relationship between force exerted and body weight, have shown that children can develop relative force parallel to or sometimes even superior to that of adults, thus dismissing the commonly held notion that strength training is inappropriate for growing children. In contrast, children appear to encounter more difficulty in building muscle mass than other age groups.13 Recent studies on strength development and improvement have found that the most important biological variable for defining the age at which the body is most sensitive to force development appears to be the peak growth year, i.e., the year during which a growth spurt occurs.54 It has also been shown that in subjects between 12.5 and 14.5 years of age, the increases in force on the vertical jump as measured by the Bosco test were detectable but, unlike those measured in subjects 15.5 years of age, the differences were not statistically significant.67 It has been hypothesized that increases in muscle mass and testosterone levels during postpuberty parallel a greater efficiency in muscle motor unit recruitment and intra- and intermuscular coordination.52 This evolution of the prerequisites for muscle strength enable young athletes to build other motor capabilities which, in turn, constitute the prerequisites for improving other capabilities, and velocity in particular: increased step velocity and step length.63, 67 Available data show a progressive increase in explosive power (expressed in W/kg body weight) in the 13-18-year age group. Confirming this descriptive analysis is the positive and statistically significant correlation (r=0.73) between age and relative power (W/kg) in the same age group.60 12 elasticità superiori al 2-4,2% per poter significativamente ridurre la probabilità di incorrere in un trauma di natura muscolo-tendinea 53, 65. Altrettanto avvertita è l’esigenza di comprendere l’influenza che il training condotto per l’evoluzione di altre capacità possa determinare a carico della capacità di forza nel calcio 28, 29. La forza è una capacità condizionale che vede il suo sviluppo più marcato verso i 15 anni, che nel calcio corrisponde alla categoria allievi, età in cui sono del tutto consolidate le capacità coordinative. Gli adattamenti in età giovanile sono riconducibili a due principali ordini di fattori: la maturazione e le sollecitazioni provenienti dai parametri del carico, volume ed intensità su tutti. Lo studio del rapporto esistente tra volumi di allenamento-gara e sviluppo della capacità di forza sembra indicare la necessità di introdurre correttivi metodologici nell’ambito della programmazione del giovane calciatore In ambito giovanile infatti si è tentato di descrivere anche gli effetti determinati da differenti volumi di gara su un campione di giovani calciatori (N.=100) appartenenti a diverse squadre del settore giovanile: gli autori hanno messo in risalto le differenze prestative tra titolari e riserve, attraverso la rilevazione dei valori di elevazione del c.d.g. 1. Tali differenze hanno mostrato nel salto verticale valori di 35,7 cm per i titolari e di 34 cm per le riserve, giungendo a stabilire un ciclo d’allenamento specifico per la forza che mirasse all’incremento della stessa nei giovani calciatori meno impiegati in gara. Grazie alla diffusione delle più recenti pubblicazioni scientifiche riguardanti lo sviluppo della forza in età evolutiva, diventa possibile programmare più correttamente l’allenamento dei giovani. Vari studi hanno dimostrato, utilizzando il test del Counter Mouvement Jump (CMJ),che la capacità di elevazione di maschi e femmine evolve nella stessa maniera fino a 13 anni. In seguito la curva dei soggetti maschi si distanzia nettamente da quella femminile a causa dei parametri ormonali e in particolare dalla produzione di una maggiore quantità di testosterone 56. Di conseguenza, la capacità di elevazione del centro di gravità, essendo un’espressione della capacità di forza, assume il medesimo andamento 11. Per quanto concerne la forza relativa, intesa come la risultante del rapporto tra forza espressa e peso corporeo, i lavori di ricerca hanno evidenziato come i giovani fanno registrare gli stessi progressi (e talvolta persino superiori) rispetto agli atleti adulti, sfatando sostanzialmente alcuni luoghi comuni che vorrebbero banditi gli esercizi di forza in età evolutiva. Di contro sembra che i giovani in- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Evaluation of muscle strength in soccer players Table I.—The categories and the anthropomorphic data of the sample Tabella I. — Categorie e dati antropomorfici del campione. N. of players Age (yrs) Allievi 24 17.2±1.1 173.6±4.1 66±4.3 Berretti 21 18.4±0.6 176±3.6 72±2.9 Primavera 23 18.5±0.9 176±4.0 71±3.2 Top level 30 26.8±2.4 181.5±3.3 76.7±4.1 Category weight Height (cm) Body(kg) Plus-minus values are means ±SD. The aim of this study was to analyze variables of muscle strength in soccer to determine whether soccer players on professional youth teams possessed the prerequisites for promotion to the top national championship (Series A). Materials and methods Study population The study population was soccer players (N.=98) associated with a top professional Italian national series. Table I reports the categories and the anthropomorphic data of the sample. All subjects were informed about the study purposes and procedures and they gave their consent. Materials Vertical jump force tests were conducted using a force platform (Globus Italia) and following the protocols for the squat jump (SJ), countermovement jump (CMJ), and drop jump (DJ). Protocol The pre-test assessments were performed in early October and the post-test assessments in early April. All tests were performed at the same time and on the same day after the same warmup exercises. crementano la massa muscolare con più difficoltà rispetto alle altre fasce d’età 13. Gli studi relativi allo sviluppo ed evoluzione della forza riportati nelle più recenti ricerche scientifiche mostrano come il riferimento biologico più importante per individuare il momento più sensibile all’evoluzione della capacità di forza sembra essere costituito dall’anno in cui si registra il cosiddetto picco di crescita, vale a dire l’anno in cui il giovane mostra i maggiori incrementi staturali 54. Alcuni lavori sperimentali infatti precisano che nell’intervallo tra 12,5 e 14,5 anni pur evidenziandosi aumenti di forza nella prestazione del salto verticale mediante protocolli di valutazione di Bosco, tale differenze non risultano statisticamente significative come invece si verifica all’età di 15,5 anni 67. Insieme all’incremento della massa muscolare ed all’incremento dei livelli di testosterone, alcuni Autori ipotizzano che nel periodo post-puberale si determini una maggiore efficienza nel reclutamento delle unità motorie congiuntamente ad una migliore coordinazione intra ed intermuscolare 52. Tale evoluzione dei prerequisiti della capacità di forza permettono al giovane atleta di migliorare in una serie di parametri motori che, loro volta, costituiscono i prerequisiti per l’incremento di altre capacità (velocità innanzitutto): aumento della frequenza dei passi, aumento della lunghezza del passo 63, 67. I dati disponibili in ambito nazionale delineano un progressivo incremento dei valori di forza esplosiva espressi in termini di W/kg di peso corporeo nella fascia di età 13-18 anni; a conferma di tale analisi descrittiva è stata individuata una correlazione positiva e statisticamente significativa tra età e potenza relativa espressa in W/kg nella medesima fascia di età con r=0.73 60. Questo lavoro si prefigge di analizzare alcuni espressioni della capacità di forza nell’ambito del gioco del calcio per verificare se il giovane calciatore appartenente a settori giovanili di squadre professioniste presenta i presupposti adeguati per transitare nel massimo campionato nazionale (Serie A). Materiali e metodi Campione Statistical analysis Descriptive statistics, mean and standard deviation (SD) were calculated for each parameter. The difference between the means was calculated using the t-test for unpaired data; statistical significance was set at a probability level of <0.05. Vol. 64 - N. 1 SANNICANDRO Lo studio è stato condotto su un campione di calciatori (N.=98) tesserati con una squadra professionistica italiana della massima serie nazionale, la cui divisione in categorie e i relativi dati antropometrici sono sintetizzati nella Tabella I. Tutti i partecipanti sono stati informati delle finalità relative allo studio condotto e delle modalità MEDICINA DELLO SPORT 13 SANNICANDRO Evaluation of muscle strength in soccer players ** ** 30 20 10 0 Allievi Berretti # 50 Vertical jump height (cm) Vertical jump height (cm) 40 #### ### ** ### 50 40 10 Post-test Allievi Post-test Figure 2.—Vertical jump height on the pre- and post-test CMJ for the three youth soccer categories. Figura 2. — Confronto tra i valori relativi all’elevazione del c.d.g. nel CMJ pre-post test tra categorie Allievi-Berretti-Primavera. Results The mean height on the SJ at the preand post-test assessment was 32.95±1.0 and 34±2.94 cm, respectively (P<0.01). The mean height on the CMJ at the pre- and post-test assessment was 34.77±3.4 and 35.8±3.7 cm, respectively (P<0.01). The mean height, force, and ground contact time on the DJ at the pre- and post-test assessment was 37±3.2 and 37.9±3.7 cm; 50.8±7.7 and 51.3±7.6 W; 187.7±19.1 and 181.80±20.6 ms, respectively (P<0.05). Berretti category The mean height on the SJ at the preand post-test assessment was 34.4±3.47 and 37.1±3.30 cm, respectively (P<0.01). The mean height on the CMJ at the pre- and post-test assessment was 36.8±3.3 and 39.8±3.3 cm, respectively (P<0.01). The mean height, force, and ground contact time on the DJ at the pre-and post-test assessment was 37±3.8 and 38.2±4.0 cm; 56.8±5.5 and 57.1±6.2 W; 184.2±22.2 and 179.80±20.7 ms, respectively (P<0.05). Primavera category The mean height on the SJ at the pre- and post-test assessment was 39±4.2 and 40±4.75 cm, respectively (P<0.01). The mean height on the CMJ at the pre- and post-test assess- Vertical jump height (cm) 50 Allievi category 14 Berretti Primavera Vertical jump height-CMJ test Pre-test Figure 1.—Vertical jump height on the pre- and post-test squat jump for the three youth soccer categories. Figura 1. — Confronto tra i valori relativi all’elevazione del c.d.g. nello SJ pre-post test tra categorie Allievi-Berretti-Primavera. # * 20 Vertical jump height-SJ test Pre-test ### ** 30 0 Primavera ** ### # * 40 30 20 10 0 Allievi Berretti Primavera Vertical jump height-DJ test Pre-test Post-test Figure 3.—Vertical jump height on the pre- and post-test drop jump for the three youth soccer categories. Figura 3. — Confronto tra i valori relativi all’elevazione del c.d.g. nel DJ pre-post test tra categorie Allievi-BerrettiPrimavera. di indagine di ciascuno strumento di valutazione adottato ed hanno dato il loro consenso. Materiali Per la valutazione dell’elevazione del centro di gravità si è utilizzata la pedana a conduttanza (Globus Italia) presentando i protocolli relativi allo Squat Jump (SJ), al Counter Mouvement Jump (CMJ), al Drop Jump (DJ) 10-12. Protocollo Le valutazioni relative al pre-test sono state collocate a inizio del mese di ottobre, mentre quelle MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Evaluation of muscle strength in soccer players 80 48 70 46 Jump height (cm) Power (W) 60 50 40 30 20 0 Allievi Berretti Primavera Power values on DJ Pre-test Post-test Figure 4.—Power values on the pre- and post-test DJ for the three youth soccer categories. Figure 4. — Confronto tra i valori relativi alla potenza nel DJ pre-post test tra categorie Allievi-Berretti-Primavera. 250 200 * ## ** * 150 38 38 38 34 50 Post-test CMJ for the Top Level category Figure 6.—Jump height on the post-test CMJ for the Primavera and Top Level categories. Figura 6. — Valori relativi all’elevazione del c.d.g. nel CMJ post-test tra categoria Primavera e Top Level. relative al post-test all’inizio del mese di aprile. Le prove relative alla valutazione delle differenti espressioni di forza sono state eseguite tutte alla medesima ora e nella medesima giornata per tutti i gruppi considerati, dopo aver rispettato il medesimo condizionamento iniziale. Analisi statistica Allievi Berretti Primavera Contact time on DJ test Pre-test Risultati Post-test Figure 5.—Contact time on the pre- and post-test drop jump for the three youth soccer categories. Figura 5. — Confronto tra i valori relativi ai tempi di contatto nel DJ pre-post test tra categorie Allievi-BerrettiPrimavera. ment was 42±5.14 and 42.5±4.6 cm, respectively (P<0.01). The mean height, force, and ground contact time on the DJ at the preand post-test assessment was 40.5±5.25 and 40.9±4.75 cm; 60.8±7.4 and 62.2±6.45 W; 175.17±23.2 and 160.80±18.97 ms, respectively (P<0.05 and P<0.01). No statistically significant differences emerged between the Allievi and the Berretti pre-test scores on the SJ. Statistically significant differences emerged between the Berretti and Primavera pre-test scores (P<0.001), between the Allievi and the Berretti pre-test scores on Vol. 64 - N. 1 Post-test CMJ for the Primavera category Per tutti i parametri presi in considerazione è stata determinata la statistica descrittiva, media e deviazione standard. La differenza tra le medie è stata calcolata utilizzando il t-test per dati non appaiati, mentre la significatività statistica è stata fissata per P<0,05. 100 0 44 36 10 Contact time (ms) SANNICANDRO Dalla presentazione del test SJ nella categoria Allievi rispettivamente per pre- e post-test, sono stati riscontrati i seguenti valori (media±ds) 32,95±1,0 cm e 34±2,94 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,01. Dalla presentazione del test CMJ nella categoria Allievi rispettivamente per pre- e post-test, sono stati riscontrati i seguenti valori: 34,77±3,4 cm e 35,8±3,7 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,01. Dalla esecuzione del DJ per la categoria Allievi, relativamente a elevazione del cdg, potenza espressa e tempo di contatto al suolo, rispettivamente per pre- e post-test si sono rilevati i seguenti valori: 37±3,2 cm e 37,9±3,7 cm;50,8±7,7 w e 51,3±7,6 w;187,7±19,1 ms e 181,80±20,6 ms. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,05. Dalla presentazione del test SJ nella categoria Berretti rispettivamente per pre- e post-test, sono MEDICINA DELLO SPORT 15 SANNICANDRO Evaluation of muscle strength in soccer players Jump height (cm) 50 40 30 20 10 0 Post-test DJ for the Primavera category Post-test DJ for the Top Level category Figura 7. — Valori relativi all’elevazione del c.d.g. nel DJ post test tra categorie Primavera e Top Level. Figure 7.—Vertical jump height on post-test drop jump for the Primavera and Top Level category. 80 70 Power (cm) 60 50 40 30 20 10 0 Post-test DJ for the Primavera category Post-test DJ for the Top Level category Figure 8.—Power values on the post-test drop jump for the Primavera and Top Level categories. Figura 8. — Valori relativi alla potenza nel DJ post test tra categorie Primavera e Top Level. the CMJ (P<0.05), between the Berretti and the Primavera pre-test scores (P<0.001), between the Allievi and the Berretti post-test scores on the SJ, between the Berretti and the Primavera post-test scores (P<0.001), between the Allievi [and the Berretti post-test scores on the CMJ (P<0.001), between the Berretti and the Primavera post-test scores (P<0.05), between the Berretti and the Primavera post-test scores (P<0.01) on the DJ for mean ground contact time; between the Berretti and the Primavera pre-test scores (P<0.05) on the DJ for jump height. Top level The mean SJ height was 42.1±2.1 cm, the mean CMJ height was 43.1±5.3 cm, the mean DJ values for vertical jump height, force, and ground contact time were: 42.6±2.6 cm, 61.9±8.2 W, and 180±18.1 ms, respectively. Sta- 16 stati riscontrati i seguenti valori:34,4±3,47 cm e 37,1±3,30 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,001. Dalla esecuzione del test CMJ nella categoria Berretti rispettivamente per pre- e post-test, sono stati riscontrati i seguenti valori:36,8±3,3 cm e 39,8±3,3 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,001. Dalla somministrazione del DJ per la categoria Berretti, relativamente a elevazione del cdg, potenza espressa e tempo di contatto al suolo, rispettivamente per pre- e post-test si sono rilevati i seguenti valori: 37±3,8 cm e 38,2±4,0cm; 56±5,5 w e 57,1±6,2 w; 184,2±22,2 ms e 179±20,7 ms. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,05. Dalla presentazione del test SJ nella categoria Primavera rispettivamente per pre- e post-test, sono stati riscontrati i seguenti valori:39±4,2 cm e 40±4,75 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,001. Dalla presentazione del test CMJ nella categoria Primavera rispettivamente per pre- e post-test, sono stati riscontrati i seguenti valori:42±5,14 cm e 42,5 ±4,6 cm. Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,001. Dalla somministrazione del DJ per la categoria Primavera, relativamente a elevazione del cdg, potenza espressa e tempo di contatto al suolo, rispettivamente per pre- e post-test si sono rilevati i seguenti valori: 40,5±5,25 cm e ,40±4,75cm; 60±7,4 w e 62,2±6,45 w; 175,17±23,2 ms e 160±18,97 ms Nel confronto pre-/post-test si sono riscontrate differenze statisticamente significative per P<0,05 e per P<0,01. Non si sono riscontrate differenze statisticamente significative relativamente allo SJ tra Allievi e Berretti nel pre-test. Si sono riscontrate differenze statisticamente significative nel confronto tra Berretti e Primavera nel pre-test(P<0,001), nel confronto del CMJ tra Allievi e Berretti nel pre-test (P<0,05),Berretti e Primavera nel pre-test (P<0,001), nel confronto dello SJ tra Allievi e Berretti nel post-test (P<0,01), Berretti e Primavera nel post-test (P<0,001). Inoltre, si sono riscontrate differenze statisticamente significative nel confronto del CMJ tra Allievi e Berretti nel post-test (P<0,001), Berretti e Primavera nel post-test (p<0.05), relativamente ai valori medi dei tempi di contatto nel confronto post-test del DJ tra Berretti e Primavera(P<0,01), MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Contact time (ms) Evaluation of muscle strength in soccer players 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 * Post-test DJ for the Primavera category Post-test DJ for the Top Level category Figure 9.—Contact time on post-test drop jump for Primavera and Top level categories. Figura 9. — Valori relativi ai tempi di contatto nel DJ post test tra categoria Primavera e Top Level. tistically significant differences emerged versus the Primavera for ground contact time on the DJ (P<0.05) (Figures 1-9). Discussion There are many different factors correlated with the performance model which, in relation to the assessment method selected, can be used in the functional assessment of the soccer player,19, 36, 51, 55, 60 several of which can furnish useful parameters for describing the motor characteristics of the individual player. A principal parameter in the preparation of young soccer players is the muscle strength index of the lower limbs,9, 19, 22, 23 which provides detailed information for assessing sport-specific movements 3 and reducing the risk of muscle injury when muscle strength is adequate.26, 54 The soccer performance model, like that of other team sports, highlights the number of sprints and directional changes, i.e., movements that rely on different expressions of strength capabilities.3, 43, 47, 58, 70 This holds true at both the professional and youth levels where strength analysis, together with other anthropometric and metabolic factors, constitutes a reliable indicator in the selection of talent.8, 22, 23 Previous studies have demonstrated performance differences between selected and non-selected players in the 14-17-year age group with the same evaluation protocols as those used in the present study: a consistent increase in explosive power, explosive power with elastic recoil, and reactive strength in this age group was observed between selected and non-selected players, although no statistically Vol. 64 - N. 1 SANNICANDRO relativamente ai valori di elevazione nel confronto pre-test del DJ tra Berretti e Primavera (P<0,05). Nel gruppo Top Level, i valori di SJ sono stati pari a 42,1±2,1 cm, i valori di CMJ pari a 43,1±5,3 cm, i valori del DJ relativamente a elevazione del cdg, potenza espressa e tempo di contatto al suolo sono stati pari a 42,6±2,6 cm, 61,9±8,2 w, 180,1±18,1 ms. Sono state riscontrate differenze statisticamente significative con il gruppo Primavera per i valori relativi ai tempi di contatto nel test DJ (P<0,05) a favore di quest’ultimo (Figure 1-9). Discussione Nell’ambito della valutazione funzionale del calciatore esiste la possibilità di indagare numerosi aspetti correlati al modello di prestazione 19, 36, 51, 55, 60: alcuni di questi aspetti, mediante la selezione delle metodologie di indagine più adeguate, risultano in grado di fornire interessanti parametri di misura utili a descrivere le caratteristiche motorie di ciascun atleta. La valutazione degli indici di forza dei muscoli dell’arto inferiore costituisce un tema centrale nell’ambito della costruzione del giovane calciatore 9, 19, 22, 23 sia per le gestualità sport-specifiche che tale capacità permette 3, sia per la riduzione del rischio di infortunio muscolare che adeguati livelli di forza possono assicurare 26, 54. La descrizione del modello di prestazione del calcio, così come quello relativo ai principali sport di squadra, mette in risalto l’elevato numero di sprint e di cambi di senso e direzione, gestualità queste che sono realizzabili grazie alle differenti espressioni della capacità di forza 3, 43, 47, 58, 70. Questa considerazione è vera sia a livello di calcio professionistico, sia a livello di calcio giovanile dove l’analisi dei livelli di forza, insieme ad altri fattori antropometrici e metabolici, costituisce oggi un affidabile indicatore di selezione del talento 8, 22, 23. Sono state già descritte in letteratura le differenze prestative nella fascia 14-17 anni tra calciatori selezionati e non con i medesimi protocolli di valutazione adottati nel presente studio:il costante incremento delle differenti espressioni di forza esplosiva, esplosiva con riuso elastico e reattiva dai 14 ai 17 anni si è dimostrato progressivo e costante per i giovani selezionati rispetto ai non selezionati, pur non evidenziandosi rispetto a quei ultimi differenze statisticamente significative per ciascuna classe di età considerata 23. Il confronto con i valori della ricerca longitudinale appena citata indicano che i dati relativi al campione di giovani calciatori osservato nel presente studio si colloca al di sopra di quelli individuati su giovani calciatori di livello regionale41 e sostanzialmente sono sovrapponibili rispetto a MEDICINA DELLO SPORT 17 SANNICANDRO Evaluation of muscle strength in soccer players significant difference emerged among the nonselected players across age groups.23 In comparison with the data from this longitudinal study, the test scores in our sample were higher than those reported for the regional youth divisions 41 and comparable to those reported for players on a professional team competing at the same level.65 Monitoring of strength values and the related rate of force development over a season is essential for programming workload and ensuring success. Numerous studies appear to focus on strength qualities as an indicator for predicting success and a discriminator between top level and mediocre athletes.10, 29, 45 The discrepancies between the different youth categories and within the same season revealed a consistent increase in the development of the conditional prerequisites, especially in the performance indicators for explosive power and explosive power with recoil. This increase in performance is in line with previous data on other team sports similar to soccer in terms of biomechanical properties and performance models.31, 44, 48, 56, 68 Although the differences were not statistically significant, the DJ scores showed an upward trend for all youth categories and suggest an increase in stiffness, i.e., muscle resistance to stretching on external stress, 5, 53 during the impact phase. Also ground contact time appeared to improve, a fundamental conditional prerequisite for meeting the motor and biomechanical demands of soccer. The marked improvement may be attributable to the greater efficiency in muscle motor unit recruitment and better intra- and intermuscular coordination that take place during puberty 52, 66, 67 and may have a positive effect on increasing step velocity and length.67 In addition to these factors, developmental changes in tendon structure contribute to increased tendon stiffness.30, 31, 66 The difference in the mean ground contact times on the DJ test between the Primavera and the Top level categories may have been due to the difference in body weight, which allows for shorter contact time in the Primavera category, and the different types of surfaces the tests on which the tests were performed: natural turf surfaces are very soft and are more often used in the Top level than the Primavera category, which often plays on harder surfaces or artificial turf. Soft natural turf surfaces such as grass or sand reduce sural triceps stiffness, leading 18 quelli di giovani calciatori militanti in una squadra professionistica di pari livello 65. Il controllo dei valori di forza ed il relativo andamento nel corso della stagione costituiscono un riscontro determinante ai fini della programmazione dei carichi ed ai fini del successo finale: molti lavori in letteratura sembrano orientarsi verso il riconoscimento delle varie espressioni delle capacità di forza quale indicatore di successo finale e di distinzione tra atleta di alto e modesto livello 10, 29, 45. Le differenze riscontrate tra le differenti categoria giovanili ed all’interno della medesima stagione sportiva fanno emergere una costante e progressiva maturazione dei prerequisiti condizionali del giovane calciatore soprattutto per gli indicatori di performance relativi alla forza esplosiva ed esplosiva con riuso elastico. Tale costante incremento prestativo è coerente con le evidenze scientifiche relative ad altri sport di squadra simili al calcio per caratteristiche biomeccaniche e di modello di prestazione 31, 44, 48, 56, 68. I valori relativi all’elevazione del DJ descrivono, sia pur in maniera non statisticamente significativa, una tendenza ad aumentare nelle diverse categorie giovanili e indicano pertanto un aumento della cosiddetta stiffness, ossia della resistenza del muscolo a lasciarsi allungare da una sollecitazione esterna 5, 33, in tal caso, la fase di impatto. Migliora sensibilmente il tempo di contatto al suolo che costituisce un fondamentale presupposto condizionale alla luce delle richieste motorie e biomeccaniche del gioco del calcio. Questo marcato miglioramento sembra essere imputabile ad una maggiore efficienza nel reclutamento delle unità motorie congiuntamente ad una migliore coordinazione intra ed intermuscolare determinato dal periodo puberale 52, 66, 67 e che possono costituire un transfert positivo sull’aumento della frequenza dei passi e sull’aumento della lunghezza del passo 67. In aggiunta a tali fattori altri Autori individuano nella modificazione strutturale del tendine un ulteriore presupposto per l’incremento della stiffness 30, 33, 66. Le differenze individuate nel confronto tra le categorie Primavera/Top Level per i valori di contatto medi relativi al DJ test possono essere determinate, inoltre, dalla differente massa corporea che consente tempi di contatto minori nella categoria Primavera e dalle diverse tipologie di superfici utilizzate dai due gruppi: le superfici erbose molto soffici sono utilizzate con maggiore frequenza dai Top Level rispetto ai Primavera che spesso si avvalgono di terreni più rigidi anche in erba artificiale. L’erba naturale, infatti, al pari di altre superfici soffici come ad esempio la sabbia, riducono la stiffness del tricipite surale, con conseguente aumento dei tempi di contatto e diminuzione della potenza gestuale. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Evaluation of muscle strength in soccer players to increased contact time and decreased movement force. In brief, Primavera category players appear to possess adequate strength qualities needed to compete with Top level players in the Italian national championships. Some characteristics such as reactive strength appear to be even better developed than those noted in the Top level players. The results of this study are in line with other observations on the advantages of strength training in programs designed for young athletes:4 adequate athletic preparation will take into account the performance prerequisites specific to adolescents. As concerns muscle strength, it would be useful to design exercises that build dynamic muscle groups involved in performance, joint angles and contraction velocity, elements of specific intermuscular coordination, and muscle groups that stabilize movement.59, 69 References/Bibliografia 1) Amatrudo S. Analisi della forza esplosiva degli arti inferiori in una popolazione di giovani calciatori categoria “Allievi”. Atti del 1 Convegno AIPAC. Firenze: ed. 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Questo studio, pertanto, conferma quanto già ampiamente descritto da altri Autori circa l’opportunità di poter presentare contenuti finalizzati all’incremento della forza nel giovane sportivo4: una adeguata costruzione dell’atleta passa infatti dalla considerazione tutti i presupposti prestativi specifici soprattutto in età adolescenziale. Per quanto concerne la capacità di forza è utile identificare e determinare i contenuti che permettono di sollecitare i principali distretti muscolari dinamici interessati dalla performance, gli angoli articolari e le velocità di contrazione, gli elementi di coordinazione intermuscolare specifici e i distretti muscolari stabilizzatori del movimento 59, 69. con il test di Bosco. Roma: Società Stampa Sportiva; 1992. 12) Colli R. Il metodo di Bosco. In: Bosco C, editor. La forza muscolare. SSS Roma 1997;261-80. 13) Cometti G. Forza e velocità nell’allenamento del calciatore. Milano: Edizione Correre; 2002. 14) Cometti G. L’importanza del calcio. 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FARAJI 4 1Department of Exercise Physiology, University of Sistan & Baluchestan, Zahedan, Iran 2Department of Exercise Physiology, University of Tehran, Tehran, Iran 3Department of Exercise Physiology, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran 4Department of Physical Education & Sport Science Islamic Azad University Marivan Branch, Marivan, Iran SUMMARY The purpose of present study was to determine the effects of exercise type and a detraining phase on some inflammatory markers in rats. Twelve week old rats (N.=66) were divided into three groups: aerobic (55-85% VO2max, [N.=24]), anaerobic (100% VO2max or over, [N.=24]) and no training controls (N.=18). Exercise training was performed by treadmill running 3 day per week for 12 weeks. Six rats per aerobic and anaerobic group were maintained in detraining status from 8th week to end of the study. Serum samples were obtained after initial session, 8th week and 12th week for measurement of the IL-1β, TNF-α and sICAM-1. After initial session, IL-1β, TNF-α and sICAM1did not changes. IL-1β, TNF-α and sICAM-1 decreased in aerobic group, whereas these factors were increased in anaerobic and control groups at the end of study. After detraining, IL-1β, TNF-α and sICAM-1 returned to the initial session levels. In conclusion, one bout of exercise does not alter markers of inflammation. Anaerobic training evokes significant increase in inflammatory markers, which may associated with progression of atherosclerotic diseases. In contrast, aerobic training plays a significant role in prevention of cardiovascular disease resulted in significant reduction of inflammatory markers. In addition, detraining period for 2 weeks was associated with loss of some adaptations after 8 weeks training period. Key words: Exercise - Cardiovascular diseases - Atherosclerosis. RIASSUNTO Lo scopo del presente studio è di determinare nei ratti gli effetti su alcuni indici infiammatori del tipo di esercizio svolto e della fase di interruzione dell’esercizio. Ratti di dodici settimane (66 in totale) sono stati divisi in tre gruppi: aerobico (55-85% del VO2max [24 ratti]), anaerobico (100% VO2max o superiore [24 ratti]) e gruppo di controllo. L’esercizio è stato eseguito mediante corsa su tapis roulant 3 giorni a settimana per 12 settimane. 6 ratti del gruppo aerobico e anaerobico sono stati tenuti in stato di detraining dall’ottava settimana fino al termine dello studio. Campioni di siero sono stati prelevati dopo la sessione iniziale, dopo l’ottava e la dodicesima settimana per la misurazione di IL-1β, TNF-α e sICAM-1. Dopo la sessione iniziale i valori di IL-1β, TNF-α e sICAM-16 sono rimasti invariati. IL-1β, TNF-α e sICAM-1 sono diminuiti nel gruppo aerobico, mentre questi fattori sono diminuiti nei gruppi anaerobico e di controllo alla fine dello studio. Dopo la fase di detraining IL-1β, TNF-α e sICAM-1 sono ritornati ai livelli di inizio sessione. In conclusione, un periodo di esercizio non altera gli indici infiammatori. L’allenamento anaerobico comporta un aumento significativo degli indici infiammatori che può essere associato alla progressione delle patologie aterosclerotiche. Al contrario l’allenamento aerobico ha un ruolo significativo nella prevenzione della malattia cardiovascolare legato alla significativa riduzione degli indici infiammatori. Inoltre il periodo di 2 settimane di detraining è stato associato alla perdita di alcuni adattamenti dopo un periodo di allenamento di 8 settimane. Parole chiave: Esercizio - Malattie cardiovascolari - Arterosclerosi. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 21 MOGHARNASI I EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS nflammation is involved in all stages of the development of atherosclerosis.1-5 Previous studies had demonstrated that elevated levels of circulating markers of inflammation such as soluble intercellular adhesion molecule 1 (sICAM-1), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-1β (IL-1β) are independently associated with an increased risk of cardiovascular disease mortality and morbidity as well as acute coronary events in both men and women.6 Exercise training may lower the risk for coronary heart disease by mitigating inflammation.2, 4 Although, there is growing evidence from shortto-medium term exercise training intervention studies can reduce concentrations of inflammatory markers in healthy subjects,7, 8 patients with coronary heart disease 9 or heart failure,10 this has not been observed in all studies.11, 12 Moreover, some studies showed that training at moderate intensity dose not change plasma proinflammatory cytokines.13, 14 In rats, 13 weeks of strenuous exercise training increased IL-17 compared to the moderate exercise training.15 In other study, Jones et al.16 reported that 4-6 weeks of presurgical exercise training (6065% of VO2peak) was associated with a significant reduction in sICAM-1 among patients with malignant lung lesions, but not with other plasma biomarkers of systemic inflammation (IL-6, IL-8, TNF-α). Similarly, Zoppini et al.17 reported that a 6 month exercise intervention (two days/ wk) on 16 overweight adults with type II diabetes, was associated with significant reductions in P-selectin and sICAM-1, but nonsignificant changes in CRP and TNF-α. In contrast, 4 month exercise training (90 min per week) was not associated with a significant reduction in TNF-α, IL-6 and IL-8.12 In fact exercise intensity and duration are main factors related to difference in exercise types (aerobic vs. anaerobic). Since, the modulation of inflammatory cytokines concentrations due to exercise may be affected from intensity and duration of exercise,18 these responses may differ among different exercise types. There is limited knowledge on the effects of exercise types (aerobic vs. anaerobic) at acute bout, short-term (8 weeks) and medium-term (12 weeks) on IL-1β, TNF-α and sICAM-1 in laboratory condition. In addition, detraining that occurs due to training abandonment, sport injures or aging is a main factor to lose the exercise training benefits.21 Some of the studies showed physiologic changes such as fat gain, 22 L ’infiammazione è coinvolta in tutti gli stadi di sviluppo dell’aterosclerosi 1-5. Studi precedenti hanno dimostrato che elevati livelli degli indici circolanti dell’infiammazione, come la molecola di adesione intercellulare solubile 1 (sICAM-1), il fattore di necrosi tumorale α (TNF-α) e l’interleuchina-1β (IL-1β) sono associate in modo indipendente ad un aumentato rischio di mortalità a seguito di patologia cardiovascolare e di morbilità, come eventi coronarici acuti, sia negli uomini che nelle donne 6. L’allenamento può far diminuire il rischio di patologia cardiaca coronarica mitigando l’infiammazione 2, 4. Sebbene studi d’intervento provino ampiamente l’esistenza di sempre più dimostrazioni che l’allenamento da breve a medio termine possa ridurre sani le concentrazioni degli indici infiammatori in soggetti sani, in pazienti con patologia coronarica 7-9 o con malfunzionamento cardiaco 10; tale tesi non è stata confermata da tutti gli studi 11, 12. Alcuni studi hanno dimostrato inoltre che l’esercizio a moderata intensità non modifica la quantità di citochine proinfiammatorie plasmatiche 13, 14. Nei ratti 13 settimane di allenamento vigoroso hanno aumentato l’IL-17 in paragone all’allenamento moderato 15. In un altro studio Jones et al.16 avevano riferito che 4-6 settimane di allenamento preoperatorio (60%-65% del picco di VO2) erano associate a una significativa riduzione di sICAM-1 tra pazienti con lesioni polmonari maligne, ma non in pazienti con altri biomarker plasmatici di infiammazione sistemica (IL-6, IL-8, TNF-α). In modo simile Zoppini et al.17 hanno riportato che un esercizio di 6 mesi (bisettimanale) in 6 adulti sovrappeso affetti da diabete di tipo 2 era associato a importanti riduzioni di P-selectina e di sICAM-1, ma senza cambiamenti significativi di PCR e di TNF-α. Al contrario, 4 mesi di allenamento (90 min/sett.) non sono stati associati ad apprezzabile riduzione di TNF-α, IL-6 and IL-8 12. Infatti intensità e durata dell’esercizio sono i principali fattori legati alla diversità tra i tipi di esercizio (aerobico vs anaerobico). Poiché la variazione delle concentrazioni di citochine infiammatorie dovuta all’esercizio può essere influenzata dalla intensità e dalla durata dell’esercizio 18, queste risposte possono differire fra i diversi tipi di allenamento. C’è una limitata conoscenza sugli effetti dei tipi di esercizio intenso (aerobico vs anaerobico) svolto in laboratorio a breve termine (8 settimane) e a medio termine (12 settimane) su IL-1β, TNF-α and sICAM-1. Inoltre il detraining, in seguito all’abbandono dell’allenamento, è una causa importante della perdita dei benefici derivanti dall’attività fisica sulle lesioni sportive o sull’età 19-21. Alcuni studi hanno mostrato cambiamenti psicologici come ingrassamento, aumento delle ci- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS Table I.—Weekly variation in treadmill speed, exer- cise intensity, and running time of aerobic training group. Tabella I.— Cambiamento settimanale di velocità del tapis roulant, intensità dell’esercizio e tempo di corsa relativa al gruppo di allenamento aerobico. Treadmill speed (meter/minute) ≈%VO2max 1-2 15 ≈55% 15 3-4 20 ≈70% 20-25 5-6 25 ≈78% 30-40 7-12 30 ≈85% 60 Weeks Duration (minute) increase in proinflammatory cytokines and adhesion molecules after a term of detraining.19, 21 Therefore, our primary aim was to explore the effects of aerobic and anaerobic exercise training on the IL-1β, TNF-α and sICAM-1. The secondary aim was to compare the effects of detraining on circulating of inflammatory markers after aerobic and anaerobic exercise training. Materials and methods MOGHARNASI tochine proinfiammatorie e delle molecole di adesione dopo un periodo di detraining 19, 21. Perciò il nostro obiettivo principale è quello di esplorare gli effetti dell’allenamento aerobico ed anaerobico su IL-1β, TNF-α e sICAM-1. Lo scopo secondario è comparare gli effetti del detraining sui marker circolanti dell’infiammazione dopo allenamento aerobico ed anaerobico. Materiali e metodi Animali Sono stati impiegati 66 ratti di sesso maschile in buona salute, di razza Wistar-Albino (età: 12 settimane), ottenuti dall’Istituto di Razi (Iran). Sono stati seguiti i principi per la cura degli animali da laboratorio (pubblicazione dell’Istituto Nazionale della Salute) e il protocollo del presente studio è stato approvato dal Comitato Etico per la Sperimentazione Animale dell’Università di Inonu. Ogni ratto è stato posto in una gabbia alla temperatura ambientale di 22±2 °C, con umidità di 50±5% e con cicli di 12 ore tra luce e buio. Gli animali hanno avuto libero accesso all’acqua e al mangime in pellet. Animals Protocollo del test Sixty-six Wistar-Albino healthy male rats (age: 12 weeks), obtained from the Institute of Razi (Iran), were used in the study. Principles of laboratory animal care (National Institutes of Health publication) were followed, and Inonu University Ethic Committee of Experimental Animals (Tehran, Iran) approved this study protocol. The rats were housed, each one per a colony cage, at ambient temperature of 22±2 °C and humidity of 50±5% with a 12/12 h light/ dark cycle. The animals had free access to water and pellet chow. Poiché la corsa su tapis roulant richiede adattamento, tutti i ratti sono stati allenati su tapis roulant prima dell’esperimento a una velocità di 10-20 m/min, in piano, per 5 min al giorno, 3 giorni/settimana per 2 settimane. I ratti sono stati quindi suddivisi casualmente in tre gruppi: gruppo di allenamento aerobico 24, gruppo di allenamento anaerobico 24 e gruppo di controllo 18. Gli esercizi aerobici e anaerobici sono stati eseguiti mediante utilizzo di tapis roulant per animali. Il nostro protocollo di allenamento consisteva nella corsa su tapis roulant 3 volte a settimana per 12 settimane. La percentuale di lavoro per il gruppo di esercizio aerobico è stata 55-85% del VO2max, mentre i ratti del gruppo anaerobico hanno corso al 100% del VO2max od oltre 22, 23. Durante lo studio il tempo di corsa per sessione del gruppo aerobico è stato aumentato in modo graduale da 15 a 30 min. Lo stesso è avvenuto anche per il gruppo anaerobico: le ripetizioni di 40 sec. e la velocità di corsa sono state aumentate progressivamente da 6 a 10 secondi e dal grado 5 al grado 15 (rispettivamente). La progressione cronologica nel tempo di corsa, nella velocità del tapis roulant e del grado di inclinazione sono mostrati nelle Tabelle I, II. L’intensità dell’esercizio come da protocollo, si è basata su una percentuale approssimativa di VO2 descritta negli studi precedenti 22. I ratti del gruppo Testing protocol As running on a treadmill requires adaptation, all rats were exercised on the treadmill before the experiment at a speed of 10-20 m/ min and 0° elevation for 5 min/day, 3 days/wk, for 2 weeks. The rats then were randomly assigned into three groups: aerobic exercise training (N.=24), anaerobic exercise training (N.=24) and control (N.=18). Aerobic and anaerobic exercises were performed by using an animal treadmill system. Our training protocol was consisted of treadmill running 3 days per week for 12 weeks. Work rate for the aerobic exercise Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 23 MOGHARNASI EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS Table II.—Weekly variation in treadmill speed and grade, recovery duration, exercise intensity, and running time of anaerobic exercise group Tabella II.— Cambiamento settimanale di velocità e grado del tapis roulant, durata di recupero, intensità dell’esercizio e tempo di corsa relative al gruppo di allenamento anaerobico. Weeks Treadmill speed (meter/minute) 40 secend repetitions ≈%VO2max Recovery (second) Treadmill grade (0) 1-3 30 6 ≈85% 160 5 4 40 6 ≈85% 160 5 5-6 50 8 >100% 160 10 7-12 60 10 >100% 160 15 group was ranged between 55-85% of VO2max, while rats in the anaerobic exercise group ran at that ranged 100% of VO2max or over work rate.22, 23 During the course of study, running time per session was gradually increased from 15 to 30 min for aerobic exercise group, also 40-sec repetitions and running speed were gradually increased from 6-sec to 10-sec and 5 to 15 grade (respectively) for anaerobic exercise group. The chronological progression in the running time, treadmill speed, and grade inclination are shown in the Tables I, II. The intensity of protocol training was set based on approximate percent of vo2 that described in previous studies.22 Control rats were kept in the cages at the same environmental conditions and inspected daily to control their health. Measurements Blood samples were withdrawn in three phases: after initial exercise session training (to evaluate the effects of single bout of aerobic and anaerobic exercise), at the end point of the 8th week (24th session training) and the end of the 12th week (36th session training). After 24th training session, 6 rats in both aerobic and anaerobic groups remained without training (for 4 weeks) to the end of study (detraining period). All blood samples were collected at least 24 hours after the last exercise session, and from 6 rats in each group. The animals were killed by anesthesia,15 and then the blood samples were withdrawn directly by needle from their hearts. All blood samples were obtained by the same procedure at afternoons (16:00-17:00 h). Samples were centrifuged at 3000 RPM for 15 min. The samples were frozen and stored at 20 °C. Serum sICAM-1 level were measured by ELISA (Quantikine Elisa Kits, R&D System, USA) and serum IL-1β and TNF-α were measured by ELISA (Koma, Korea) 24 di controllo sono stati tenuti in gabbie alle medesime condizioni ambientali e sono stati sottoposti a controllo giornaliero dello stato di salute. Misurazioni Sono sati prelevati campioni di sangue in tre fasi: dopo la fase iniziale di allenamento (per valutare gli effetti di ogni fase di lavoro aerobica ed anaerobica), alla fine dell’ottava settimana (ventiquattresima sessione di allenamento) e alla fine della dodicesima settimana (trentaseiesima sessione di allenamento). Dopo la ventiquattresima sessione a 6 ratti del gruppo aerobico ed anaerobico è stato tolto l’allenamento (per 4 settimane) fino alla fine dello studio (periodo di detraining). Tutti i campioni di sangue sono stati prelevati almeno 24 ore dopo l’ultima sessione di esercizio e da 6 ratti per ogni gruppo. Gli animali sono stati soppressi con anestesia 15 e successivamente i campioni di sangue sono stati prelevati dal loro cuore direttamente con un ago. Tutti i campioni di sangue sono stati ottenuti di pomeriggio (16:00-17:00 h) per mezzo della stessa procedura. I campioni sono stati centrifugati a 3000 rpm per 15 minuti. I campioni sono stati congelati e conservati a 20°C. I livelli di siero sICAM-1 sono stati misurati con ELISA (Quantikine Elisa Kits, R&D System, USA) e quelli di IL-1β e TNF-α con ELISA (Koma, Korea) utilizzando un kit commerciale per ratti. Analisi statistica La valutazione statistica dei dati è stata ottenuta utilizzando l’analisi della varianza a due vie con misurazioni ripetute. Al raggiungimento di un valore significativo di F, minima differenza significativa di Fisher (LSD), è stato utilizzato il test post hoc per individuare le coppie di differenze tra le medie. Sono stati impiegati test per la normalità della distribuzione (Kolmogorov- Smirnov) su tutte le serie di dati prima di ANOVA. Il livello di significatività per questa indagine è stato fissato a MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS MOGHARNASI Table III.—Initial body weights of rats in control, aerobic and anaerobic training groups and their alternations and/ number of killed rats at during and at the end of training. Tabella III.— Peso corporeo iniziale dei ratti nei gruppi di controllo, aerobico e anaerobico e loro alterazioni e numero di ratti soppressi durante e dopo l’allenamento Groups Weight (g) - After sessions Number of killed rats Sum 1 24 36 1 24 36 Aerobic Training Detraining 208±7 278±11* 316±7* 298±10* 6 6 6 6 24 Anaerobic Training Detraining 210±7 281±9* 327±11* 302±91* 6 6 6 6 24 Control 211±3 274±9* 299±8* 6 6 6 18 *Significant difference from session 1. using a commercial rat kit for IL-1β and TNF-α detection. Statistical analysis Statistical evaluation of the data was accomplished by using a two-way analysis of variance with repeated-measures design. When a significant F value was achieved, a Fisher’s least significant difference (LSD) post hoc test was used to locate the pairwise differences between means. Tests for normality of distribution (Kolmogorov–Smirnov) were employed on all data sets prior to ANOVA. The level of significance for this investigation was set at P≤0.05. All data are reported as mean ± SD. All statistical analyses were conducted using the statistical package for the Social Sciences (SPSS, Version 14.0). Results Body weight increased significantly in all groups from baseline to the end of study (aerobic [+51%], anaerobic [+55%], control [+41%]) (Table III). The changes in systemic inflammatory markers are shown in Figures 1-3. sICAM-1, IL-1β and TNF-α did not significant changes after initial bout of exercise in aerobic and anaerobic group, when compared with the control group (P>0.05). sICAM-1 (-1.2%), IL-1β (-3%) and TNF-α (-0.7%) decreased after 8 weeks in aerobic group (Figures 1-3). These factors also increased in anaerobic (sICAM-1[+0.5%], IL-1β [+3%], TNF-α [-3%]) and control group (sI- Vol. 64 - N. 1 P≤0.05. Tutti i dati sono stati riportati come media ± SD. Tutte le analisi statistiche sono state condotte utilizzando il sistema statistico per le Scienze Sociali (SPSS, versione 14.0). Risultati Il peso corporeo è aumentato in modo significativo in tutti i gruppi dall’inizio alla conclusione dello studio (aerobico [+51%], anaerobico [+55%], controllo [+41%]) (Tabella III). Le variazioni degli indici sistemici infiammatori sono mostrati nelle Figure 1-3. sICAM-1, IL-1β e TNF-α non hanno subito cambiamenti significativi dopo il periodo iniziale di esercizio dei gruppi aerobico e anaerobico, se paragonato al gruppo di controllo (P>0,05). sICAM-1 (-1,2%), IL-1β (-3%) e TNF-α (-0,7%) sono diminuiti nel gruppo aerobico dopo 8 settimane (Figure 1-3). Questi fattori sono aumentati nel gruppo anaerobico (sICAM-1[+0,5%], IL-1β [+3%], TNF-α [-3%]) e nel gruppo di controllo (sICAM-1[+1%], IL-1β [+1%] e TNF-α [-0,6%]), ma questi cambiamenti non hanno avuto rilevanza dal punto di vista statistico (p>0.05). Al contrario, 12 settimane di allenamento aerobico fanno diminuire in modo significativo sICAM-1 (-4,3%), IL-1β (-12,8%) e TNF-α (-5,3%) dalla sessione iniziale (P<0,05) (Figure 1-3). Nei gruppi anaerobico e di controllo si assiste all’aumento di sICAM-1 (rispettivamente +1,8% e +1,7%), IL-1β (+10% e +3,8%) e TNF-α (+8,4% and +1,5%), dopo lo studio rispetto alla sessione iniziale (P<0,05). Dopo il periodo di detraining (dall’ottava settimana alla fine dello studio) sICAM-1, IL-1β e TNF-α sono ritornati ai livelli della sessione iniziale nei gruppi aerobico e anaerobico (Figure 1-3). MEDICINA DELLO SPORT 25 MOGHARNASI EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS 37000 3300 * * 36000 35500 † † 35000 † 34500 * 34000 1 24 36 Detraining † * 2100 1800 1200 Anaerobic 1 24 36 Detraining Sessions Control Figure 1.—Comparisons of serum sICAM-1 concentrations (mean ± SD) for various session points. Figura 1. — Comparazione delle concentrazioni di sICAM-1 nel siero (media±SD) per le diverse parti della sessione. CAM-1[+1%], IL-1β [+1%] and TNF-α [-0.6%]), but these changes were not statistically significant (P>0.05). In contrast, 12 weeks aerobic training decreased sICAM-1 (-4.3%), IL-1β (-12.8%) and TNF-α (-5.3%) significantly from initial session in aerobic group (P<0.05) (Figures 1-3). Also, in anaerobic and control group, sICAM-1 (+1.8% and +1.7%, respectively), IL1β (+10% and +3.8%) and TNF-α (+8.4% and +1.5%) increased after end of study compared with initial session (P<0.05). After detraining period (from 8th week to the end of study), sICAM-1, IL-1β and TNF-1α returned to initial session levels in aerobic and anaerobic groups (Figure 1-3). Discussion Systemic inflammation is believed to contribute to the development of atherosclerosis.24, 25 Increased cytokine production can also lead to endothelial dysfunction by increased production of reactive oxygen species,26 endothelial cell apoptosis 27 and increased sICAM-1.28 Several studies have shown that chronic exercise is associated with systemic anti-inflammatory effects.1, 2 There were no statistically significant fluctuations in any of the inflammatory markers 24 hours after a single bout of aerobic or anaerobic exercise in the current study. Although this results is supported previously,29, 30 others have shown that IL-1β and TNF-α were increased after a one session of exercise.31, 32 IL-1β and 26 † 2400 Sessions Aerobic * 2700 1500 33500 33000 3000 IL-1β (pg/mL) sICAM-1 (pg/mL) 36500 Aerobic Anaerobic Control Figure 2.—Comparisons of serum IL-1β concentrations (mean ± SD) for various session points. Figura 2. — Comparazione delle concentrazioni di IL-1β nel siero (media ± SD) per le diverse parti della sessione. Discussione Si ipotizza che l’infiammazione sistemica contribuisca allo sviluppo dell’arterosclerosi 24, 25. Un’aumentata produzione di citochine può inoltre portare a disfunzione endoteliale con aumentata produzione di specie di ossigeno reattivo 26, apoptosi delle cellule endoteliali 27 e aumentato sICAM-1 28. Alcuni studi hanno dimostrato che l’esercizio cronico è associato a sistemici effetti antinfiammatori 1, 2. Non si è assistito in questo studio a fluttuazioni statisticamente significative di qualche indice infiammatorio 24 ore dopo una singola sessione di esercizio aerobico o anaerobico. Sebbene questo risultato sia stato confermato precedentemente 29, 30, altri studi hanno mostrato che IL-1β e TNF-α erano aumentati dopo una sessione di esercizio 31, 32. IL-1β e TNF-α erano aumentati dopo 5 km di corsa 31, e TNF-α era aumentato dopo 400 metri di nuoto, 25 km di bicicletta e 4 km di corsa 32; comunque la durata dell’allenamento nel presente studio era inferiore rispetto agli studi menzionati, è quindi probabile che l’esercizio completato nella corrente indagine richiedesse forze meccaniche minori e determinasse minor danno tissutale rispetto agli studi precedenti 30 che potrebbero in parte spiegare le differenze nelle risposte infiammatorie osservate in questa sede e nelle precedenti indagini. In accordo con gli studi precedenti 7, 8 abbiamo trovato che 12 settimane di allenamento aerobico diminuiscono sICAM-1 (-4.3%), IL-1β (-12.8%) e TNF-α (-5.3%). Crediamo che l’allenamento aerobico sia di grande importanza nelle prescrizioni di esercizi, soprattutto se si vogliono ottenere cambiamenti significativi nell’allenamento cardio- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS Vol. 64 - N. 1 * 1450 TNF-α (pg/mL) TNF-α were increased after 5 km running,31 and TNF-α was increased after 400 meters swimming, 25 km cycling and 4 km running.32 However, duration of exercise in present study was shorter than mentioned studies, it is likely therefore that the exercise completed in the current investigation required lower mechanical forces and resulted in less tissue damage than in previous studies,30 which might, in part, explain the differences in inflammatory responses noted here and in previous investigations. Consist with previous studies,7, 8 we found that 12 weeks aerobic training decreased sICAM-1 (-4.3%), IL-1β (-12.8%) and TNF-α (-5.3%). We believe that aerobic training is of major importance in exercise prescriptions, particularly if significant changes in cardiorespiratory fitness are desired.16 Aerobic training most likely confers cardioprotective effect through multiple mechanisms including reducing adiposity, blood pressure, diabetes incidence, increasing HDL, lowering total LDL, dyslipidemia and enhancing insulin sensitivity, glycemic control, fibrinolysis, and endothelial function.3, 4, 24, 25, 33 The association of aerobic training with lower levels of inflammation may provide another cardioprotective mechanism. However, previous studies suggested that mechanisms contributing to the anti-inflammatory effect of exercise training include increased antioxidant capacity in skeletal muscle 34 and also increases in the production of anti-inflammatory cytokines in blood mononuclear cells.31 Moreover, regular aerobic training via reduction in sympathetic nerve activity and increase in proinflammatory cytokines, can rein the product of inflammatory markers (IL1β, TNF-α) in adipose tissue and decrease soluble adhesion molecules.19, 35 Some factors such as inflammatory disorders, nutrition, gender, antioxidants usage, stress, environmental conditions and ethnic characteristics, may affect on inflammatory markers.2, 19, 20 Thus, we employed healthy Wistar-Albino healthy male rats in laboratory condition to control the effect of these factors on the present study variables. However, some authors did not registered changes in circulating markers of inflammation after aerobic training.12-14 Differences in exercise variables (intensity, frequency, duration) and subsequent exercise-induced physiological adaptations between investigations may, in part, explain these divergent findings. In addition, these studies 12-14 were employed older adults or patients MOGHARNASI 1380 † † 1310 * 1240 1170 1100 1 24 36 Detraining Sessions Aerobic Anaerobic Control Figure 3.—Comparisons of serum TNF-α concentrations (mean ± SD) for various session points. Figura 3. — Comparazione delle concentrazioni di TNF-α nel siero (media ± SD) per le diverse parti della sessione. respiratorio 16. L’allenamento aerobico offre più probabilmente un effetto cardioprotettivo mediante molteplici meccanismi tra cui la riduzione del tessuto adiposo, della pressione sanguigna, dell’incidenza di diabete, aumentando l’HDL, diminuendo l’LDL totale e la dislipidemia, e l’aumento della sensibilità all’insulina, del controllo glicemico, della fibrolisi e della funzione endoteliale 3, 4, 24, 25, 33. L’associazione tra l’allenamento aerobico e minori livelli di infiammazione può fornire un ulteriore meccanismo cardioprotettivo. Comunque studi precedenti hanno suggerito che i meccanismi che migliorano l’effetto antinfiammatorio dell’allenamento comprendono l’aumentata capacità antiossidante dell’apparato muscolo-scheletrico 34 con anche miglioramento della produzione di citochine antinfiammatorie nelle cellule mononucleate del sangue 31. Inoltre il regolare allenamento aerobico, con la riduzione dell’attività nervosa simpatica e l’aumento delle citochine pro infiammatorie può limitare la produzione degli indici infiammatori (IL-1β, TNF-α ) nel tessuto adiposo e diminuire le molecole solubili di adesione 19, 35. Alcuni fattori come i disturbi infiammatori, la nutrizione, il sesso, l’uso di antiossidanti, lo stress, le condizioni ambientali e l’etnia possono influire sugli indici infiammatori 2, 19, 20. Abbiamo impiegato in laboratorio giovani ratti di sesso maschile e razza Wistar-Albino per verificare l’effetto di questi fattori sulle variabili del presente studio. Alcuni autori non hanno comunque registrato variazioni negli indicatori circolanti dell’infiammazione dopo allenamento aerobico 12-14. Diversità delle variabili degli esercizi (intensità, frequenza, durata) e successivi adattamenti fisiologici dovuti all’esercizio tra le indagini possono in parte MEDICINA DELLO SPORT 27 MOGHARNASI EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS with cardiovascular disease, while we employed healthy adults animals. Plasma levels of TNF-α, sICAM-1and IL-1β have all been shown to increase with aging 3 and different between healthy and patient subjects.1 While exercise in adults and older adults, healthy and patient generally impacts the same types of cells and cytokines, the responsiveness of inflammatory parameters can be different.1 We showed that sICAM-1, IL-1β and TNF-α were not statistically decreased after 8 weeks training (moderate duration), therefore, our finding may be of clinical relevance because the moderate-duration of training is not a sufficient stimulus to evoke the adaptive and anti-inflammatory responses to aerobic training. In our study, we also found that anaerobic exercise training elevated serum inflammatory markers levels (sICAM-1 [+1.8%], IL-1β [+10%] and TNF-α [+8.4%]) after the end of study compared with initial session in rats. To our knowledge, however, there are few studies to date which have investigated the effects of anaerobic training on serum inflammatory markers in healthy rats. For example, Mastro et al.36 reported strenuous exercise training increased adhesion molecules and showed strenuous training via increase in inflammatory markers (IL-1β, TNF-α, IL-6), causes immune suppression. As anaerobic (100% VO2max or over) or strenious training leads to muscle and other tissue damage,29 thereby, induces an inflammatory response characterized by secretion of proinflammatory markers. It is possible also these changes have long-term negative effects on professional athlete’s health. At the end of study, increased rat’s weight was not significantly different among groups. This finding is of major clinical and research interest, since it indicates that exercise training has independent anti-inflammatory effects, which could be added to those of weight reduction programs. Detraining period for 4 weeks returned inflammatory markers levels to initial session in aerobic training group (Figures 1-3). This result suggests that detraining can be negative factor to training-related advantages.10 Ziccardi et al.19 reported detraining process through disorganize of balance food intake and energy expenditure evoked fat gain, this process is associated with increase in proinflammatory cytokines and adhesion molecules.21 We showed that also detraining period or abandonment of anaerobic 28 spiegare questi risultati divergenti. Per questi studi 12-14 sono inoltre stati impiegati anziani o pazienti con patologia cardiovascolare, invece noi abbiamo utilizzato animali adulti sani. I livelli plasmatici di TNF-α, sICAM-1 e IL-1β migliorano con l’età 3 e differiscono tra soggetti sani e malati 1. Mentre l’esercizio in individui adulti e anziani, sani e malati influenza generalmente gli stessi tipi di cellule e citochine, le risposte dei parametri infiammatori possono essere differenti 1. Abbiamo mostrato che sICAM-1, IL-1β e TNF-α non erano statisticamente diminuiti dopo 8 settimane di allenamento (durata moderata), quindi i nostri risultati possono avere rilevanza clinica perché la durata moderata dell’allenamento non rappresenta uno stimolo sufficiente ad evocare le risposte di adattamento ed antinfiammatorie all’allenamento aerobico. Nel nostro studio abbiamo inoltre trovato che l’esercizio anaerobico innalza i livelli degli indici infiammatori sierici nei ratti (sICAM-1 [+1,8%], IL-1β [+10%] e TNF-α [+8,4%]), aumentati dopo lo studio, comparati con la sessione iniziale. Sono comunque di nostra conoscenza pochi studi che hanno indagato gli effetti dell’allenamento anaerobico sugli indicatori infiammatori del siero in ratti sani. Per esempio Mastro et al.36 ha riportato che l’allenamento intenso ha aumentato le molecole di adesione e ha evidenziato l’allenamento intenso con l’aumento degli indici infiammatori (IL-1β, TNF-α, IL-6), cause della soppressione immunitaria. L’allenamento anaerobico (100% VO2max o superiore) o intenso porta al danneggiamento di muscoli e di altri tessuti 29 determinando una risposta infiammatoria caratterizzata dalla secrezione degli indicatori pro infiammatori. E’ inoltre possibile che tali variazioni abbiano effetti negativi a lungo termine sulla salute degli atleti professionisti. Al termine dello studio l’aumento di peso dei ratti non è risultato in modo significativo diverso tra i tre gruppi. Questa esperienza è di grande interesse clinico e di ricerca poiché indica che l’allenamento ha effetti antinfiammatori indipendenti che potrebbero aggiungersi a quelli dei programmi di riduzione di peso. Il periodo di detraining di 4 settimane nel gruppo di allenamento aerobico ha riportato i livelli degli indici infiammatori a quelli della sessione iniziale (Figure 1-3). Questo risultato suggerisce che il detraining può essere un fattore negativo sui vantaggi derivanti dall’allenamento 10. Ziccardi et al.19 hanno riportato che il processo di detraining per mezzo della disorganizzazione nell’equilibrio dell’assunzione di cibo e il dispendio energetico hanno portato a un aumento di grasso; questo processo è associato ad aumento delle citochine MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS training can return inflammatory markers to pre-training levels,19, 21 however, this may have been due to abandonment of muscle and other tissue damage. It is clear that further investigations are needed to further elucidate the specific molecular mechanisms underlying the beneficial effects of aerobic and anaerobic training on the inflammatory markers. Moreover, we studied the impact of training on inflammatory markers in rats. It is possible that human could have some distinct response in these markers concentration. Our data are also limited to healthy, nonobese and male subjects. Future studies, therefore, should address the effect of similar study on inflammatory markers responses in human and female subjects, obese and/or patients to determine if these findings are generalizable to other populations. MOGHARNASI proinfiammatorie e delle molecole di adesione 21. Abbiamo dimostrato che anche il periodo di detraining o l’abbandono dell’allenamento anaerobico può riportare i marker infiammatori ai livelli del periodo pre-allenamento 19, 21, questo può comunque essere dovuto a perdita muscolare e ad altri danni del tessuto. E’ chiaro che sono necessarie ulteriori indagini per spiegare il meccanismo molecolare specifico che è alla base degli effetti benefici dell’allenamento aerobico e anaerobico sugli indici infiammatori. Abbiamo studiato l’impatto dell’allenamento sugli indici infiammatori nei ratti. E’ probabile che l’essere umano possa avere risposte diverse in questa concentrazione di indici. I nostri dati si sono limitati a soggetti maschili sani e non obesi. Studi futuri dovrebbero quindi indirizzare l’effetto di uno studio simile sulle risposte degli indici infiammatori negli umani di sesso femminile, obesi e/o non sani per determinare se queste esperienze possano essere estese alle altre popolazioni. Conclusions Previous investigators have reported increases in inflammatory markers in the hours and days after a single bout of exercise. Our findings suggest that aerobic and anaerobic exercise at moderate duration (15 min) does not appreciably alter markers of inflammation. These results might be useful for clinicians because a single session of aerobic and anaerobic exercise of moderate duration appears to have little impact on markers of inflammation. Finding of the present study suggests that anaerobic exercise training can evoke significant increase in inflammatory markers, which may associated with progression of atherosclerotic dieses 38 and many atherogenic inflammatory damages.3 In contrast, aerobic exercise training resulted in significant reduction of inflammatory state by decreasing IL-1β, TNF-α and sICAM-1 levels. Thus, aerobic training as physical activity plays a significant role in primary and secondary prevention of cardiovascular disease, especially coronary heart disease.1, 36 Detraining also can change inflammatory markers induced from training, thus it is suggested that detraining must be managed after training periods. Vol. 64 - N. 1 Conclusioni Ricercatori precedenti hanno riportato aumenti degli indici infiammatori nelle ore e nei giorni successivi ad una singola sessione di esercizio. Le nostre esperienze suggeriscono che l’esercizio aerobico e quello anaerobico di limitata durata (15 min) non altera gli indici infiammatori in modo significativo. Questi risultati potrebbero essere utili per i clinici poiché una sola sessione di esercizio aerobico ed anaerobico di durata limitata sembra avere un basso impatto sugli indici infiammatori. L’esperienza del presente studio suggerisce che l’allenamento anaerobico può causare aumento significativo dei marker infiammatori che possono essere associati alla progressione della patologia aterosclerotica 38 e a molti danni da infiammazione aterogenica 3. Al contrario l’allenamento aerobico ha come risultato la significativa riduzione dello stato infiammatorio con la diminuzione dei livelli di IL-1β, TNF-α e sICAM-1. L’allenamento aerobico come attività fisica, ha quindi un ruolo importante nella prevenzione primaria e secondaria della patologia cardiovascolare, soprattutto coronarica 1, 36. Anche il detraining può modificare gli indici infiammatori prodotti dall’allenamento; si suggerisce pertanto che il detraining deve essere gestito dopo i periodi di allenamento. MEDICINA DELLO SPORT 29 MOGHARNASI EFFECTS OF AEROBIC AND ANAEROBIC TRAINING ON INFLAMMATORY MARKERS IN RATS References/Bibliografia 1) Beavers KM, Brinkley TE, Nicklas BJ. Effect of exercise training on chronic inflammation. Clin Chim Acta 2010;411:78593. 2) Lira FS, Rosa JC, Zanchi NE, Yamashita AS, Lopes RD, Lopes AC et al. Regulation of inflammation in the adipose tissue in cancer cachexia: effect of exercise. Cell Biochem Funct 2009;27:71-5. 3) Colbert LH, Visser M, Simonsick EM, Tracy RP, Newman AB, Kritchevsky SB et al. Physical activity, exercise, and inflammatory markers in older adults: findings from the Health, Aging and Body Composition Study. J Am Geriatr Soc 2004;52:1098-104. 4) Bassuk SS, Manson JE. Physical activity and the prevention of cardiovascular disease. 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RAHIMI* Department of Physical Education and Sport Science, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran SUMMARY Aim. Apoptosis is programmed cell death which plays an essential role in development and homeostasis of mature tissues in order to remove unwanted, mutant and dangers cells by intrinsic pathway. The purpose of this study was to investigate the effects of RE with 80 and 65% of one repetition maximum (1RM) loads on apoptosis response in resistance trained men. Methods. Nine resistance trained college-age men (age: 22.37±1.99 years; weight: 71.32±5.57 kg; at least 1 year of RE experience) performed two RE protocols on two randomized separate sessions that include 4 sets of the bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls and lat pull down exercises using either low intensity (65% of 1RM) or high intensity (80% of 1RM). Blood draws occurred at pre-exercise, immediately post and 3h post exercise for measurement of serum p53, caspase-3 and caspase-9, and plasma IGF-1 and lactate concentration. Urine samples were also taken at the time of blood samples collection for measurement urinary 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) excretion. Results. The concentration of 8-OHdG at 3 h after RE was significantly higher than pre-exercise, in both RE protocols, and there was no significant difference in oxidative DNA damage between two protocols. Serum p53 concentrations were significantly grater at RE protocol with 65% of 1RM load than 80% of 1RM load post and 3h post exercise. However, no difference in p53 concentrations was seen at post and 3 h post exercises in both RE sessions. No difference in caspase-9 and caspse-3 concentrations was seen between two RE protocols at any time. Serum IGF-1 concentrations were significantly higher at immediately post of RE with 65% of 1RM load compared with 80% of 1RM load. Bloodlactate concentrations significantly increased at post exercise for 2 protocols, but no significant protocols differences were observed. Conclusion. These data suggest that acute RE increases oxidative DNA damage, but does not affect tumor suppressor p53 protein, caspase-9 and caspase-3. Generally, regarding to the above results, it can mentioned that RE with high and medium intensity has no effect on apoptosis response in resistance trained athletes. Key words: Resistance training - Apoptosis - Caspases. RIASSUNTO Obiettivo. L’apoptosi è la morte cellulare programmata, che gioca un ruolo essenziale nello sviluppo e nell’omeostasi dei tessuti adulti per rimuovere le cellule non necessarie, mutate o dannose attraverso un meccanismo intrinseco. Lo scopo dello studio è stato indagare, in uomini allenati allo sforzo fisico, gli effetti degli esercizi di resistenza (ER) con l’80% e il 65% del carico di una ripetizione massimale (RM1) sulla risposta apoptotica. Metodi. Nove atleti universitari, allenati ad esercizi di resistenza (età: 22,37±1,99 anni; peso: 71,32±5,57 kg; almeno un anno di esperienza in sport di resistenza), sono stati sottoposti in maniera randomizzata a due diversi protocolli di studio sulla resistenza all’esercizio, a bassa intensità (65% del RM1) o ad alta intensità (80% del RM1), che includevano 4 set di esercizi di bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls e lat pull down. Prelievi di sangue sono stati eseguiti prima dell’esercizio, immediatamente dopo e tre ore dopo per la misurazione della concentrazione plasmatica di p53, caspasi-3, caspasi-9, IGF-1 e lattato. Campioni di urina sono stati inoltre prelevati contemporaneamente ai prelievi ematici per la misurazione dell’escrezione dell’8-idrossi-2-deossiguanosina (8-OHdG). Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 31 BOROUJERDI The apoptotic response to resistance exercise Risultati. La concentrazione dell’8-OHdG alle 3 ore post-esercizio si è rivelata significativamente più alta che nel pre, in entrambi i protocolli di esercizio, e non c’è stata una significativa differenza di danno ossidativo al DNA tra i 2 protocolli. La concentrazione di p53 sierica è stata significativamente maggiore nel protocollo a bassa intensità rispetto a quello ad alta. Tuttavia non si è osservata nessuna differenza nelle concentrazioni della p53 nell’immediato postesercizio e 3 ore dopo, in entrambe le sessioni di esercizi. Non si è osservata nessuna differenza nelle concentrazioni di caspasi 3 e 9 tra i 2 protocolli, in tutti i prelievi. Le concentrazioni sieriche di IGF-1 sono state significativamente più alte immediatamente dopo l’esercizio a bassa intensità rispetto a quello ad alta intensità. Le concentrazioni ematiche di lattato sono significativamente aumentate dopo l’esercizio in entrambi i protocolli, ma non è stata osservata alcuna differenza statisticamente significativa. Conclusioni. Questi dati suggeriscono che esercizi di resistenza acuti aumentano il danno ossidativo al DNA, ma non influenzano la p53 e le caspasi-9 e -3. In generale, in riferimento ai risultati sopramenzionati, si può affermare che gli esercizi di resistenza ad alta e media intensità non hanno effetti sulla risposta apoptotica negli atleti allenati. Parole chiave: Esercizio di resistenza - Apoptosi - p53 - Caspasi. A poptosis and necrosis are two types of cell death which has been recognized in living cells and distinguished from each other with both morphological and biochemical aspect’s. Apoptosis, programmed cell death, is physiological death and main mechanism in development and homeostasis of mature tissues in order to remove unwanted, mutant and dangers cells by intrinsic pathway, different physiological and pathological factors can induce apoptosis while necrosis is inactive and pathological death which is characterized by swilling, rupturing of the cell, and inflammation. Recently, apoptosis has gained special attention among sport science researchers owing to evidence suggest that exercise, especially strenuous exercise, can lead to programmed cell death in addition to necrosis.1-4 Strenuous exercises modulate several factors that may change apoptosis. For example, glucocorticoids, reactive oxygen spices (ROS), an increase in intracellular levels, and TNF-α are some of signals that can lead to apoptosis.5-8 Several apoptotic pathways are involved in apoptotic cascades, depending on the stimulus. These include intrinsic,1 extrinsic 9 and an endoplasmic reticulum stress-induced pathway.10 A family of protease proteins called caspase (cysteine-dependent aspartate protease) is executioner of apoptosis. Activation of caspases during apoptosis results in the cleavage of critical cellular substrates so precipitating the dramatic morphological changes of apoptosis. Caspase-9, formerly called Apaf-3, binds to Apaf-1 in the presence of cytochrome c and dATP,11 which leads to caspase-9 activation. Activated caspase-9 in turn cleaves and activates caspase-3; caspase-9 thus is the most upstream member of the apoptotic protease cascade that 32 L ’apoptosi e la necrosi sono i due diversi tipi di morte cellulare che sono stati osservati nelle cellule viventi e si differenziano l’un l’altra per aspetti morfologici e biochimici. L’apoptosi, morte cellulare programmata, è una morte fisiologica ed è il meccanismo principale nello sviluppo e nell’omeostasi dei tessuti adulti per rimuovere le cellule non necessarie, mutate o dannose attraverso un meccanismo intrinseco. Diversi fattori fisiologici e patologici possono indurre l’apoptosi. La necrosi è invece la morte patologica della cellula, che avviene tramite meccanismi non attivi ed è caratterizzata dal rigonfiamento e della rottura della cellula, seguiti dal processo infiammatorio. Recentemente, l’apoptosi si è guadagnata un’attenzione speciale tra i ricercatori scientifici dello sport a causa di evidenze che suggeriscono che l’esercizio, specialmente quello strenuo, può condurre alla morte cellulare programmata oltre che alla necrosi 1-4. Gli esercizi intensi modulano diversi fattori che possono influenzare l’apoptosi. Per esempio i glucocorticoidi, le specie reattive dell’ossigeno (ROS), un aumento dei livelli intracellulari di calcio e il TNF-α sono alcuni dei segnali che provocare l’apoptosi 5-8. Nella cascata apoptotica esistono numerosi percorsi, diversi a seconda dello stimolo. Questi includono una via intrinseca 1, una estrinseca 9 e una del reticolo plasmatico stress-indotta 10. Una famiglia di proteasi chiamate caspasi (aspartato proteasi cisteina-dipendente) è responsabile dell’apoptosi. L’attivazione di caspasi durante l’apoptosi provoca il clivaggio di substrati cellulari critici, che scatenano i drammatici cambiamenti morfologici cellulari tipici dell’apoptosi. La caspasi-9, precedentemente chiamata apaf-3, si lega all’apaf-1 in presenza del citocromo c e del datp 11, che porta all’attivazione della caspasi-9. la caspasi-9 attivata a sua volta cliva e attiva la caspasi-3; pertanto la caspasi-9 rappresenta l’elemento MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise is triggered by cytochrome c and dATP.12 Caspase-9 is essentially localized in mitochondria, the disruption of the outer mitochondrial membrane occurring early during apoptosis is critical for its subcellular redistribution and activation.13 Apart from cleavage of caspase-3, the downstream enzymes caspase-6 and -7 are targets of caspase-9 activity.14 Caspase-9 forms dimers in the course of activation.15 Cytochrome c/Apaf-1/caspase-9 forms a so called apoptosome, amplifying the caspase cascade.16 Feedback cleavage of caspase-9 by caspase-3 again significantly increases the activity of the apoptosome.17, 18 Caspase-9 plays a crucial role in all pathologies involving apoptotic processes. Specifically the involvement of caspase-9 has been described in human gastric cancer,19 ovarian carcinoma,20, 21 neuroblastoma,22 gliomas 23 as well as in Alzheimer’s disease, Huntington’s disease 24 and osteoarthritis.25 Although, there is not clearly obvious that how and why exercise induce apoptosis. However, there are many possible hypotheses which need to be elucidated. One of these main hypotheses in this context is elevation of muscle metabolism during exercise which leads to generation of ROS.5, 26 Significant amount of ROS can lead to oxidative stress thus induce apoptosis via intrinsic pathway.2 Other hypothesis is based on evidence that catecholamine levels increase due to exercise stress, which promote the induction of apoptosis.27 There are few researches in relation to the effect of exercise on apoptosis. Kocturk et al, investigate apoptosis response to strenuous exercise (running on treadmill at a speed 25 m/ min and a slop of 5º until exhaustion) of the gastrocnemius and soleus muscle fibers in rats. In relation to soleus muscle fibers, results show that there is an increase in the activity of caspase-9 and -3 immediately after exercises while activation of caspase-8 was found at 3 h after exercise. However, in gastrocnemius muscle, a significant activation of caspase-8 was observed by extrinsic pathway at 3 and 6 h after exercise. Caspase-3 activation, activated by effects of both caspase-9 and caspase-8, were found significantly different from the control group. But, there was no significant difference in all caspse activities in two kinds of muscle fibers. They concluded that caspase-9 activation imply that apoptosis in soleus muscle related to intrinsic mechanism, but the extrinsic mechanism, activated by caspase-8.28 Vol. 64 - N. 1 BOROUJERDI più a monte della cascata delle proteasi attivata dal citocromo c e dal DATP 12. La caspasi-9 è essenzialmente localizzata nei mitocondri; l’interruzione della membrana mitocondriale esterna che si verifica precocemente durante l’apoptosi è critica per la sua redistribuzione intracellulare e attivazione 13. Accanto al clivaggio della caspasi-3, gli enzimi a valle della cascata (caspasi 6 e 7) sono i target dell’attività della caspasi-9 14. La caspasi-9 forma dimeri nel corso dell’attivazione 15. Il complesso citocromo c/apaf-1/caspasi-9 forma un cosiddetto apoptosoma, che amplifica la cascata delle caspasi 16. Un clivaggio di feedback della caspasi-9 ad opera della caspasi-3 aumenta ulteriormente l’attività dell’apoptosoma 17, 18. La caspasi-9 gioca un ruolo cruciale in tutte le patologie che coinvolgono il processo apoptotico. nello specifico, il coinvolgimento della caspasi-9 è stato descritto nel carcinoma dello stomaco 19 e dell’ovaio 20, 21, nel neuroblastoma 22, nei gliomi 23, nel morbo di Alzheimer e di Huntington 24 e nell’osteoartrite 25. Tuttavia, non è ancora chiaro come e perché l’esercizio induca l’apoptosi. Ci sono molte possibili ipotesi che devono essere verificate. Una delle principali in questo contesto è l’aumento del metabolismo muscolare durante l’esercizio, che porta alla produzione di ROS 5, 26. Una quantità significativa di ROS può portare allo stress ossidativo, inducendo perciò l’apoptosi attraverso la via intrinseca 2. Un’altra ipotesi è basata sull’evidenza che, a causa dello stress da esercizio, i livelli di catecolamine aumentano, causando l’induzione dell’apoptosi 27. Esistono pochi studi riguardanti gli effetti dell’esercizio sull’apoptosi. Kocturk et al. hanno investigato la risposta apoptotica all’esercizio intenso (corsa su tapis-roulant ad una velocità di 25 m/min, a una pendenza del 5%, fino alla fatica) nelle fibre dei muscoli gastrocnemio e soleo dei ratti. Per quel che concerne le fibre del soleo, i risultati hanno mostrato che c’è un aumento dell’attività delle caspasi 9 e 3 immediatamente dopo gli esercizi, mentre un’attivazione della caspasi 8 è stata osservata tre ore dopo l’esercizio. Nel gastrocnemio, una significativa attivazione della caspasi 8 attraverso la via estrinseca è stata osservata dopo tre e sei ore dall’esercizio. L’attivazione della caspasi-3, promossa sia dalla caspasi-9 che dalla caspasi-8, è stata significativamente diversa rispetto al gruppo controllo. Tuttavia, non c’era una differenza statisticamente significativa tra l’attività di tutte le caspasi nei due muscoli studiati. Gli autori hanno pertanto concluso che l’attivazione della caspasi-9 implica che l’apoptosi nel muscolo soleo non è solamente correlata alla via intrinseca, ma anche alla via estrinseca attivata dalla caspasi-8 28. MEDICINA DELLO SPORT 33 BOROUJERDI The apoptotic response to resistance exercise Barnard et al., in a study used, the serum of trained (5 days/week of aerobic exercise) and untrained people, to stimulate lymph node cancer of the prostate (LNCaP) tumor cells in vitro. The results showed that the sample serum of trained men increased apoptosis, and p53 protein was higher in the exercise serum-stimulated cells at two and four days after stimulation. Also, the levels of p21 protein, a downstream effectors of p53, was increased at 2 days but were normal at 4 days. Bcl-2, an anti-apoptotic protein, was significantly reduced after 2 days in the exercise serum-stimulated lystaes. The results of this study showed that, the increase of p53 protein may activate mitochondrial pathway in order to increase caspase-9 and -3 activities.29 It was shown that caspase-3 activity modifies the cleavage and inactivation of p21 in order to convert cancer cells from growth arrest to undergoing apoptosis.30 It has recently been shown that an acute muscle contraction cases simultaneous increasing of phosphorylation of AMPK and p53. This results lead to this idea that p53 may involved in exercise-induce mitochondrial biogenesis.31 The results of the previously mentioned researches indicate the induction of exercise-induce apoptosis in pathological state. Also, some of the researchers have shown that ischemia-reperfusion case apoptosis changes in heart cells of rats 32 and rat myocytes.33 Since, one of the possible mechanisms of ROS production in RE is ischemia-reperfusion. So, it can be concluded that ROS production through these mechanisms cause stimulation and initiation of apoptosis presses. Nevertheless, there is no study regarding the effect of RE on apoptosis in human. Since, apoptosis, programmed cell death, is one of the main mechanisms in development and homeostasis of different tissues in order to remove unwanted, mutant and dangers cells by intrinsic pathway and one of the causing factors of this signal is free radicals and ROS production by intense exercise. Therefore, in this research, the effect of RE with 80 and 65% of 1RM on apoptosis response examined in resistance trained athletes. Barnard et al. in uno studio hanno utilizzato il siero di persone allenate (cinque giorni alla settimana di esercizio aerobico) e non per stimolare le cellule tumorali di un linfoma della prostata in vitro. I risultati hanno mostrato che il campione di siero dei soggetti allenati ha aumentato l’apoptosi e, 2 e 4 giorni dopo la stimolazione, i livelli della proteina p53 erano più alti nelle cellule stimolate dal siero di questi soggetti. Inoltre, il livello della proteina p21, un effettore a valle della p53, era aumentato ai due giorni post-stimolazione, ma normale ai quattro giorni. Bcl-2, una proteina antiapoptotica, era significativamente ridotta ai due giorni nel siero dei pazienti allenati. I risultati di questo studio hanno mostrato che l’aumento della proteina p53 può attivare la via mitocondriale, che aumenta l’attività delle caspasi-9 e -3 29. È stato dimostrato che l’attività della Caspasi-3 influenza il clivaggio e l’inattivazione della p21, per far passare le cellule tumorali dalla fase di arresto della crescita a quella di apoptosi incipiente 30. È stato recentemente dimostrato che una contrazione muscolare in acuto causa l’aumento simultaneo della fosforilazione dell’AMPK e della p53. Questi risultati hanno portato all’idea che la p53 possa essere coinvolta nella biogenesi mitocondriale indotta dall’esercizio 31. I risultati delle ricerche sopramenzionate indicano che, in uno stato patologico, esiste un’apoptosi indotta dall’esercizio. Inoltre alcuni dei ricercatori hanno dimostrato che il processo di ischemia-riperfusione causa apoptosi nelle cellule cardiache 32 e nei miociti dei ratti 33. Pertanto, uno dei possibili meccanismi della produzione di ROS è il processo di ischemia-riperfusione. Si può dunque concludere che la produzione di ROS attraverso questo meccanismo causi la stimolazione e l’avvio del processo apoptotico. Tuttavia, nell’uomo, non esistono studi riguardo agli effetti degli esercizi di resistenza sull’apoptosi. L’apoptosi, morte cellulare programmata, è uno dei principali meccanismi coinvolti nello sviluppo e nell’omeostasi dei diversi tessuti, per rimuovere le cellule non necessarie, mutate o dannose attraverso un meccanismo intrinseco: uno dei fattori che attivano questa via è la produzione dei radicali liberi e dei ROS indotta da un intenso esercizio fisico. Pertanto, in questo studio sono stati esaminati in soggetti allenati gli effetti dell’esercizio fisico all’80% e 65% dell’RM1 sulla risposta apoptotica. Materials and methods Materiali e metodi Subjects Partecipanti Nine experienced resistance trained college-age men (age: 22.37±1.99 years; weight: Nove atleti universitari, allenati a esercizi di resistenza (età: 22,37±1,99 anni; peso: 71,32±5,57 kg; 34 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise BOROUJERDI Table I.—General characteristics of the subjects. . Tabella I.— Caratteristiche generali dei soggetti. Mean ± SD Age (year) Hight (cm) Weight (kg) Soft lean mass (kg) Precent body fat BMI (kg/m2) Basal metabolic rate (kcal) 22.37±1.99 174±5.04 71.32±5.57 59.46±5.43 16.29±2.55 23.58±2.05 1979.37±147 Table II.—1RM value of the subjects. Tabella II.— Valori de1 RM1 dei soggetti in studio. Exercise 1RM (kg) Bench press 100.66±22.15 Leg press 245.33±54.31 Sited bar shoulder press 74.11±14.53 Arm curls 54.27±7.23 Lat pull down 79.94±11.64 71.32±5.57 kg; at least one year of RE experience) volunteered for this study (Table I). Subjects signed an informed consent document prior to participate in the study. The experiment procedure was explained in details to all subjects. The Institutional Review Board of the University approved the research protocol. Subjects were on their ordinary diet, not permitted to use nutritional supplementation, and did not consume anabolic steroids or any other anabolic agents known to increase performance. Experimental design The subjects were familiarized with the experimental testing procedures during a control day about 1 week before the actual measurements. The data collecting was performed on three non-consecutive days. One repetition maximum (1RM) for the bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls and lat pull down exercises was also determined (Table II).34, 35 All the subjects went through 2 RE protocols of different intensities. The RE lasted from 09:00 to 11:00 hours and to avoid any potential carry-over effects and threats of internal validity, each of the two protocols was performed in a counterbalance order by all nine participants. At least 48 hours but not more than 72 hours of recovery time was allowed between each training session. almeno un anno di esperienza in sport di resistenza) hanno partecipato volontariamente a questo studio (Tabella I). I soggetti hanno firmato un consenso informato scritto prima della partecipazione. L’Institutional Review Board dell’Università ha approvato il protocollo di ricerca. I partecipanti hanno seguito la loro dieta ordinaria, non hanno utilizzato supplementi nutrizionali né hanno assunto steroidi anabolizzanti o altri agenti anabolizzanti in grado di aumentare le loro performance. Disegno dello studio I partecipanti hanno familiarizzato con gli esercizi da compiere nel corso di una giornata introduttiva svoltasi circa una settimana prima del vero e proprio esperimento. La rilevazione dei dati è stata eseguita in tre giorni non consecutivi. È stato inoltre determinato il massimale per una sola ripetizione (RM1) per ciascun esercizio (bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls e lat pull down) (Tabella II) 34, 35. Tutti i partecipanti hanno eseguito i due protocolli di studio di diversa intensità. Gli esercizi si sono svolti dalle ore 9:00 alle ore 11:00 e, per evitare un potenziale effetto da affaticamento che potesse compromettere la validità dello studio, ognuno dei due protocolli è stato eseguito in un ordine controbilanciato da parte dei nove partecipanti. È stato concesso un riposo di almeno 48 ore, ma non più di 72, tra ciascuna delle sessioni di esercizi. Composizione corporea Sono stati determinati la percentuale di grasso corporeo (FM), di massa magra (FFM) e il metabolismo basale (BMR) usando l’analizzatore InBody 3.0 a impedenza bioelettrica (Biospace Co, Ltd., Seoul, Corea) 36. L’InBody 3.0 è un congegno con impedenza spettroscopica tetra-polare, a multifrequenza. Ai partecipanti è stato richiesto di astenersi dall’attività fisica prima dei test e di mantenere un normale regime di idratazione. Body composition Protocolli di esercizi di resistenza Percentage body fat, fat mass (FM), fat free mass (FFM) and basal metabolic rate (BMR) were Prima dei protocolli di esercizio, tutti i partecipanti hanno eseguito un riscaldamento che Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 35 BOROUJERDI The apoptotic response to resistance exercise determined using the InBody 3.0 bioelectrical impedance (Biospace Co, Ltd.) analyzer.36 The InBody 3.0 is multi-frequency, tetra polar bioimpedance spectroscopy (BIS) device. Participants were asked to refrain from physical activity before testing and to maintain normal hydration patterns. Resistance exercise protocols Prior to RE protocols, all subjects performed warm-up which consisted of 3 min running, 5-10 repetitions at 50% of perceived maximum and stretching period. The warm-up procedure was held constant throughout all the testing sessions. RE protocols consisted of four sets of the bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls and lat pull down exercises with 2 min rest between sets and each set was performed to exhaustion. To ensure that all subjects were moving at approximately the same velocity for each repetition, each set was timed using a handheld stopwatch. The spotter called out a cadence for the eccentric and concentric phases of each repetition. The repetition velocity consisted of a 3-second eccentric phase followed by a 1-second concentric phase. The volume of each set was calculated as the number of complete repetitions completed multiplied by resistance used. Blood and urine collection and analysis Prior to both exercise sessions and immediately and 3 h following exercise, a 7-mL blood sample was taken via vacutainer from an antecubital vein. A 3-mL of blood samples were collected into vacutainer tubes containing Heparin solution for analysis of plasma IGF-1 and lactate. The remainder of whole blood was separated into vacutainer tubes and after approximately 45 minutes, serum and plasma tubes were centrifuged at 6 000 rpm for 10 minutes at room temperature. Also, urine samples were also taken at the time of blood samples collection for measurement urinary 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) excretion. Serum, plasma and urine samples were stored at -20 ºC until analyzed. Oxidative DNA damage, urinary 8-OHdG excretion, was measured by using enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The assay was carried out in duplicate utilizing the manufacturer’s instructions (New 8OHdG Check, ELISA, Japan Institute for the Control of Aging; Catalog No: KO G200S/ E). A p53 ELISA kit (Human p53 ELISA, Bender MedSystems GmbH, Austria, Europe; Catalog No: BMS256) was used to measure p53 protein concentration in serum 36 consisteva in tre minuti di corsa, 5-10 ripetizioni al 50% del massimale percepito e un periodo di stretching. Questo tipo di riscaldamento è stato mantenuto uguale nel corso di tutte le sessioni di test. I protocolli consistevano in 4 set di esercizi di bench press, leg press, sited bar shoulder press, arm curls e lat pull down, con due minuti di riposo tra i set e ogni set è stato eseguito fino all’esaurimento delle forze. Per essere sicuri che tutti i partecipanti stessero eseguendo ogni ripetizione approssimativamente alla stessa velocità ciascun set è stato cronometrato usando un cronometro manuale. L’osservatore scandiva un ritmo per le fasi eccentriche e concentriche di ciascuna ripetizione. La velocità di ripetizione consisteva in una fase eccentrica di 3 secondi seguita da una concentrica di 1 secondo. Il volume di ciascun set è stato calcolato come il numero di ripetizioni completate moltiplicato per la resistenza utilizzata. Prelievo e analisi di sangue e urine Prima di ciascuna sessione di esercizi, e dopo tre ore dopo dall’esercizio, è stato prelevato via vacutainer un campione di 7 mL di sangue dalla vena cubitale del braccio. Campioni di 3 ml di sangue sono stati conservati in provette contenenti una soluzione eparinica per l’analisi del lattato e dell’IGF-1 plasmatici. Il restante sangue è stato separato in provette e dopo approssimativamente 45 minuti le provette di siero e plasma sono state centrifugate a 6 000 rpm per 10 minuti a temperatura ambiente. Inoltre, contemporaneamente ai prelievi di sangue, sono stati prelevati dei campioni di urina per la misurazione dell’escrezione dell’8-OHdG urinaria. I campioni di siero, plasma e urine sono stati conservati a -20 °C fino alla loro analisi. L’escrezione urinaria dell’8-OHdG, indice di danno ossidativo al DNA, è stata misurata con metodo ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). L’analisi è stata condotta in doppio utilizzando le istruzioni del produttore (New 8OHdG Check, ELISA, Japan Institute for the Control of Aging; Catalog No: KO G200S/ E). Un kit ELISA p53 (Human p53 ELISA, Bender MedSystems GmbH, Austria, Europe; Catalog No: BMS256) è stato utilizzato per la misurazione della concentrazione della p53 in campioni di siero seguendo il protocollo del produttore. Le concentrazioni sieriche di Caspasi 3 e 9 sono state misurate utilizzando un kit ELISA specifico (Human Caspase-9 and -3 ELISA, Bender MedSystems GmbH, Austria, Europe; Catalog No:BMS2025 and ; Catalog No:BMS2012INS). L’IGF-1 plasmatico è stato misurato utilizzando un kit ELISA (Immunodiagnostic MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise BOROUJERDI 6 1.6 * 4 * 3 2 † 1.2 † 1 0.8 0.6 0.4 1 0 p53 (U/mL) 8-OHdG (ng/mL) 5 1.4 0.2 Pre Post 80%IRM 3h post 0 65%IRM Pre Post 80%IRM 3h post 65%IRM Figure 1.—8-OHdG in urine before (Pre), immediately a fter (Post), and 3 h after (3h Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. *Different from pre RE exercise (P<0.05). Figura 1. — Concentrazioni di 8-OHdG urinaria prima (Pre), immediatamente dopo (Post) e 3 ore dopo (3 h post) i protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. *Differente dal pre-RE (P<0,05). Figure 2.—Serum p53 concentrations at before (Pre), immediately after (Post), and 3 h after (3h Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. †Different from RE with 80% of 1RM load (P<0.05) Figura 2. — Concentrazioni di p53 plasmatica prima (Pre), immediatamente dopo (Post) e 3 ore dopo (3 h post) i protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. †Differente dal RE con l’80% dell’RM1 (P<0,05). samples according to the manufacturer’s protocol. Serum caspase-9 and caspase-3 concentrations were measured by using enzyme linked immunosorbent assay kit (Human Caspase-9 and -3 ELISA, Bender MedSystems GmbH, Austria, Europe; Catalog No:BMS2025 and; Catalog No:BMS2012INS). Plasma insulin-like growth factor-1 (IGF-1) was measured using ELISA kit (Immunodiagnostic Systems Ltd, Boldon, Tyne & Wear, NE35 9PD, UK) and plasma lactate was measured using Enzymatic-colorimetric method (ELI TECH Kit, France). Systems Ltd (IDS Ltd), 10 Didcot Way, Boldon Business Park, Boldon, Tyne & Wear, NE35 9PD) e il lattato plasmatico è stato misurato utilizzando un metodo plasmatico colorimetrico (ELI TECH Kit, France). Statistical analyses Data are expressed as mean ± SD. Statistical evaluation was performed with SPSS (SPSS, Chicago, IL) for windows. The data obtained for 8-OHdG, p53, caspase-9 and caspase-3 concentrations were analyzed using a 2×3 repeatedmeasures analysis of variance (ANOVA). The data obtained for plasma IGF-1 and lactate concentrations were analyzed using 2×2 repeatedmeasures ANOVA. Multiple comparisons with confidence interval adjustment by the Bonferroni method were used as post hoc when necessary. The significance level was set at P<0.05. Results Urinary 8-OHdG data pre-, post- and 3 h post RE protocols are presented in Figure 1. After both Vol. 64 - N. 1 Analisi statistica I dati sono espressi come media ± DS. La valutazione statistica è stata eseguita con SPSS per Windows (SPSS, Chicago, IL, USA). I dati ottenuti per le concentrazioni di 8-OHdG, p53, caspasi-9 e caspasi-3 sono stati analizzati utilizzando un test ANOVA con misurazioni ripetute 2x3. I dati ottenuti per la concentrazioni di IGF-1 e lattato sono stati analizzati utilizzando un analogo test 2x2. Multipli confronti con l’aggiustamento dell’intervallo di confidenza tramite il metodo Bonferroni sono state utilizzate come post hoc quando necessario. Il livello di significatività è stato posto a P<0,05. Risultati I dati dell’8-OHdG urinario nel pre-, post. e tre ore postesercizio sono presentati nella Figura 1. Dopo entrambi i protocolli di esercizio, i livelli di 8-OHdG urinario sono aumentati significativamente alle tre ore postesercizio (P<0,05). Tuttavia, non ci sono stati significativi effetti di interazione con l’escrezione di 8-OHdG urinario (P>0,05). I livelli di proteina p53 sierica nel pre-, post- e tre ore post-esercizio sono presentati nella Figura 2. MEDICINA DELLO SPORT 37 The apoptotic response to resistance exercise 8 0.8 7 0.7 Caspase-3 (ng/mL) Caspase-9 (ng/mL) BOROUJERDI 6 5 4 3 2 Pre Post 80%IRM 0.2 Pre Pre Post 80%IRM 3h post 65%IRM Figure 4.—Serum caspase-3 concentrations at before (Pre), immediately after (Post), and 3 h after (3h Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. Figura 4. — Concentrazioni di caspasi-9 prima (Pre), immediatamente dopo (Post) e 3 ore dopo (3h post) i protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. 14 * 12 Lactate (mmol/L) IGF-I (ng/mL) 0.3 65%IRM *† 80%IRM 8 6 4 2 65%IRM RE protocols, urinary 8-OHdG level increased significantly at 3 h postexercise (P<0.05). However, there were no significant interaction effects for urinary 8-OHdG excretion (P>0.05). Serum p53 protein level at pre, post and 3 h post-RE protocols are presented in Figure 2. There was no significant difference in the concentration of tumor suppressing protein p53 immediately after and 3 h after the RE protocols in comparison to pre-exercise levels (P>0.05). However, serum p53 concentrations were significantly greater at * 10 0 Post Figure 5.—Plasma IGF-1 concentrations at before (Pre) and immediately after (Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. *Different from pre RE exercise (P<0.05); †Different from RE with 65% of 1RM load (P<0.05). Figura 5. — Concentrazioni di IGF-1 plasmatico prima (Pre) ed immediatamente dopo (Post) I protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. *Differente dal pre-RE (P<0,05). †Differente dal RE con il 65% dell’RM1 (P<0,05). 38 0.4 0 3h post Figure 3.—Serum caspase-9 concentrations at before (Pre), immediately after (Post), and 3 h after (3h Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. Figura 3. — Concentrazioni di caspasi-9 prima (Pre), immediatamente dopo (Post) e 3 ore dopo (3 h post) i protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0.5 0.1 1 0 0.6 Pre Post 80%IRM 65%IRM Figure 6.—Plasma lactate concentrations at before (Pre) and immediately after (Post) the RE protocols. Values expressed as mean ± SD. *Different from pre RE exercise (P<0.05). Figura 6. — Concentrazioni di lattato plasmatico prima (Pre) e immediatamente dopo (Post) I protocolli RE. I valori sono espressi come media ± DS. *Differente dal pre-RE (P<0,05). Non sono state osservate significative differenze nella concentrazione della p53 immediatamente dopo e tre ore dopo gli esercizi rispetto ai livelli pre (P>0,05). Tuttavia le concentrazioni sieriche di p53 sono state significamene maggiori nei protocolli al 65% del RM1 rispetto all’80% del massimale immediatamente dopo e tre ore dopo l’esercizio (P<0,05). Le concentrazioni sieriche di caspasi-9 e Caspasi-3 nel pre-, post- e tre ore postesercizio sono presentate nelle Figure 3 e 4. Non c’è stata un’interazione significativa né un rilevante effetto sulle concentrazioni di questi enzimi (P>0,05). Il con- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise BOROUJERDI Table III.—Dietary intake assessed during the 3 d prior to each exercise session. Tabella III.— Apporto dietetico misurato nei tre giorni precedenti ciascuna sessione di esercizi. Energy intake (kcal) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 2910±198 2867±169 Protein (g) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 155.33±25.49 148.83±27 Carbohydrate (g) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 296.16±22.06 280±11.96 Fat (g) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 79.5±10.82 73.83±4.49 Vitamin E (mg) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 9.5±1.87 8.16±2.48 Vitamin C (mg) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 97.5±15.89 112±16.48 Vitamin A (RE) RE with 80% of 1RM RE with 65% of 1RM 760.5±98.90 788±102.95 RE protocol with 65% of 1RM load than 80% of 1RM load post- and 3h post-exercise(P<0.05). Serum caspase-9 and caspase-3 concentrations at pre-, post- and 3 h post-RE protocols are presented in Figures 3, 4. There was no significant interaction or main effects for serum caspase-9 and caspase-3 concentrations (P>0.05). The IGF1 comparison between protocols revealed that IGF-1 response was higher for RE protocol with 80% of 1RM load than for RE protocol with 65% of 1RM load (P<0.05). Also, plasma IGF-1 concentration at immediately after RE protocol with 80% of 1RM (141.68±13.45 ng/mL) was significantly higher than pre-exercise (103.77±19.10 ng/mL) (Figure 5, P<0.05). Plasma lactate concentrations were significantly increased at post RE for 2 protocols, but no significant protocol differences were observed (Figure 6). Dietary data The mean daily calories, protein, carbohydrate, fat, vitamin C, vitamin E and vitamin A intake during the 3 days preceding the RE protocols are presented in Table III. Dietary intake was analyzed by Nutritionist IV diet analysis software. No statistically significant differences were noted between RE protocols for any measured dietary variable. Discussion Disease such as cancer, AIDS, Alzheimer’s disease, and rheumatoid arthritis, seem that to Vol. 64 - N. 1 fronto dei valori di IGF-1 tra i due protocolli ha rilevato che la risposta dell’IGF-1 è stata più elevata nei protocolli ad alta intensità rispetto a quelli a bassa intensità (P<0,05). Inoltre le concentrazioni plasmatiche di IGF-1 immediatamente dopo il protocollo di esercizi all’80% del RM1 (141,68±13,45 ng/ml) è stata significativamente maggiore rispetto al pre-esercizio (103,77±19,10 ng/ml) (Figura 5, P<0,05). Le concentrazioni di lattato plasmatico sono aumentate significativamente dopo l’esercizio nei due protocolli, ma non è stata osservata nessuna differenza statisticamente significativa (Figura 6). Dati dietetici L’introito medio giornaliero di calorie, proteine, carboidrati, grassi, vitamina C, vitamina E e vitamina A nei tre giorni precedenti gli esercizi è presentato nella Tabella III. L’apporto nutrizionale è stato analizzato dal software per analisi della dieta Nutritionist IV. Non sono state osservate differenze statisticamente significative per nessuna delle variabili dietetiche osservate. Discussione Malattie come il cancro, l’AIDS, l’Alzheimer e l’artrite reumatoide, in una certa misura, sembra possano essere causate da un errore nei processi apoptotici 37. Recentemente, numerosi studiosi di scienze dello sport hanno mostrato sempre maggior interesse verso l’apoptosi perché, oltre alla MEDICINA DELLO SPORT 39 BOROUJERDI The apoptotic response to resistance exercise some extant, caused by inappropriate adjustment of apoptosis.37 Recently, among exercise scientists showed special attention to apoptosis, because, in addition to necrotic cell death, there are some evidence indicates that apoptotic cell death also occurs with exercise. There are a lot of extrinsic and intrinsic signals, which modulate, the genes that control the initiation of apoptosis.37-40 Internally, the genes will express proteins like Fas, Bax, and p53 which initiate apoptosis and those like Bcl2 and Bc-XL which inhibit apoptosis, and the result for cell (death vs survival) depend on the proportion of the genes expressed.1 For example, high level of Bcl-2 in proportion of Bax cause the duration of cell’s life, while, the reverse amount of this ratio will cause the death of the cell.41 These genes express their special proteins in the nucleus (p53), mitochondrial (Bax, Bcl-2, Bcl-XL) and other subcellular organism. Strenuous exercise, modulate, several factors may change apoptosis in different tissues. There are recently, some evidence in relation to apoptosis which is caused by exercise in lymphocytes and skeletal muscle. For example, glucocorticoids, reduce growth-factor, reactive oxygen species (ROS), a rise in intracellular Ca levels, and tumor necrosis factor (TNF) are some of the signals that can cause apoptosis.37-39 The increase in glucocorticoids secretion, reactive oxygen species (ROS) and intracellular Ca levels have been shown to occur during strenuous exercise and can induce apoptosis.5, 42, 43 In many researches, 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) was investigated as index of oxidative DNA damage.44-46 While 8-OHdG is responsible just for 5% of the whole damage, but, because of its high potential mutation, a great amount of the researches was concerned to this substance.47 In this research, the concentration of 8-OHdG at 3 h after RE was significantly higher then pre exercise, in both RE protocols, and there was no significant difference in oxidative DNA damage between two protocols, which are in according with those of Radak et al.,48 who reported a significant increase in 8-OHdG of the quadriceps muscle at the 24 hours after 200 eccentric actions with the knee extensors.48 However, our results are not in accordance with Bloomer et al., who did not observe a significant change in 8-OHdG and malondialdehyde (MDA) after 30 min of intermittent dumbbell squatting at 70% of 1RM.45 These conflicting results reflect probably differences in exercise protocols; fitness level of the 40 morte cellulare di per sé, ci sono numerose evidenze che la morte cellulare stessa possa essere causata anche dall’esercizio. Esistono molteplici segnali intrinseci ed estrinseci che modulano i geni che controllano l’inizio del processo apoptotico 37-40. All’interno della cellula i geni esprimono proteine quali Fas, Bax e p53, che sono implicate nel processo iniziale dell’apoptosi, e altre quali Bcl-2 e Bc-XL che inibiscono l’apoptosi; il risultato a livello cellulare (morte o sopravvivenza) dipende dalla proporzione dell’espressione genica.1 Per esempio, alti livelli di Bcl-2 rispetto al Bax aumentano la durata della vita della cellula mentre, in caso di rapporto inverso, viene accelerata la morte cellulare 41. L’espressione di questi geni porta alla produzione di speciali proteine nel nucleo (p53), mitocondri (Bax, Bcl-2, Bcl-XL) ed altri organelli subcellulari. L’esercizio strenuo modula numerosi fattori che possono influenzare l’apoptosi in diversi tessuti. Recentemente sono emerse evidenze che l’esercizio causi apoptosi a livello dei linfociti e delle cellule muscolari scheletriche. Per esempio, alcuni dei segnali che causano l’apoptosi sono i glucocorticoidi, la riduzione dei fattori di crescita, i ROS, un aumento dei livelli intracellulari di calcio e il TNF 37-39; in corso di esercizio fisico intenso si è osservato un aumento della secrezione di glucocorticoidi, dei ROS e dei livelli intracellulari di calcio, tutti fattori che posso indurre l’apoptosi 5, 42, 43. In molte ricerche, è stato studiato l’8-OHdG come indice del danno ossidativo al DNA 4446. L’8-OHdG è responsabile solamente del 5% dell’intero danno ma, a causa del sua alto potenziale mutagenico, molte ricerche si sono concentrate sul suo reale impatto 47. In questo studio, la concentrazione di 8-OHdG alle tre ore postesercizio è stata significativamente più alta rispetto al pre, in entrambi i protocolli, e non è stata osservata un differenza statisticamente significativa nel danno ossidativo al DNA tra i due protocolli. Questo è in accordo con i risultati di Radak et al. 48, che hanno riportato un aumento significativo del 8-OHdG nel muscolo quadricipite a due ore di distanza da 200 ripetizioni di un esercizio di leg extension 48. Tuttavia i nostri risultati non sono in accordo con Bloomer et al., che non hanno osservato un cambiamento significativo dei valori di 8-OHdG e malondialdeide (MDA) dopo 30 minuti di squatting al 70% del RM1 45. Questi risultati contraddittori riflettono probabilmente le differenze nei protocolli di esercizi (il livello di allenamento dei partecipanti, il timing dei prelievi di sangue, ecc.). I protocolli di esercizi utilizzati in questo studio hanno maggiori intensità e volume rispetto a quelli dello MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise participants, timing of blood sampling, etc. The RE protocols used in this research has a high intensity and volume compared to Bloomer and colleague’s research,45, 46 because, the pervious researches have shown that intensity of the exercise may be the main factor in producing free radicals.45, 46 DNA damage causes the p53 protein is stabilized, which activates other downstream genes or factors to cause cell cycle arrest or DNA repair.49 If this inner nucleus pathway was not done successful, so, the p53 protein will cause alter and initiation of transcription helping apoptosis factors. In this research, there was not observe significant difference in the concentration of tumor suppressing protein p53 immediately after and 3 h after RE protocols compared to pre-exercise levels. Nevertheless, p53 responses are different from the RE protocols with intensities of 65 and 80% of 1RM. Serum p53 protein concentration immediately and 3h after RE with 65% of 1RM was higher than RE with 80% of 1RM. As regards, there was not observing significant difference in 8-OHdG level, oxidative DNA damage index, between the two protocols. The p53 increasing mechanism after RE with 65% of 1RM compared to RE with 80% of 1RM is unknown and there may other factors except oxidative DNA damage be responsible for the changes. It has recently shown that IGF-1 may be responsible for modulating p53 activity.50 HeronMilhavet and LeRoith 51 reported that IGF-I suppressed apoptosis in ultraviolet-damaged cells via activation of the p38 mitogen-activated protein kinase pathway. The suppression of apoptosis by IGF-I was associated with a decrease in cellular p53 protein content with no change in p53 mRNA. Also, Leung et al.,50 have shown that the serum of those who have performed aerobic exercise have law level IGF-1 in proportion to untrained individual and p53 protein level is high in these athletes. Although, we did not observe statistically significant relationship between increases in IGF-1 and p53 inhibition, however, plasma IGF-1 concentration has an important role in modulating the concentration of p53,50, 51 and because of this it has been investigated and the results showed that IGF-1 concentration immediately after RE with 80% of 1RM was significantly higher than pre exercise, and its level in the RE protocol with 80% of 1RM load was higher than protocol with 65% of 1RM load. These results are in accordance with our laboratory’s previous studies.34, 52, 53 On the Vol. 64 - N. 1 BOROUJERDI studio di Bloomer et al. 45, 46 poiché ricerche precedenti hanno mostrato che l’intensità dell’esercizio può costituire uno dei principali fattori che influenzano la produzione dei radicali liberi 45, 46. È appurato che il danno al DNA causi l’attivazione della p53, la quale attiva altri geni o fattori a valle che portano all’arresto del ciclo cellulare o alla riparazione del DNA 49. Se questo meccanismo intrinseco al nucleo non è portato a termine in maniera soddisfacente, dunque, la proteina p53 causa l’attivazione della trascrizione dei fattori che inducono l’apoptosi. In questo studio non è stata osservata una differenza significativa nella concentrazione della p53 immediatamente dopo e tre ore dopo gli esercizi, rispetto ai livelli pre. La risposta dalla p53 è stata però diversa nei protocolli ad alta e bassa intensità. La concentrazione di p53 sierica immediatamente dopo e tre ore dopo l’esercizio a bassa intensità è stata maggiore che dopo l’esercizio ad alta intensità. Al riguardo, non è stata osservata una differenza significativa nei livelli di 8-OHdG, indice del danno ossidativo al DNA, tra i due protocolli. Il meccanismo per cui l’aumento della p53 dopo esercizi al 65% del massimale sia maggiore rispetto all’80% è sconosciuto e ci possono essere altri fattori, al di là del danno ossidativo al DNA, responsabili di tali cambiamenti. È stato recentemente dimostrato che l’IGF-1 può essere coinvolto nella regolazione dell’attività della p53 50. Heron-Milhavet e LeRoith 51 hanno riportato che l’IGF-I era in grado di sopprimere l’apoptosi, in cellule danneggiate da raggi UV, tramite l’attivazione della via della proteinkinasi p38. L’interruzione dell’apoptosi da parte dell’IGF-I è associata ad una diminuzione dei livelli della proteina p53, senza cambiamenti nell’mRNA della p53. Inoltre Leung et al. 50 hanno dimostrato che nel siero di soggetti che hanno eseguito un esercizio aerobico ci sono minori livelli di IGF-1 rispetto a soggetti non allenati e i livelli di p53, in questi atleti, sono elevati. Noi non abbiamo osservato una relazione statisticamente significativa tra l’aumento dell’IGF-1 e l’inibizione della p53; tuttavia, la concentrazione di IGF-1 plasmatica ha un ruolo importante nella modulazione della concentrazione di p53 50, 51 e per questo è stata misurata: i risultati hanno mostrato che la concentrazione di IGF-1 immediatamente dopo gli esercizi ad alta intensità era significativamente maggiore rispetto al pre- e maggiore anche rispetto al protocollo a bassa intensità. Questi risultati sono in accordo con i nostri precedenti studi di laboratorio 34, 52, 53. D’altro canto, questo ruolo dell’IGF-1 nella soppressione della normale funzione della p53 può spiegare i MEDICINA DELLO SPORT 41 BOROUJERDI The apoptotic response to resistance exercise other hand, with regards to IGF-1 role in suppression of the normal function of p53 may be the reason for the higher level of p53 in the RE protocol with 65% of 1RM load in comparison with other RE protocol. Caspases are the executer of apoptosis. Activation of caspases during apoptosis results in the cleavage of critical cellular substrates so precipitating the dramatic morphological changes of apoptosis. Caspase-9, was previously called Apaf-3, in the presence of cytochrome c and dATP, binds to Apaf-1,11 which leads to caspase-9 activation. Activated caspase-9 in turn cleaves and activates caspase-3; caspase-9 thus is the most upstream member of the apoptotic protease cascade that is triggered by cytochrome c and dATP.9 The results of the present research showed that there is no significant increase in serum level of caspase-9 and caspase-3, as a result of one session RE with intensity of 65% and 80% of 1RM load. These results are in contrast with Kocturk et al,28 that observed the increase of caspase-9 and caspase-3 activity immediately after exercise and the increase of caspase-8 at 3 h after exercise. These conflicting results reflect probably differences in species, exercise protocols, timing and kind of blood sampling etc. There are few limitations of this study that warrant discussion. First, the direct influence of RE intensity on mediating RE-induced apoptosis signaling responses is largely unexplored. Therefore, it is recommended that future studies evaluate the effect of different intensities on apoptosis signaling response. Second, our findings are specific to the RE protocol performed at 80% and 65% of 1RM. It is unknown whether similar findings exist during RE protocols performed at above these intensities. Additionally, our findings are specific to healthy resistance trained men. Further investigations are necessary to determine if these findings are generalizable to other populations. In summary, to our knowledge, this is the first study to investigate the apoptotic response to resistance exercise with different intensities in athletes. The results showed that both intensities induce oxidative DNA damage and the amount of damage was not dependent on the intensity of the RE. With regards to tumor suppressing protein p53 that essentially protects the genome from mutations and/or genetic alterations; results showed that serum p53 levels immediately and 3h after RE with 65% of 1RM was significantly higher than RE protocol with 80% of 1RM load. Although, in 8-OHdG level, 42 maggiori livelli di p53 nei protocolli a bassa intensità rispetto a quelli ad alta. Le caspasi sono gli esecutori dell’apoptosi. L’attivazione della caspasi durante l’apoptosi porta al clivaggio di substrati cellulari critici che scatenano i drammatici cambiamenti morfologici cellulari tipici dell’apoptosi. La caspasi-9, precedentemente chiamata apaf-3, si lega all’apaf-1 in presenza del citocromo c e del dATP 11, che porta all’attivazione della caspasi-9. La caspasi-9 attivata a sua volta cliva e attiva la caspasi-3; pertanto la caspasi-9 rappresenta l’elemento più a monte della cascata delle proteasi attivata dal citocromo c e dal dATP 9. I risultati della presente ricerca hanno mostrato che non c’è un significativo aumento dei livelli sierici di caspasi-9 e caspasi-3, dopo una sessione di esercizi al 65% e 80% del RM1. Questi risultati sono in contrasto con Kocturk et al. 28 che hanno osservato un aumento dell’attività delle caspasi-9 e -3 immediatamente dopo l’esercizio e l’aumento della caspasi-8 3 ore dopo. Questi risultati contraddittori riflettono probabilmente le differenze nei campioni, i protocolli di esercizio, il timing ed il tipo di prelievi, ecc. Ci sono alcune limitazioni di questo studio che meritano una discussione. Innanzitutto, la diretta influenza dell’intensità degli esercizi di resistenza sui segnali di risposta apoptotica è rimasta in larga parte inesplorata. Pertanto, è raccomandato che in studi futuri si valuti l’effetto di diverse intensità di esercizio sui segnali di risposta apoptotica. Secondo, i nostri risultati sono specifici per protocolli eseguiti al 65% e all’80% del RM1. Non si sa se risultati analoghi si possano riscontrare in protocolli di resistenza oltre queste intensità di esercizio. Inoltre, i nostri risultati sono riferiti ad atleti allenati ed in salute. Ulteriori studi sono necessari per determinare se questi risultati sono generalizzabili ad altre popolazioni. Conclusioni In conclusione, per quel che sappiamo, questo è il primo studio eseguito per investigare la risposta apoptotica ad esercizi di resistenza di diversa intensità negli atleti. I risultati hanno dimostrato che ad entrambe le intensità l’esercizio induce del danno ossidativo al DNA e l’entità del danno non è dipendente dall’intensità dell’esercizio. Riguardo alla proteina p53, che essenzialmente protegge il genoma da mutazioni e/o alterazioni genetiche, i risultati hanno mostrato che i suoi livelli sierici immediatamente e tre ore dopo esercizi a bassa intensità erano significativamente maggiori rispetto al protocollo di esercizi ad alta intensità. Per quanto riguarda i livelli di 8-OHdG, espressione del dan- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 The apoptotic response to resistance exercise oxidative DNA damage, there was no significant difference in both RE protocols, p53 increasing level in RE with 65% of 1RM intensity may be related to low level of IGF-1 in this exercise intensity. For example, it has been shown that the anti-apoptotic effect of IGF-1 in myocytes is mediated by its ability to depress p53 transcriptional activity.54 Also, the intensity of RE has no effect on inner apoptosis pathway that stimulate by caspase-9 and consequently by caspase-3. Generally, regarding to the above results, it can mentioned that RE with high and medium intensity has no effect on apoptosis response in trained athletes. References/Bibliografia 1) Phaneuf S, Leewenburgh C. Exercise and interleukin-6. Curr Opin Hematol 2001;8:137-41. 2) Primeau AJ, Adhihetty PJ, Hood DA. Apoptosis in heart and skeletal muscle. 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E-mail: [email protected] 44 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Medical area Area medica MED SPORT 2011;64:45-54 Angiotensin-converting enzyme gene does not contribute to genetic predisposition to elite soccer’s performance in Italians L’enzima convertitore dell’angiotensina non influenza la predisposizione genetica alla perfomance d’elite nei calciatori Italiani M. MASSIDDA 1, C. CALÒ 1, L. CORRIAS 1, G. VONA 1, F. PIRAS 2, 3, S. FOLLETTI 2, M. SCORCU 2, 3 1Department of Experimental Biology, University of Cagliari, Cagliari, Italy 2Cagliari Calcio SpA, Cagliari, Italy 3FMSI CR Sardegna, Italy SUMMARY Aim. The purpose of this study was to verify the association between the ACE I/D polymorphism and elite athletes status in Italian soccer players. Methods. DNA was extracted from each participant using buccal swab. We determined the genotype and allele frequencies of ACE I/D polymorphism in a group of 26 top-level male soccer players. Their results were compared with those of 85 unrelated sedentary Italian healthy men (controls). Finally, we quantify the relationship between ACE I/D polymorphism and some performance variables of lower limb strenght measured with counter movement jump (CMJ) and squat jump (SJ) and 20 m sprint (10 m plus10 m). Results. The results of our preliminary study showed that ACE genotypes and allele frequencies amongst soccer players (DD,ID,II=0.50,0.40,0.10, respectively; D allele=0.70) were not significantly different from Italian sedentary controls (DD,ID,II=0.46,0.41,0.13, respectively; D allele = 0.66; χ2=0.64, df=2, P=0.72). It is noteworthly that, the frequencies of our control group were similar to those observed in other Italian sedentary subjects and different to those of general Caucasian population reported by other authors in different association studies. Furthmore, the analysis of variance showed no significant difference between athletes with different genotypes and muscle strenght tests: SJ (cm DD, ID, II = 41.6, 42.5, 43.2, respectively; F2,20=0.14, P=0.86); CMJ (cm DD, ID, II = 43.1, 44.5, 45.8, respectively; F2,20=0.52, P=0.59); 20 m Sprint (s DD, ID, II = 4.07, 4.08, 4.08, respectively; F2,20=0.008, P=0.99). Conclusion. The present research clearly suggest that ethnic origin should be carefully considered in the increasing number of studies on the association between ACE I/D polymorphism and elite athletes performance. These results suggest the lack of association between ACE I/D polymorphism and elite soccer’s performance in Italians. Key words: Angiotensin-converting enzyme inhibitors - Athletic performance - Athletes - Soccer. RIASSUNTO Obiettivo. Lo scopo del lavoro è stato quello di verificare l’associazione tra il polimorfismo del gene ACE I/D e lo status di atleta d’elite nei calciatori Italiani. Metodi. Il DNA è stato estratto da ciascun partecipante mediante l’utilizzo di un tampone buccale. Si sono determinate le frequenze alleliche e genotipiche del polimorfismo ACE I/D in un gruppo di 26 calciatori d’elite. I risultati sono stati confrontati con un gruppo di 85 maschi Italiani sani, sedentari e non imparentati tra loro (controllo). Infine, si è quantificata la relazione tra polimorfismo ACE I/D e alcune variabili di forza muscolare degli arti inferiori, misurate per mezzo dei test contro movimento jump (CMJ), squat jump (SJ) e 20 m sprint (10 m + 10 m). Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 45 MASSIDDA Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition Risultati. I risultati di questo studio preliminare mostrano che le frequenze alleliche e genotipiche tra i calciatori (DD,ID,II=0,50, 0,40, 0,10; D allele=0,70) non sono significativamente diverse da quelle del gruppo di controllo (DD,ID,II=0,46, 0,41, 0,13; D allele =0,66; χ2=0,64, df=2, P=0,72). Inoltre, le frequenze del gruppo di controllo riscontrate nel presente studio risultano simili a quelle osservate nei soggetti Italiani sedentari e differenti da quelle riportate per la popolazione caucasica da altri autori in differenti studi di associazione. L’analisi della varianza non ha mostrato differenze significative tra gli atleti con differenti genotipi e i risultati ottenuti nei tests di forza muscolare: SJ (cm DD, ID, II=41,6, 42,5, 43,2; F2,20=0,14, P=0,86); CMJ (cm DD, ID, II=43,1, 44,5, 45,8; F2,20=0,52, P=0,59); 20 m sprint (s DD, ID, II=4,07, 4,08, 4,08, F2,20=0,008, P=0,99). Conclusioni. La presente ricerca suggerisce chiaramente che l’origine etnica dovrebbe essere considerata con particolare attenzione nel crescente numero di studi di associazione tra il polimorfismo ACE I/D e la performance degli atleti d’elite. I risultati suggeriscono un’assenza di associazione tra polimorfismo ACE I/D e perfomance d’elite nei calciatori italiani. Parole chiave: Enzima convertitore dell’angiotensina - Prestazione sportiva - Atleti - Calcio E lite athletic performance is a complex phenotype determined by several environmental components such as diet, physical training, socio-cultural factors and motivation of the sportsmen for maximum use of their potentials on the sporting fields.1, 2 Early family studies indicated that genetic factors may also contribute to the inter-individual differences in athletic performance,3, 4 and the recent development of technology for rapid DNA sequencing and genotyping has allowed the identification of 200 gene variants associated with elite athletic performance. Recently, some authors have hypothesized that the “optimum” polygenic profile differs between power and endurance-oriented athletes due to the different phenotype traits that determine performance in both type of events.5 In fact, the first step for researching a candidate gene influencing the achievement of elite levels in sports is to identify which are the most important phenotype traits that may limit the performance in each single sport. This is necessary because there are several phenotype traits (for example, muscle mass, strength, metabolic demands, etc.) among sports, and consequently the genetic advantage could be different for different performances. Soccer is a sport where the anaerobic energy is essential to performance in sprints, and highintensity runs, which may have a crucial impact on match results.6, 7 The predominant metabolic pathways during competitive soccer are aerobic,8 but the anaerobic power is very important in accelerating the body during short movements, in leaping to win the ball or contest its possession in the air. Moreover, an optimal development of muscle strength is particularly relevant for kicking the ball,9, 10 for tackling and 46 L a performance atletica d’elite è un fenotipo complesso determinato da diverse componenti ambientali tra cui emergono la dieta, l’allenamento, i fattori socio culturali e la motivazione degli atleti nell’utilizzare al massimo il proprio potenziale nel campo dello sport 1, 2. I primi studi familiari hanno indicato che i fattori genetici potrebbero anche contribuire alle differenze interindividuali nella performance atletica 3, 4 e il recente sviluppo tecnologico per il sequenziamento e la genotipizzazione del DNA ha permesso l’identificazione di 200 varianti genetiche associate alla performance sportiva d’elite. Recentemente, alcuni autori hanno ipotizzato che il profilo poligenico “ottimale” si differenzi tra gli atleti praticanti discipline sportive di potenza rispetto a quelli praticanti discipline di endurance, a causa dei diversi tratti fenotipici che determinano la performance nelle due tipologie di attività 5. Il primo step nella ricerca delle varianti genetiche candidate ad influenzare il raggiungimento di livelli elitari nello sport è quello di identificare quali siano i fattori più importanti, in grado di limitare significativamente la performance, di ogni singola disciplina sportiva. Questo è strettamente necessario in quanto gli sport si caratterizzano per la diversità dei tratti fenotipici che concorrono a delineare i modelli di prestazione (come ad esempio le caratteristiche meccanico-muscolari, le richieste metaboliche ecc.), con la diretta conseguenza che il vantaggio genetico potrebbe essere diverso per performance differenti. Il calcio è uno sport nel quale l’energia anaerobica è essenziale per lo sprint e per la corsa ad intensità medio-alta, che potrebbero avere un impatto cruciale sul risultato della partita 6, 7. Le caratteristiche metaboliche predominanti durante una partita di calcio sono di tipo aerobico, ma la potenza anaerobica è molto importante per le accelerazioni del corpo durante i piccoli movimenti, nei salti finalizzati a conquistare la palla o nelle MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition tolerating physical contact. By increasing the available force of muscular contractions in the appropriate muscle groups, acceleration and speed in skills critical to soccer, such as turning, sprinting and changing pace, may be improved.11 In most textbooks, the muscle’s ability to produce force is described as a function of the muscle’s cross-sectional area.12 There are several genetic markers candidate to influence the sprint’s performances and muscle strength, and among them, one of the most studied is the ACE polymorphism.13 ACE is a key component in the renin-angiotensin system (RAS) that simultaneously generates a potent vasoconstrictor (Ang II) and inactivates a potent vasodilator (BK).14 Most of the known effects of Ang II, including vasoconstriction, hypertrophy, cellular growth, catecholamine release, and aldosterone secretion, are mediated by Ang II receptors type 1 (AT1) 15-17 while Ang II receptors type 2 (AT2) seems to attenuate these effects.18 Variants in the angiotensin-converting enzyme (ACE) gene have been associated with elite athletic performance and it can influence muscle mass and strength.19, 20 Generally, the D allele is associated with power phenotypes 21-23 and the I allele with endurance performance 21, 22, 24-27 in Caucasian populations, although findings have been equivocal.28, 29 ACE activities is consistently higher in the DD subjects, intermediate in the ID and lower in the II subjects. An excess of II subjects was found in elite high altitude climbers,30 endurance swimmers 31 and rowers,25 as well as among the British,21 Spanish,24 Russian,22 Italian 27 elite long distance runners, and South African triathletes.26 Conversely, the D allele has being found in excess in short distance runners 21 and swimmers,22, 23, 31 although not all reports support these findings.28, 29, 32 Only one study has been focused on Top-level Soccer Players.33 The authors found a significantly higher frequency of ID and lower frequency of II genotypes in soccer players than in endurance athletes, but no different was found between soccer players and controls. Furthermore, for our knowledge, no data is available on the relationship between muscle strength and ACE I/D polymorphism in elite soccer players. The first aim of the present study was to examine the distribution of ACE genotype and allele frequencies in a sample of Italian elite soccer players. Secondly, we quantify the rela- Vol. 64 - N. 1 MASSIDDA azioni in cui la stessa viene colpita al volo. Inoltre, uno sviluppo ottimale della forza muscolare risulta particolarmente rilevante per calciare la palla 9, 10 e per affrontare e tollerare i contatti fisici. Attraverso l’incremento della forza di contrazione negli appropriati gruppi muscolari possono migliorare l’accelerazione e la velocità nelle abilità critiche del calcio, come la rapidità nel cambiare repentinamente la posizione del corpo, lo sprint e le variazioni di ritmo 11. In molti libri di testo, l’abilità del muscolo di produrre forza è descritta come una funzione dell’area della sua sezione trasversa 12. Ci sono diversi marcatori genetici candidati ad influenzare le performance di sprint e la forza muscolare e tra i maggiormente studiati si riscontra il polimorfismo ACE 13. L’ACE è un componente chiave del sistema renina-angiotensina (RAS), generando simultaneamente un potente vasocostrittore (Ang II) e inattivando un importante vasodilatatore (BK) 14. Molti degli effetti conosciuti dell’Ang II, includendo la vasocostrizione, l’ipertrofia, la crescita cellulare, il rilascio di catecolamine e la secrezione di aldosterone, sono mediati dai recettori di tipo I dell’Ang II (AT1) 15-17, mentre i recettori di tipo II dell’Ang II (AT2) sembrano attenuare questi effetti 18. Le varianti del gene che codifica per l’enzima convertitore dell’angiotensina (ACE) sono state associate con la performance atletica d’elite e possono influenzare la massa e la forza muscolare 19, 20. Generalmente, nelle popolazioni Caucasiche l’allele D viene associato con i fenotipi di potenza 21-23 mentre l’allele I con le performance di endurance 21, 22, 24-27, anche se alcuni risultati appaiono equivoci 28, 29. L’attività dell’ACE è consistentemente più elevata nei soggetti con genotipo DD, intermedia negli individui con genotipo ID e più bassa nei soggetti con genotipo II. Si è riscontrato un eccesso del genotipo II tra gli atleti d’elite praticanti arrampicata in alta quota 30, nuoto di endurance 31 e canottaggio di lunga durata 25, così come tra gli atleti Britannici 21, Spagnoli 24, Russi 22, Italiani 27 praticanti corsa su lunghe distanze e tra i triatleti sudafricani 26. Viceversa, l’allele D è stato riscontrato in eccesso tra i corridori su corte distanze 21 e i nuotatori 22, 23, 31, sebbene non tutti gli studi supportino questi risultati 28, 29, 32. Solo uno studio si è focalizzato sui calciatori d’elite 33. Gli autori hanno riscontrato una frequenza significativamente più elevata del genotipo ID e inferiore del genotipo II nei calciatori rispetto agli atleti d’elite praticanti discipline di endurance, ma non hanno evidenziato differenze tra calciatori e gruppo di controllo. Inoltre, per quanto di nostra conoscenza, non sono attualmente disponibili dati sulle relazioni tra la forza muscolare e il polimorfismo ACE I/D MEDICINA DELLO SPORT 47 MASSIDDA Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition tionship between ACE I/D polymorphism and some traits of muscle explosive/power strenght of the lower limbs measured with counter movement jump (CMJ) and squat jump (SJ) and 20 m sprint (10 m plus 10 m). Materials and methods Study population The study group included 26 male subjects (age 19-36 years) from a soccer teams participating at the Italian “Serie A” (equivalent to the British “Premiers League”) in 2009-2010 season. Soccer players were compared with a control group of 85 Italian healthy, sedentary, and unrelated males. All the controls and 20 out of 26 soccer players were Italian descent for ≥3 generations, while 6 of them were not European. In view of this, we considered only the Italian descent soccer players for the genic and the genotypic differentiation, while we used the entire sample (n. 26 players) for the analyses of the relationships between genotypes and muscle power. All examined soccer players had reached National level. Ten of the twenty-six athletes were official members of the National Teams and one of them had won the gold medal in the World FIFA (International Federation of Football Association) Championship in 2006. Athletes’ training consisted of 29.3 ± 6.33 hours per week. All participants provided informed written consent for the anonymous treatment of the data and the study protocol was approved by the Medical Ethics Committee of the Soccer Team and it was in accordance with Declaration of Helsinki for Human Research of 1974 (last modified in 2000). Genotype determinations DNA was extracted from each participant using buccal swab through the kit provided by Qiagen. DNA was amplified by PCR and the primers used to encompass the polymorphic region of the ACE were: 5’-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3 ‘and5’-ATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3’.34 The amplified fragment was subjected to electrophoresis in a 2% agarose gel that allowed identification of three genotypes: DD 190 bp; ID 490/190 bp, II 490 bp. 48 nei calciatori d’elite. Lo scopo primario del presente lavoro è quello di esaminare la distribuzione delle frequenze alleliche e genotipiche dell’ACE in un campione di calciatori Italiani d’elite. Successivamente, si è quantificata la relazione tra il polimorfismo ACE I/D e alcuni indicatori della potenza e della forza muscolare esplosiva degli arti inferiori, misurata per mezzo dei test contro movimento jump (CMJ), squat jump (SJ) e 20 m sprint (10m + 10m). Materiali e metodi Campionamento Lo studio ha incluso 26 atleti maschi (19-36 anni) appartenenti ad una squadra di calcio militante nel Campionato Italiano di Serie A (l’equivalente della “Premiers League” in Inghilterra) per la stagione sportiva 2009-2010. I calciatori sono stati confrontati con un gruppo di controllo di 85 maschi italiani, sani, sedentari e non imparentati tra loro. Sia il gruppo di controllo che 20 dei 26 calciatori erano di origine italiana da ≥3 generazioni, mentre sei calciatori non erano europei. In considerazione di ciò, per le analisi di differenziazione genetica sono stati considerati esclusivamente i calciatori di origine italiana, mentre si è utilizzato l’intero campione (N. 26 giocatori) per le analisi volte a verificare le relazioni tra genotipo e potenza muscolare. Tutti i calciatori esaminati avevano raggiunto un livello agonistico nazionale. Dieci dei 26 atleti erano membri ufficiali delle squadre nazionali e uno aveva vinto la medaglia d’oro al Campionato del Mondo FIFA (Federazione Internazionale delle Associazioni di Calcio) nel 2006. Tutti i partecipanti avevano fornito il consenso informato per la partecipazione alla ricerca e il trattamento anonimo dei dati. Il protocollo di studio era stato approvato dal Comitato Etico Medico della Squadra di Calcio ed esso risultava in accordo con la Dichiarazione di Helsinki del 1974 per la Ricerca Umana (ultima modifica nel 2000). Determinazione genotipica Il DNA è stato estratto da ciascun soggetto utilizzando un tampone buccale attraverso il kit fornito dalla ditta Qiagen. Il DNA è stato amplificato mediante PCR e i primer utilizzati per identificare le regioni polimorfiche dell’ACE erano: 5’-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3 ‘e 5’-ATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3’ 34. Il frammento amplificato è stato sottoposto a elettroforesi su gel di agarosio al 2% che ha permesso l’identificazio- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition Functional performance tests Vertical jump (VJ) was tested using a contact mat (Ergojump apparatus, Globus Italia, Codognè, Treviso, Italy). The calculation method and the apparatus have been previously described.35 Two types of VJ were performed: squat jump (SJ) and counter movement jump (CMJ). Because the flight time is used to calculate the jump height, strict instructions were addressed to all subjects to keep their legs straight during the flight time of the jump. During the CMJ, the subject starts from an upright standing position on the contact mat, makes a downward movement until approximating a knee angle of 90°, and subsequently begins to push off. During the SJ, the subject starts from a knee angle of 90° and performs a vertical jump by pushing on his legs. During SJ, all subjects were instructed to avoid any downward movement before the pushing phase. Twenty meter (10 m plus 10 m) sprint time was measured using photocells (Optojump next, Microgate) at the start and finish lines. For all tests the players carried out 3 trials separated by 3 minute rest interval, and the best trial was used for subsequent analysis. Statistical analysis Allele frequencies were calculated with gene counting from observed genotype frequencies with GENEPOP v. 4.0 software. Contingency chisquared (χ2) tests was used to determine any differences in genotype distribution and allele frequency between the soccer players and the control group. The effects of ACE genotype on muscle strength/power characteristics between groups were determined using one-way ANOVA. Post hoc significances in the ANOVA were assessed by least-significant difference (LSD) if necessary. The accepted level of significance was set at P<0.05 for all statistical tests. Data are expressed as mean ± standard deviation (SD) unless otherwise stated and were analyzed with the GraphPad InStat version 4.0 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) statistical program. Results The frequencies of ACE genotype in both samples of soccer players and control group were in Hardy-Weinberg equilibrium (pHW=0.47; pHW=0.99, respectively). There were no significant differences in genotype (χ2=0.64, df=2, Vol. 64 - N. 1 MASSIDDA ne di tre genotipi: DD 190 pb; ID 490/190 pb; II 490 pb. Test funzionali per la performance Il salto verticale (VJ) è stato testato mediante pedana a conduttanza (Ergojump, Globus Italia, Codognè, Treviso, Italia). I metodi di calcolo e la strumentazione sono stati precedentemente descritti in letteratura 35. Si sono eseguiti due tipi di VJ: lo squat jump (SJ) e il contro movimento jump (CMJ). In considerazione del fatto che il tempo di volo viene utilizzato per calcolare l’altezza di salto, sono state impartite a tutti i soggetti rigorose istruzioni per mantenere gli arti inferiori tesi durante il tempo di volo del salto. Durante il CMJ, i soggetti sono partiti dalla stazione eretta sulla pedana di conduttanza, hanno effettuato un piegamento degli arti inferiori fino a raggiungere approssimativamente i 90° di angolazione al ginocchio e immediatamente dopo hanno effettuano il salto verticale. Durante lo SJ, i calciatori sono partiti da una posizione che prevedeva un angolo al ginocchio di 90° alla quale ha fatto seguito il salto verticale spingendo sugli arti inferiori. Per lo SJ, tutti gli atleti sono stati istruiti ad evitare qualsiasi tipo di movimento verso il basso precedente la fase di spinta degli arti inferiori. Il tempo del test dei 20 metri (10 m + 10 m) è stato misurato utilizzando le fotocellule (Optojump next, Microgate) posizionate alle linee di inizio e di fine. I giocatori hanno effettuato tre prove intervallate da tre minuti di recupero per tutti i test e la miglior prova è stata utilizzata per le analisi. Analisi statistica Le frequenze alleliche sono state calcolate, per mezzo del programma GENEPOP v. 4.0, con la conta degli alleli partendo dalle frequenze genotipiche osservate. Il test del Chi-quadro (χ2) è stato utilizzato per determinare qualsiasi differenza nella distribuzione allelica e genotipica tra i calciatori e il gruppo di controllo. Gli effetti del genotipo ACE sulle caratteristiche di forza e potenza muscolare tra i gruppi sono stati determinati utilizzando la analisi della varianza ad una via (one-way ANOVA). Si è utilizzato il test post hoc least-significant differences (LSD) quando necessario. Il livello di significatività accettato è stato fissato per un valore di P<0,05 per tutti i test statistici. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (SD) se non diversamente specificato e sono stati analizzati con il programma statistico GraphPad InStat v. 4.0 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA). MEDICINA DELLO SPORT 49 MASSIDDA Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition Table I.—ACE I/D allele and genotype frequencies in soccer players and controls. Tabella I.— Frequenze alleliche e genotipiche del polimorfismo ACE I/D nei calciatori e nel gruppo di controllo. Genotype frequency % (N.) Sample Soccer players, N.=20 Controls, N.=85 Allele frequency DD ID II D I 50% 40% 10% 0.70 0.30 (10) (8) (2) 46% 41% 13% 0.66 0.33 (39) (35) (11) Table II.—Differences between explosive muscle strength tests and to ACE genotypes in soccer players. Tabella II.— Differenze tra gli indicatori di potenza muscolare e i genotipi ACE nei calciatori. Type of Test Genotypes DD (N.=11) ID (N.=12) II (N.=3) SJ (cm) 41.63±4.97 42.50±4.63 43.27±2.58 CMJ (cm) 43.18±4.07 44.57±4.04 45.87±3.64 Sprint (s) 20 m (10 m+10 m) 4.07±0.11 4.08±0.10 4.08±0.06 P=0.72) and allele (χ2=0.68, df=2, P=0.71) frequencies between athletes and controls (Table I). Genotype distribution amongst controls was similar to that observed in other reported Italian samples.27, 36 The ACE I/D polymorphism and the traits of muscle explosive/power strength are given in Table II. The analysis of variance showed no significant difference between muscle strength and subjects with different genotypes (SJ, F1,20=0.14, P=0.86; CMJ, F1,20=0.52, P=0.59; Sprint, F1,20=0.008, P=0.99). Discussion Soccer is a sport in which a professional player cover from 8 000 to 12 000 m during 90 min of match. Though a large amount of this distance corresponds to walking and jogging activities, about 10-20% of the same distance corresponds to running bouts of maximal velocity during the determinant phases of the games.11, 37-40 In fact, some of the most important factors, that could makes the difference in winning or losing the match play, are the rapid muscle contractions necessary for jumping or tackling and sprinting involved in the decisive game phases.38 There are several genetic markers potentially correlated for influencing the sprint’s performances and 50 Risultati Le frequenze del genotipo dell’ACE in entrambi i campioni di calciatori e del gruppo di controllo erano in equilibrio di Hardy-Weinberg (pHW=0,47; pHW=0,99, rispettivamente). Non si sono riscontrate differenze significative nelle frequenze genotipiche (χ2=0,64, df=2, P=0,72) e alleliche (χ2=0,68, df=2, P=0,71) tra atleti e gruppo di controllo (Tabella I). La distribuzione del genotipo tra i controlli era simile a quella osservata in altri campioni italiani 27, 36. Il polimorfismo ACE I/D e gli indicatori di potenza muscolare sono riportati nella Tabella II. L’analisi della varianza non ha mostrato differenze significative tra la forza muscolare e i soggetti con differenti genotipi (SJ, F1,20=0,14, P=0,86; CMJ, F1,20=0,52, P=0,59; Sprint, F1,20=0,008, P=0,99). Discussione Il calcio è uno sport in cui i giocatori professionisti coprono dagli 8 000 a 12 000 m durante 90 minuti di partita. Una grande quantità di questa distanza corrisponde ad attività di walking e di jogging, mentre circa il 10-20% della stessa distanza corrisponde a scatti di corsa alla massima velocità effettuati durante le fasi decisive della partita 11, 37-40. Infatti, tra i più importanti fattori che possono contribuire alla differenza tra la vittoria o la sconfitta, emergono le rapide contrazioni MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition muscle strength and, among them, one of the most studied in the field of human performance is the ACE I/D polymorphism.13 Genetic studies suggest that increased ACE and angiotensin II (Ang II) mediate greater strength gains perhaps via muscle hypertrophy, whereas lower ACE levels and reduced bradykinin (BK) degradation mediate enhanced endurance performance perhaps via changes in substrate availability, muscle fiber type and efficiency.20 Some association studies 21, 22, 25, 30 have suggested that the I allele is more common among endurance athletes because it confers a metabolic advantage in these type of performances. The same authors reported that the frequency of the D allele was higher in sprinters and the same observation was also suggested by Tsianos and colleagues 31 for elite short distance swimmers. On the contrary, we did not found any association between the D allele and elite soccer performance. The results of muscular strength measures in our sample appeared to be very similar to those obtained for other top-level soccer players examined in different studies.41, 42 The analysis of variance between soccer players with different genotype and their explosive strength tests revealed that the ACE I/D polymorphism seemed not to have any influence on the muscle explosive strength of lower limb. A very interesting aspect of the present study concerns the absence of significant differences in the distribution of genotype and allele frequencies of ACE I/D polymorphism in Italian soccer players and controls. This result appears in contrast with other studies, in which the gene frequencies in elite athletes were significantly different from controls 21, 23, 31 and in agreement with the only one study focused on top-level soccer players 33 that reported no significant difference in allele and genotype frequencies of ACE I/D polymorphism between Spain soccer players and control group. The frequencies of our controls, in line with other Italian samples,27, 36 appeared very different from those of other control group of Caucasian population reported in the association’s studies on ACE I/D polymorphism and elite athletes.21, 22, 23, 31 This difference could be due to higher frequencies of D allele and DD genotype in the Italian population. Instead, these frequencies appeared quite similar to those of elite sprint athletes and short Vol. 64 - N. 1 MASSIDDA muscolari necessarie per saltare, superare l’avversario e avere lo sprint durante le fasi decisive della partita 38. Esistono diversi marcatori genetici candidati ad influenzare le performance di sprint e la forza muscolare, tra questi uno dei più studiati nel campo della performance umana è il polimorfismo ACE I/D 13. Gli studi genetici suggeriscono che incrementi dell’ACE e dell’angiotensina II (Ang II) producano un aumento della forza del muscolo quadricipite attraverso un’ipertrofia muscolare, mentre minori livelli dell’ACE e la riduzione della degradazione della bradichinina (BK) contribuiscano a migliorare le performance di endurance attraverso cambiamenti nella disponibilità di substrati, nell’efficienza e nella tipologia delle fibre muscolari 20. Alcuni studi di associazione 21, 22, 25, 30 hanno suggerito come l’allele I risulti molto comune tra gli atleti di endurance, in quanto conferirebbe un vantaggio metabolico per questo tipo di performance. Gli stessi studi hanno evidenziato come la frequenza dell’allele D risulti più elevata negli sprinter, come riportato anche da Tsianos et al. 31 per i nuotatori d’elite su corte distanze. Al contrario, nel nostro studio non abbiamo riscontrato alcuna associazione tra l’allele D e la performance calcistica d’elite. I risultati della forza muscolare nel nostro campione sembrano essere molto simili a quelli ottenuti in altri calciatori di alto livello esaminati in differenti studi 41, 42. L’analisi della varianza condotta tra i calciatori, suddivisi in base al genotipo e i rispettivi test di forza esplosiva rivelano che il polimorfismo ACE I/D non sembra influenzare la forza muscolare degli arti inferiori. Un aspetto molto interessante del presente studio concerne l’assenza di differenze significative nella distribuzione delle frequenze alleliche e genotipiche del polimorfismo ACE I/D tra calciatori italiani e gruppo di controllo. Questo risultato appare in contrasto con gli altri studi nei quali le frequenze geniche degli atleti d’elite erano significativamente differenti rispetto ai controlli 21, 23, 31 e in accordo con l’unico lavoro condotto sui calciatori d’elite 33 nel quale non si riscontravano differenze significative nella distribuzione delle frequenze alleliche e genotipiche del polimorfismo ACE I/D tra calciatori spagnoli e gruppo di controllo. Le frequenze del nostro gruppo di controllo, in linea con quelle di altri campioni italiani 27, 36, appaiono molto diverse dalle frequenze di altri gruppi di controllo di popolazione caucasica riportate in altri studi di associazione sul polimorfismo ACE I/D e gli atleti d’elite 21-23, 31. Questa differenza potrebbe essere dovuta ad un’alta frequenza dell’allele D e del genotipo DD nella popolazione italiana. Inoltre, le frequenze del nostro controllo ap- MEDICINA DELLO SPORT 51 MASSIDDA Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition distances swimmers reported by Myerson et al.,21 by Nazarov et al.22 by Woods et al.23 and Tsianos et al.31 For understanding these differences it is noteworthy to mention that all these studies have been conducted using as control a general group of Caucasian origin, without specifying the selected ethnicity. This is very important because ACE I/D polymorphism frequencies distribution is very different among the European populations (D from 1.00 to 0.29; I from 0.00 to 0.70).43 Therefore, the present results clearly suggest that ethnic origin should be carefully considered in the increasing number of studies on the association between ACE I/D polymorphism and elite athletes performance.21, 44-46 The association between gene and performance phenotype could sometimes be a consequence of a lack of homogeneity in the genetic substrate of the sample under scrutiny, which could be from different ethnic group. Moreover, we cannot exclude the possibility that the effects of ACE I/D polymorphisms on performance may be mediated through alteration in other enzymes activity, for example bradykinin whose levels are dependent on ACE genotype 47 and may influence skeletal muscle glucose uptake and blood muscle flow.48 Besides, it is important to remember that one gene alone is not able to predict the entire variability of the performance and/or predict whether an athlete can achieve top-level results in its own discipline. In fact, different genes are responsible for about 50% of the variability in physical performance and in the response to training 49 and, actually, only a few of those has been scrutinized to have an influence on athletic performance. So, there is still a long way to go. It is true that the athletes’ genotyping will became commonplace, although today there are strong concerns, ethical problems particularly, about this practice.49 In fact, the potential benefits of talents selection process on genetic bases and gene therapy for sports injuries and other benefits potentially related to evolution of individual training methodology could be counterbalanced by the potential for gene doping. Today, the risks for gene doping are much greater than the taking of traditional chemical products. All athletes, coaches and those involved in sport should be 52 paiono molto simili a quelle degli atleti d’elite di sprint e dei nuotatori su corte distanze analizzati da Myerson et al. 21, da Nazarov et al. 22, da Woods et al. 23 e da Tsianos et al. 31. Per comprendere queste differenze è utile menzionare che, tutti questi studi sono stati condotti utilizzando come controllo gruppi generali di popolazione di origine caucasica, senza specificare l’etnia selezionata. Questo è molto importante perché le distribuzioni delle frequenze del polimorfismo ACE I/D sono molto diverse tra la popolazione Europea (D da 1,00 a 0,29; I da 0,00 a 0,70) 43. Pertanto, i presenti risultati suggeriscono chiaramente che l’origine etnica dovrebbe essere considerata con attenzione nella quantità crescente di studi di associazione tra polimorfismo ACE I/D e performance degli atleti d’elite 21, 44-46. L’associazione tra gene e fenotipo nella performance sportiva potrebbe qualche volta essere la conseguenza di una mancanza di omogeneità nel substrato genetico del campione esaminato, il quale potrebbe essere caratterizzato da soggetti di diverso gruppo etnico. Inoltre, non possiamo escludere la possibilità che gli effetti del polimorfismo ACE I/D sulla performance potrebbero essere mediati da un’alterazione dell’attività di altri enzimi, per esempio la bradichinina, i cui livelli sono dipendenti dal genotipo ACE 47 e possono influenzare la captazione del glucosio nel muscolo scheletrico e il flusso sanguigno muscolare 48. In aggiunta, è importante ricordare che un gene da solo non è sufficiente per predire l’intera variabilità della performance e/o per predire se un atleta possa raggiungere risultati di massimo livello nella propria disciplina. Infatti, geni differenti sono responsabili di circa il 50% della variabilità nella performance fisica e nella risposta all’allenamento 49 e, attualmente, solo pochi di questi sono stati esaminati per le loro influenze sulla performance atletica. Quindi, c’è ancora molta strada da compiere. Sicuramente la genotipizzazione degli atleti diventerà una pratica comune, anche se attualmente ci sono forti preoccupazioni, in particolare di carattere etico, per questa pratica 49. Infatti, i potenziali benefici del processo di selezione dei talenti su base genetica, della terapia genica per i traumi sportivi e altri benefici potenzialmente correlati all’evoluzione delle metodologie di training individualizzato, potrebbero essere controbilanciate dalla possibilità del doping genetico. Oggi, il rischio del doping genetico si presenta molto più elevato di quello derivante dall’assunzione dei tradizionali prodotti chimici. In relazione a ciò, tutti gli atleti, gli allenatori e coloro che operano nel mondo dello sport dovrebbero essere sufficientemente informati sui rischi, così come MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Angiotensin-converting enzyme gene and genetic predisposition sufficiently informed of the risks, as well as likely future benefits of genetic research applied to sport science.50 sui futuri benefici della ricerca genetica applicata alla scienza dello sport 50. Conclusioni Conclusions Currently, there is a controversy over the influence of ACE genotype on sprint/power elite performance, and this study does not support the role for ACE gene variation on the interindividual differences in elite soccer performance. Moreover, our results underlined the importance to consider ethnicity in the recruitment of athletes and controls’ samples. References/Bibliografia 1) Myburgh KH. What makes an endurance athlete worldclass? Not simply a physiological conundrum. 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Corresponding author: M. Massidda, Department of Experimental Biology, University of Cagliari, SS 554, KM 4500, 09042 Monserrato, Cagliari, Italy. E-mail: [email protected]. 54 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 MED SPORT 2011;64:55-62 Evaluation of recreational physical activity correlation and influence on lipid fractions in school children: YUSAD study Valutazione della correlazione tra l’attività sportiva e la sua influenza sulla frazione lipidica in ragazzi in età scolare: studio YUSAD D. NIKOLIC 1, I. PETRONIC 1, Z. MILINCIC 2, S. SIMEUNOVIC 2, I. NOVAKOVIC 2, S. NEDELJKOVIC 2, D. CIROVIC 1, N. JANIC 3 1Physical Medicine and Rehabilitation Department, University children’s Hospital, Belgrade, Serbia 2School of Medicine, University of Belgrade, Belgrade, Serbia 3Pediatric Surgery, University children’s Hospital, Belgrade, Serbia SUMMARY Aim. The aim of this study was to evaluate correlation and influence of recreational physical activity during 10 years of follow-up on four types of lipid fractions in school children of the YUSAD study. Methods. School children from Serbia were evaluated on three different occasions when they were 10, 15 and 19/20 years of age, respectively. Four types of lipid fractions, total cholesterol, triglycerides, HDL and LDL, were separately evaluated in physically active boys and girls. Results. We evaluated 1172 children when they were 10 years of age, 870 children when they were 15 and 1230 children when they were 19/20. All children were from the same population. Our results pointed out that there is no linear correlation between the two evaluated variables: physical activity and lipid fractions. However there is a very weak positive or negative correlation of coherence regarding recreational physical activity and the four types of evaluated lipid fractions. Conclusion. Since this period of growth is very specific for metabolic processes that can influence variations of evaluated parameters, such investigation can give us additional knowledge and further directions that could lead to better understanding the correlation of different risk factors on the atherosclerosis development. Key words: Motor activity - Cholesterol - Triglycerides - Child. RIASSUNTO Obiettivo. L’obiettivo del nostro studio è stato valutare la correlazione e l’influenza dell’attività sportiva su quattro tipi di frazioni lipidiche in bambini in età scolare (studio YUSAD) con follow-up a 10 anni. Metodi. Bambini serbi in età scolare sono stati valutati in tre diverse occasioni all’età di 10, 15 e 19/20 anni rispettivamente. Quattro tipi di frazioni lipidiche: colesterolo totale, trigliceridi, HDL e LDL sono state separatamente valutate in ragazzi e ragazze fisicamente attivi. Risultati. Sono stati valutati 1172 bambini che avevano 10 anni alla prima visita, 870 all’età di 15 anni e 1230 con un’età di 19/20 anni. Tutti i bambini provenivano dalla stessa popolazione. I nostri risultati hanno evidenziato che non esiste una correlazione lineare tra le due variabili valutate: attività fisica e frazioni lipidiche. Tuttavia, l’esistenza di un certo grado di concordanza, seppur non significativa, induce ad affermare che ci sia una correlazione lievemente positiva o negativa tra l’attività sportiva e i quattro tipi di frazioni lipidiche valutate. Conclusioni. Questo periodo della crescita è altamente specifico per i processi metabolici che possono influenzare le variazioni dei parametri valutati; pertanto, tale studio può offrirci una conoscenza aggiuntiva e ulteriori indicazioni per una miglior comprensione del rapporto tra i differenti fattori di rischio per l’aterosclerosi. Parole chiave: Attività fisica - Colesterolo - Trigliceridi - Età pediatrica. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 55 NIKOLIC YUSAD study O besity in childhood acquires epidemiological proportions and closely correlates with increased morbidity and mortality in adulthood.1, 2 There are studies indicating several factors influencing such dynamics: increased energy intake, decreased energy expenditure, declining in breast feeding and others.3 Even though there is still not complete understanding regarding causes of obesity in childhood, increased amount of fatty tissue in children is associated with reduced physical activity.4, 5 However, effects of optimal physical activity on certain cardiovascular risk factors are still not completely understood.6 Epidemiological studies pointed out that lipid disbalances and their certain fractions are significantly independent risk factors for development of atherosclerosis.7, 8 In several studies, it is also pointed out that physical activity is recommended for the primary and secondary prevention of cardiovascular events and acts as a protective factor against the development of atherosclerosis.9, 10 Besides the large number of longitudinal studies conducted, the optimal time of physical activity in order to accomplish health benefit is still unclear, as well as the influence of physical inactivity on other risk factors.11, 12 Therefore, aim of our study was to evaluate correlation and influence of recreational physical activity during 10 years of follow-up on four types of lipid fractions in school children of YUSAD study. L ’obesità nell’età infantile sta diventando un problema epidemiologicamente rilevante e correla strettamente con un aumento della morbilità e mortalità nell’età adulta 1, 2. Numerosi lavori in letteratura hanno identificato i fattori che influenzano tali dinamiche: aumentato apporto calorico, diminuzione del consumo energetico, minore allattamento al seno e altro 3. Nonostante non ci sia ancora una piena comprensione delle cause dell’obesità nell’età infantile, un aumento della quantità di tessuto adiposo nei bambini è indubbiamente associato a una ridotta attività fisica 4, 5. Tuttavia, gli effetti di un’attività fisica ottimale su determinati fattori di rischio cardiovascolare non sono stati ancora completamente compresi 6. Studi epidemiologici hanno evidenziato come gli squilibri di alcune frazioni lipidiche rappresentino un fattori di rischio significativi per lo sviluppo dell’aterosclerosi 7, 8. Diversi studi hanno inoltre mostrato che l’attività fisica è raccomandata per la prevenzione primaria e secondaria degli eventi cardiovascolari e che agisce come fattore protettivo contro lo sviluppo dell’aterosclerosi 9, 10. Nonostante siano stati condotti numerosi studi longitudinali, non è ancora stato definito quale sia il tempo ottimale di attività sportiva da eseguire per raggiungere un effettivo beneficio, così come non è chiara l’influenza dell’attività fisica sugli altri fattori di rischio 11, 12. Pertanto, l’obiettivo del nostro studio è stato valutare la correlazione e l’influenza dell’attività sportiva su quattro tipi di frazioni lipidiche in ragazzi in età scolare con follow-up a 10 anni. Materials and methods Materiali e metodi The YUSAD study is a prospective study of atherosclerosis precursors in school children that began in 1998 year. It is a multicentric study with 13 comparative cohorts from Serbia. Evaluated population was randomly selected from both genders with applied identical protocols on all three examinations. Children included in the study were evaluated by trained pediatricians. Written informed consent for the inclusion in the study was obtained from parents or legal guardians. The study protocol was approved by the Institutional Review Board of the Medical School of the University of Belgrade in Serbia. Participants were asked to contact one of their parents or legal guardians when appropriate. The study involved children aged 10 years on first examination in 1998. The second examination was done on the same population in 2003 Lo studio YUSAD è uno studio prospettico, iniziato nel 1998, sui precursori dell’aterosclerosi nei ragazzi in età scolare. È uno studio serbo, multicentrico, con 13 coorti comparative. La popolazione valutata è stata selezionata in modo randomizzato per entrambi i sessi e sono stati utilizzati i medesimi protocolli in tutte e tre le visite. I bambini inclusi nello studio sono stati valutati da pediatri esperti. Un consenso informato per l’inclusione nello studio è stato sottoscritto dai genitori o dai tutori legali. Il protocollo di studio è stato approvato dalla Institutional Review Board della Scuola di Medicina dell’Università di Belgrado in Serbia. Ai partecipanti è stato concesso di contattare un genitore o tutore legale in caso di necessità. Lo studio ha coinvolto bambini che avevano 10 anni alla prima visita nel 1998. La seconda visita è stata fatta alla stessa popolazione nel 2003 56 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 YUSAD study NIKOLIC when children were 15 years of age and the third examination was done in 2007 year when the students were 19/20 years of age. Our team evaluated the possible influence of physical activity on the dynamics of lipid fractions. We separately evaluated four lipid fractions: total cholesterol, triglycerides, HDL cholesterol and LDL cholesterol. All of these fractions were separately analyzed for boys and girls when they were 10, 15 and 19/20 years of age, respectively. Venous blood samples were drawn after an overnight fasting for the evaluation of lipid fractions and total cholesterol and stored at -20 oC until all participants were enrolled. Total cholesterol value was measured by the enzyme method based on the action of cholesterol esterase and cholesterol oxidase that convert cholesterol into 4-cholesten-3-one with development of hydrogen peroxide, that under the action of peroxidase enzyme converts chromogen into red chinonimin which absorbency is measured between 500-540 nm and is proportional to the concentration of serum cholesterol. The values of total cholesterol were presented as mmol/L. Triglycerides value was measured by enzyme, colorimetric method with application of further enzymes: lipoprotein lipase, glycerol kinase, glycerol-3-phosphat oxidase and peroxidase and appropriate chromogen. Colored product, chinonimin was measured on 500-546 nm and its measured absorbency was proportional to the concentration of triglycerides in serum and presented as mmol/L. HDL cholesterol value was measured by the precipitating agent method, forming non-soluble complexes with chylomicrons, VLDL and LDL in serum. After the centrifugation process, HDL cholesterol value was measured by enzyme method and presented as mmol/L. LDL cholesterol value was calculated by Friedwalds formula and presented as mmol/L. Evaluated group of school children were average physically active three times a week, between 1-3 hours a day. The physical activity was defined as recreational activity of the child during the day. During the first examination in 1998 we had 1172 children, on the second examination in 2003, 870 children were evaluated and on the third examination in 2007 we had 1 230 children. Children were from the same population that has been followed-up for 15 years. Population gender distribution was presented by whole numbers and percents. Lipid fractions were separately analyzed for each gender on three examinations and presented as median val- Vol. 64 - N. 1 quando i ragazzi avevano 15 anni e la terza nel 2007 a 19/20 anni. Il nostro team ha valutato la possibile influenza dell’attività fisica sulle dinamiche delle frazioni lipidiche. Abbiamo valutato separatamente quattro frazioni lipidiche: colesterolo totale, trigliceridi, colesterolo HDL e colesterolo LDL. Tutte queste frazioni sono state analizzate separatamente per ragazzi e ragazze all’età di 10, 15 e 19/20 anni rispettivamente. Un campione di sangue venoso è stato prelevato, dopo digiuno notturno, per la valutazione delle frazioni lipidiche e del colesterolo totale ed è stato conservato a una temperatura di -20 °C fino a che tutti i partecipanti non sono stati arruolati. Il valore del colesterolo totale è stato misurato tramite un metodo enzimatico basato sull’azione di una colesterolo esterasi e di una colesterolo ossidasi che convertono il colesterolo in 4-colesten-3-one con lo sviluppo di perossido di idrogeno. Quest’ultimo sotto l’azione di una perossidasi enzimatica, converte il cromogeno in un chinone rosso il cui assorbimento è misurato tra 500 e 540 nm ed è proporzionale alla concentrazione di colesterolo sierico. I valori di colesterolo totali sono stati espressi in mmol/L. Il valore dei trigliceridi è stato misurato attraverso un metodo colorimetrico con l’applicazione di ulteriori enzimi: lipoproteinlipasi, glicerolchinasi, glicerol-3-fosfato ossidasi, perossidasi e un appropriato cromogeno. Il chinone colorato prodotto ha un assorbimento compreso tra 500 e 546 nm, proporzionale alla concentrazione di trigliceridi sierici. I valori sono stati espressi in mmol/l. Il valore del colesterolo HDL è stato misurato attraverso un metodo di precipitazione, che ha portato alla formazione di complessi non solubili con i chilomicroni, le VLDL e le LDL nel siero. Dopo il processo di centrifugazione il valore del colesterolo HDL è stato misurato con un metodo enzimatico ed espresso in mmol/l. Il valore del colesterolo LDL è stato poi calcolato mediante la formula di Friedewald ed espresso in mmol/l. Il gruppo di ragazzi in età scolare valutato praticava in media attività fisica tre volte alla settimana, tra 1 e 3 ore al giorno. L’attività fisica è stata definita come l’attività sportiva dei bambini durante il giorno. Alla prima visita nel 1998 abbiamo analizzato 1172 bambini, alla seconda visita nel 2003, 870 ragazzi e alla terza nel 2007, 1230 ragazzi. I bambini provenivano dalla stessa popolazione che è stata seguita durante i 10 anni dello studio. Il numero di maschi e femmine è stato presentato sia mediante numeri interi che in percentuale. Le frazioni lipidiche sono state analizzate separatamente per entrambi i sessi in occasione delle tre visite e presentate come mediane con valori di deviazione standard (DS) espressi in mmol/l. Per MEDICINA DELLO SPORT 57 NIKOLIC YUSAD study Correlation coeficient (physical activity and lipid fraction) 0.08 0.06 0.04 Girls 0.02 Boys 0 -0.02 -0.04 Total cholesterol Triglycerides HDL LDL Correlation coeficient (physical activity and lipid fraction) Lipid fractions Figure 1.—Correlation of physical activity and lipid fractions in children aged 10 years. Figura 1. — Correlazione tra attività fisica e frazioni lipidiche in bambini di 10 anni. 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 -0.1 Girls Boys Total cholesterol Triglycerides HDL LDL Lipid fractions Correlation coeficient (physical activity and lipid fraction) Figure 2.—Correlation of physical activity and lipid fractions in children aged 15 years. Figura 2. — Correlazione tra attività fisica e frazioni lipidiche in ragazzi di 15 anni. 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 -0.1 Girls Boys Total cholesterol Triglycerides HDL LDL Lipid fractions Figure 3.—Correlation of physical activity and lipid fractions in children aged 19/20 years. Figura 3. — Correlazione tra attività fisica e frazioni lipidiche in ragazzi di 19/20 anni. ues with standard deviation (SD) of values presented as mmol/L. To analyze correlation of recreational physical activity and lipid fractions we used correlation coefficient (r value). One way ANOVA test (F value) was used to evaluate trends of lipid fractions values during a 10-year period. 58 analizzare la correlazione tra attività sportiva e le frazioni lipidiche abbiamo usato il coefficiente di correlazione (valore r). Il One Way ANOVA test (valore F) è stato utilizzato invece per valutare l’andamento delle frazioni lipidiche nel periodo di 10 anni. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 YUSAD study NIKOLIC Table I.—Distribution of lipid fractions in different age groups regarding gender. Tabella I.— Distribuzione delle frazioni lipidiche nei differenti gruppi di età in base al sesso. Lipid fractions (mmol/L) Boys Girls 10 years 15 years 19/20 years ANOVA (F value) Total cholesterol 4.30±0.75 4.17±0.81 4.16±0.74 6.02** 4.38±0.80 4.42±0.84 4.30±0.78 3.28* Triglycerides 0.75±0.38 0.87±0.43 0.95±0.56 27.78** 0.82±0.39 0.90±0.40 0.82±0.51 5.07** LDL 2.65±0.74 2.36±0.86 2.31±0.69 33.84** 2.74±0.78 2.51±0.89 2.27±0.72 55.00** HDL 1.44±0.35 1.42±0.44 1.43±0.47 0.30 1.40±0.35 1.51±0.48 1.69±0.49 66.83** 10 years 15 years 19/20 year ANOVA (F value) *P<0.05; **P<0.01 Results Risultati In our study on first examination we evaluated 1172 school children when they were 10 years of age. Males were 624 (53.22%) and females were 548 (46.78%). Figure 1 shows the correlation of recreational physical activity and lipid profile in school children aged 10 years at the time of the first examination. Our results point out that in the group of boys there is positive correlation for all lipid fractions except for HDL cholesterol regarding physical activity, while for girls of the same age correlation is positive for all lipid fractions except for triglycerides. At the second examination we evaluated 870 school children when they were 15 years of age: 447 were males (51.38%) and 423 were females (48.62%). Figure 2 shows the correlation of recreational physical activity and lipid profile in school children aged 15 years. From the results obtained on the population aged 15 years, it can bee seen that in the group of boys there is negative correlation for all lipid fractions except for HDL cholesterol regarding physical activity, while for girls correlation is positive for all lipid fractions except for HDL cholesterol. At the third examination we evaluated 1230 school students when they were 19/20: 537 were males (43.66%) and 693 were females (56.34%). Figure 3 shows the correlation of recreational physical activity and lipid profile in school students aged 19/20 years. Our results stress out that in this last age group (19/20 years) there is negative correlation for all lipid fractions except for HDL cholesterol regarding physical activity. In Table I mean values of observed lipid fractions over three examinations were evaluated. It was noticed that in both genders there was a significant decline in LDL values, while girl showed a significant increase in HDL values in Nel nostro studio, alla prima visita, sono stati valutati 1172 bambini di 10 anni. Di questa popolazione 624 (53,22%) erano maschi e 548 (46,78%) erano femmine. Nella Figura 1 è riportata la correlazione tra l’attività sportiva e il profilo lipidico dei bambini di 10 anni alla prima visita, separatamente per maschi e femmine. I nostri risultati hanno evidenziato che nel gruppo dei maschi di 10 anni esiste una correlazione positiva tra l’attività fisica e tutte le frazioni lipidiche, eccetto il colesterolo HDL, mentre per le femmine della stessa età, la correlazione è positiva con tutte le frazioni lipidiche eccetto che con i trigliceridi. Alla seconda visita sono stati valutati 870 ragazzi di 15 anni. Di questa popolazione 447 (51,38%) erano maschi e 423 (48,62%) erano femmine. La Figura 2 riporta la correlazione tra l’attività sportiva e il profilo lipidico dei ragazzi di 15 anni alla seconda visita, separatamente per maschi e femmine. Dai risultati ottenuti nella popolazione dei quindicenni maschi si evidenzia una correlazione negativa tra l’attività fisica e tutte le frazioni lipidiche eccetto il colesterolo HDL, mentre nelle femmine della stessa età la correlazione è positiva con tutte le frazioni lipidiche eccetto che con il colesterolo HDL. Alla terza visita sono stati valutati 1230 ragazzi di 19/20 anni. Di questa popolazione 537 (43,66%) erano maschi e 693 (56,34%) erano femmine. La Figura 3 riporta la correlazione tra l’attività sportiva ed il profilo lipidico dei ragazzi di 19/20 anni alla terza visita, separatamente per maschi e femmine. I nostri risultati evidenziano che sia nei maschi che nelle femmine esiste una correlazione negativa tra l’attività fisica e tutte le frazioni lipidiche eccetto che con il colesterolo HDL. Nella Tabella I sono stati valutati i valori medi delle frazioni lipidiche osservati nel corso delle tre visite. E’ stato notato che in entrambi i sessi c’è Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 59 NIKOLIC YUSAD study the 10-year period. Boys presented with a significant decline of total cholesterol values over this period, while a significant decline in total cholesterol levels for girls was observed from the 15 year on. Our findings also stressed out that there was no significant changes in HDL values in the group of boys over 10. Discussion Recently, several studies have pointed out that atherosclerosis is an inflammatory process.13, 14 Further, it has been noticed that physical activity has the potential to modify this inflammatory process and, therefore, might influence the reduction of incidence and pathogenesis of cardiovascular diseases.15 Even though regular everyday physical activity or exercise can reduce the risk of cardiovascular diseases,16 epidemiological studies stress out that exercise have little effect on levels of total cholesterol as well on levels of LDL and HDL cholesterol.17 In the YUSAD study a population of school children aged 10, 15 and 19/20 years was examined in three different sessions. Determination of the coefficient of correlation regarding recreational physical activity and lipid fractions could help us to understand the potential of their relationship before puberty, during puberty and after puberty. This could lead us to establish how and how much puberty can influence certain factors, in this case lipid fractions during recreational physical activity. When analyzing our results by a coefficient of correlation it is observed that there is no linear correlation between the two evaluated variables (recreational physical activity and lipid fractions). Since our values are more close to zero on all three occasions, there is no significant coherence between the two parameters. However, the presence of a certain degree of correlation influence the postulation that there is very weak increased or decreased coherence regarding recreational physical activity and four types of evaluated lipid fractions. We have demonstrated that children during a ten-year period undergo some changes in the correlation (increasing or decreasing correlation) of physical activity for every evaluated lipid fraction. Therefore, as children get older, there is an inversion from positive (increased) to negative (decreased) correlation regarding total cholesterol and LDL lipid fraction but in differ- 60 una diminuzione significativa dei valori di LDL, mentre nelle femmine si è osservato un significativo aumento dei valori di HDL nei 10 anni esaminati. I ragazzi hanno presentato un significativo calo dei valori di colesterolo totale durante questo periodo, mentre una diminuzione significativa dei valori di colesterolo totale nelle ragazze è stata osservata a partire dall’età di 15 anni. I nostri dati hanno inoltre messo in evidenza che non ci sono significative modificazioni dei valori di HDL nel gruppo dei maschi nei 10 anni dello studio. Discussione Recentemente è stato osservato in diversi lavori che l’eziologia dell’aterosclerosi è basata sul processo infiammatorio 13, 14. Inoltre, è stato notato che l’attività fisica modifica potenzialmente il processo infiammatorio e pertanto potrebbe avere un’influenza sia sulla riduzione dell’incidenza che sulla patogenesi delle malattie cardiovascolari 15. Sebbene un’attività fisica quotidiana possa ridurre il rischio di malattie cardiovascolari 16, studi epidemiologici dimostrano che l’esercizio fisico ha effetti limitati sulla concentrazione del colesterolo totale così come sulle HDL e sulle LDL 17. Nello studio YUSAD abbiamo valutato una popolazione di ragazzi in età scolare di 10, 15 e 19/20 anni rispettivamente in tre diverse visite. La determinazione del coefficiente di correlazione tra l’attività sportiva e le frazioni lipidiche può aiutarci a capire con una nuova prospettiva il loro rapporto prima, durante e dopo la pubertà. Questo può condurci a stabilire se e in che modo la pubertà possa influire su certi fattori, in questo caso le frazioni lipidiche durante l’attività sportiva. Analizzando i nostri risultati, in base al coefficiente di correlazione, si è osservato che non c’è una correlazione lineare tra le due variabili valutate (attività sportiva e frazioni lipidiche). Poiché i nostri valori sono molto vicini allo zero in tutti e tre i casi, non c’è una correlazione significativa tra i due parametri. Tuttavia la presenza di un certo grado di concordanza induce a pensare che ci sia una correlazione lievemente positiva o negativa tra l’attività sportiva e i quattro tipi di frazioni lipidiche valutate. Abbiamo dimostrato che nei maschi, in un periodo di 10 anni, ci sono cambiamenti nel rapporto (correlazione positiva o negativa) tra l’attività fisica e ciascuna delle frazioni lipidiche valutate. Pertanto, durante la crescita, si osserva nel maschio un’inversione del rapporto, con una corre- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 YUSAD study NIKOLIC ent degree. This observation implicates the possible influence of other factors in older children on total cholesterol and LDL lipid fractions values. These findings are in correlation with other studies.18 It is important to stress out that after five years the change in the way lipid fractions correlate with physical activity was noticed in boys and remained unaltered, while change of such correlation from positive to negative in the group of girls was observed on the third checkup, highlighting that that there is a difference between genders regarding the influence of other factors, especially in the period between 15 and 19/20 years of age and especially in the female gender. There is also inverse correlation for triglycerides and HDL during the five-year follow-up, while after 10 years of follow-up, at the third check up, correlation of triglycerides with physical activity in the group of girls remained unchanged, while correlation of HDL with physical activity in the group of boys remained unchanged. Such claims point out that beside motor activity in childhood other factors could influence lipid fractions values and physical activity correlation. Our study shows (Table I) that girls have better lipid profile over 10-year period of follow-up considering changes in total cholesterol, LDL and HDL fractions values. Findings regarding decrease in total cholesterol over age was observed in other populations as well.19 Further, continuous significant rise in triglycerides levels was observed in boys while there was no significant change of triglyceride levels in the group of girls between 10 and 19/20 years of age. This implicates the possibility of other factors influencing lipid profile changes that could be gender dependable. Since this period of growth is very specific for metabolic processes that can influence variations of evaluated parameters, such investigation can give us additional knowledge and further directions that could lead to better understanding of the correlation of different risk factors on atherosclerosis development. Even though we did not find any significant linear correlation between physical activity and lipid profile it is important to stress out that the results highlight that physical activity plays an important role in the lipid fractions profile between 10 and 19/20 years of age. In fact, we have demonstrated a continuous presence of significant lowering in LDL fraction values and total cholesterol levels. This study was based on a large number of randomly chosen participants from different Vol. 64 - N. 1 lazione da positiva (aumentata) a negativa (diminuita) per quanto riguarda il colesterolo totale e le LDL. Questa osservazione implica la possibile influenza di altri fattori nei ragazzi più grandi sul valore di colesterolo totale e di LDL. Queste risultati sono concordi ad altri studi 18. È importante evidenziare che dopo cinque anni, nei ragazzi, è stato notato un cambiamento nel modo in cui le suddette frazioni lipidiche correlano con l’attività fisica e tale cambiamento permane; al contrario il cambiamento di questa correlazione da positiva a negativa nelle ragazze è stato osservato solamente alla terza visita, evidenziando una differenza tra i sessi riguardo all’influenza di altri fattori, specialmente nelle ragazze, nel periodo tra i 15 e i 19/20 anni di età. Esiste inoltre una correlazione inversa per i trigliceridi e le HDL durante i 5 anni di follow-up, mentre dopo i 10 anni di follow-up alla terza visita, la correlazione tra i trigliceridi e l’attività fisica nel gruppo delle femmine è rimasta immodificata; allo stesso modo la correlazione tra le HDL e l’attività fisica nel gruppo dei maschi è rimasta immutata. Tali risultati dimostrano che, oltre all’attività nell’infanzia, altri fattori possono giocare un ruolo nel rapporto tra l’attività fisica e i valori delle frazioni lipidiche. Nel nostro studio abbiamo dimostrato che le ragazze hanno un migliore profilo lipidico a 10 anni di follow-up per quanto riguarda i cambiamenti nei valori del colesterolo totale, LDL, HDL (Tabella I). I dati riguardo alla diminuzione del colesterolo totale con la crescita sono stati osservati anche in altre popolazioni 19. Inoltre, una continua e significativa crescita dei livelli di trigliceridi è stata osservata nei maschi, mentre nel gruppo delle femmine dai 10 ai 19/20 anni d’età non è stata rilevata una significativa alterazione dei livelli dei trigliceridi. Questo implica la possibilità che alcuni fattori che influenzano i cambiamenti del profilo lipidico siano dipendenti dal sesso. Dal momento che questo periodo dello sviluppo è altamente specifico per i processi metabolici che possono influenzare le variazioni dei parametri valutati, ulteriori studi a riguardo potrebbero implementare le conoscenze e condurci ad una miglior comprensione della correlazione dei differenti fattori di rischio per lo sviluppo dell’aterosclerosi. Anche se nel nostro lavoro non è stata dimostrata una correlazione lineare statisticamente significativa tra il profilo lipidico e l’attività fisica, è importante sottolineare che dai risultati ottenuti, quest’ultima gioca comunque un ruolo fondamentale nel profilo delle frazioni lipidiche tra i 10 e i 19/20 anni. Infatti, abbiamo dimostrato una diminuzione continua del valore della frazione LDL e dei livelli del colesterolo totale. Il punto di forza di questo studio è l’ampiezza MEDICINA DELLO SPORT 61 NIKOLIC YUSAD study parts of Serbia and from different socioeconomic groups. della casistica, proveniente da diverse zone della Serbia e da diversi gruppi socioeconomici. Conclusions Conclusioni In conclusion, it is possible to state that there is positive correlation between physical activity and total cholesterol, and physical activity and LDL lipid fractions in younger children, particularly in those aged 10 years, while in the adolescence period negative correlation for total cholesterol and LDL lipid fractions is observed first in boys and later in girls population. Therefore, it is important to provide children and guardians with information concerning primary preventive measures, especially those regarding physical activity and healthier living habits. In conclusione, alla luce dei risultati, si può affermare che esiste una correlazione positiva tra l’attività fisica ed il colesterolo totale e tra l’attività fisica ed il valore della frazione LDL in tenera età soprattutto intorno ai 10 anni, mentre nell’età adolescenziale la correlazione negativa tra il colesterolo totale e il valore della frazione LDL si può osservare prima nei maschi e successivamente nelle femmine. È pertanto importante fornire sia ai bambini che ai loro genitori tutte le informazioni possibili circa le misure preventive, specialmente quelle riguardanti l’attività fisica e le sane abitudini di vita. References/Bibliografia 1) Kaur H, Hyder ML, Poston WS. Childhood overweight: an expanding problem. Treat Endocrinol 2003;2:375-88. 2) Kim Y, Lee S. Physical activity and abdominal obesity in youth. Appl Physiol Nutr Metab 2009;34:571-81. 3) Ginter E, Simko V. Adult obesity at the beginning of the 21st century: epidemiology, pathophysiology and health risk. 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Corresponding author: Prof. I. Petronic, MD, PhD, Tirsova 10, 11000 Belgrade, Serbia. E-mail: [email protected] 62 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 MED SPORT 2011;64:63-9 Worrisome prevalence of waterpipe smoking among athletes Preoccupante diffusione del fumo del narghilè tra gli atleti B. NAKHOSTIN-ROOHI, S. VALIZADEH Islamic Azad University, Ardabil Branch, Ardabil, Iran SUMMARY Aim. The aim of this study was to evaluate the prevalence of waterpipe smoking in athletes of Ardabil, a city in the Northwest of Iran. Methods. The members of 16 sport associations (N.=1647) were randomized from 49 sport associations. A cluster sampling technique was used. The sampling unit was sport association. Results. Of the 1647 participants, 14.7% and 10.5% of athletes were habitual and recreational users respectively; 24.4% of non-smokers stated they were in the exposure of waterpipe smoke. The most habitual smokers were wrestlers (42%), whereas the most recreational users were swimmers (26.1%). Prevalence of waterpipe smoking among football players was lower than among other athletes (non-smokers: 91.3% and habitual smokers: 0.0%). Just 36.8% of athletes believed waterpipe use affect their performance. Conclusion. According to the knowledge of athletes about risks connected with waterpipe smoking data are not sufficient and most of the athletes would suffer from misunderstanding about risks of the waterpipe use. Knowledge promotion about waterpipe risks among athletes and the increase of recreational facilities may be a suitable manner to prevent this increasing phenomenon among athletes. Key words: Smoking - Athletes - Sports RIASSUNTO Obiettivo. L’obiettivo di questo studio era di valutare la diffusione del fumo del narghilè tra gli atleti di Ardabil, una città del nordovest dell’Iran. Metodi. I membri di 16 associazioni sportive (N.=1647) sono stati selezionati in maniera casuale da 49 associazioni sportive È stata utilizzata la tecnica del “campionamento a grappolo”. L’unità del campione era l’associazione sportiva. Risultati. Dei 1647 partecipanti, il 14,7% e il 10,5% degli atleti era consumatore abituale e ricreativo, rispettivamente. Il 24,4% dei non fumatori era esposto al fumo di narghilè. I fumatori più abituali erano i wrestler (42%), mentre i consumatori meno frequenti erano i nuotatori (26,1%). La prevalenza del fumo del narghilè tra i giocatori di calcio era inferiore rispetto agli altri gruppi di atleti (non-fumatori: 91,3% e fumatori abituali: 0,0%). Appena il 36,8% degli atleti sapeva che l’uso del narghilè altera le loro performance. Conclusioni. In base ai risultati, la conoscenza degli atleti circa i rischi di questo tipo di utilizzo non è sufficiente e molti di loro non comprendono i rischi correlati all’uso del narghilé. La promozione della conoscenza degli atleti circa i pericoli del fumo e la disponibilità di maggiori strutture ricreative potrebbero essere un modo per prevenire questo fenomeno in crescita tra gli atleti. Parole chiave: Fumo - Atleti - Sport. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 63 NAKHOSTIN-ROOHI Waterpipe smoking among athletes W aterpipes have been used to smoke tobacco and other substances in Africa and Asia for at least four centuries.1 This centuryold tobacco use method comes under many different names (e.g., shisha, hookah, narghile, arghile), shapes, and sizes, depending on the region, with the term waterpipe implying a unifying feature of all these forms: the passage of smoke through water before inhalation by the smoker.2 A waterpipe has a mouthpiece, a hose, a water bowl, a body, and a “head” that is filled with sweetened and flavored tobacco and then heated with charcoal. During an inhalation from the mouthpiece, charcoal and tobacco smoke pass through the body, bowl, and hose and into the user’s lungs.3 Recent data from the Eastern Mediterranean Region (EMR) show that substantial numbers of adolescents and young adults are now smoking waterpipes. In Syria, for example, about half of the university students report having ever used a waterpipe, and about a quarter of males currently use it.4 In our country, Iran, in the Northwest, more than one third of the students in one of the Ardabil universities were waterpipe users.5 This trend is worrisome because of tobacco’s known harmful effects to human health.6 Waterpipe and cigarette smoke contain some of the same toxicants.7 Waterpipe use may be associated with greater toxicant exposure because of longer use episodes and more and larger puffs lead to inhalation of 100 times more smoke than a cigarette.2, 8 Waterpipe is an emerging trend among athletes. Although cigarette smoking is low among athletes, waterpipe tobacco smoking may appeal to this population.9 In athletes, in addition to influence of smoking on health, it also affects performance, especially endurance exercise. Reports show that aerobic (VO2max) and anaerobic power are reduced in smokers of various ages.10-15 Regarding to the increasing trend of this smoking method, together with its Health and performance damaging in athletes, we decided to evaluate the prevalence of waterpipe smoking in the athletes of the city of Ardabil in the northwest of Iran. Materials and methods n Africa e Asia i narghilè sono utilizzati per fumare il tabacco e altre sostanze da almeno quattro secoli 1. Questo centenario metodo di assunzione del tabacco ha diversi nomi (shisha, hookah, narghilè, arghile), forme e dimensioni, in base alla regione, con il termine narghilè che implica una caratteristica unificante di tutte queste forme: il passaggio del fumo attraverso l’acqua prima dell’inalazione del fumatore 2. Un narghilè è costituito da un bocchino, una canna, una boccia d’acqua, un corpo e una “testa” che viene riempita con tabacco addolcito e aromatizzato e quindi scaldato con carbonella. Durante l’inalazione dal bocchino, il fumo di tabacco passa attraverso il corpo, la boccia e la canna ed entra nei polmoni 3. Recenti dati provenienti dall’Eastern Mediterranean Region (EMR) dimostrano che un gran numero di adolescenti e giovani adulti fuma il narghilè. In Siria, per esempio, circa la metà degli studenti universitari riferisce di non aver mai utilizzato un narghilè, e circa un quarto dei maschi attualmente lo usa 4. Nel nostro paese, l’Iran, nel nordovest, più di un terzo degli studenti in una delle Università di Ardabil utilizza il narghilè 5. Questo trend è preoccupante a causa dei noti effetti pericolosi del tabacco sulla salute dell’uomo 6. Il fumo del narghilè e di sigaretta contengono alcune sostanze tossiche comuni 7. L’utilizzo del narghilè sarebbe associato a una maggior esposizione a sostanze tossiche a causa di un utilizzo più prolungato e di inspirazioni più frequenti e prolungate che determinano l’inalazione di fumo 100 volte maggiore di una sigaretta 2, 8. Il narghilè è una moda emergente tra gli atleti. Sebbene il fumo di sigaretta sia limitato tra gli atleti, il fumo di tabacco del narghilè attira questa popolazione 9. Negli atleti, oltre a influenzare lo stato di salute, il fumo altera le performance, soprattutto negli esercizi di resistenza. Diversi dati dimostrano che la potenza aerobica (VO2max) e anaerobica sono ridotte nei fumatori di diverse età 10-15. Relativamente alla sempre più diffusa moda di questo modo di fumare, oltre a valutare il danno di salute e performance negli atleti, abbiamo deciso di valutare la prevalenza del fumo di narghilè negli atleti della città di Ardabil nel nordovest dell’Iran. Materiali e metodi Popolazione, campione e raccolta dati Population, sample and data collection The current study is drawn on a survey conducted among athletes of Ardabil in the Northwest of Iran. The members of 16 sport asso- 64 I Questo studio è stato condotto tra gli atleti di Ardabil, nel nordovest dell’Iran. I membri di 16 associazioni sportive (N.=1647) sono stati selezionati in maniera casuale da 49 associazioni sportive. Tutti i partecipanti inclusi nello studio hanno MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Waterpipe smoking among athletes NAKHOSTIN-ROOHI ciations (N.=1647) were randomized from 49 sport associations. Informed consent was provided by all participants and they were thoroughly briefed of the procedure for data collection. A cluster sampling technique was used. The sampling unit was one sport association. All athletes of the selected associations were eligible to participate in this study. Athletes had practiced sport for at least one year and three sessions per week. The administration of the physical education organization of Ardabil province was to give consent to the study for the associations to be selected. Data collection was conducted in October, November and December 2009, by means of self-administered two-page questionnaire. Every athlete accepted to fill up the questionnaire and handed back the questionnaire after completing it. However, small number of respondents did not provide answer to one or three questions. Such nonresponders were <2%. Variables and measures The questions focused on gender, type of sport, hookah smoking status and athletes’ replies for the following issues: 1) kind of hookah; 2) frequency of smoking; 3) motivation of smoking; 4) educational status; 5) place of smoking; 6) and knowledge about side-effects of waterpipe smoking. Definitions Habitual smokers (users) were subjects who, at the time of the survey, smoked at least once per week and recreational smokers those who smoked less than once per week. Statistical analysis All statistical analyses were carried out with the use of the SPSS package, version 14.0. Descriptive data were summarized as means with standard deviations or percentages. Chi-square test was used to compare categorical data. Results Of the 1647 participants, 69.8% were males. The age, height and weight were 23.48±7.31, 171.37±11.16 and 69.58±13.61, respectively (mean ± SD). Prevalence of waterpipe in different genders and sports are listed in Tables Vol. 64 - N. 1 Table I.—Prevalence of waterpipe in different genders (%). Tabella I.—Prevalenza del fumo del narghilè tra i due sessi (%). Habitual Recreational Non-smokers smokers (%) smokers (%) (%) Male (N.=1150) 213 (18.52%) 99 (8.61%) Female (N.=497) 29 (7.36%) 242 (14.70%) Total (N.=1647) 74 (14.90%) 173 (10.50%) 838 (72.87%) 394 (79.29%) 1232 (74.80%) dato il loro consenso informato dopo essere stati messi al corrente in maniera esauriente delle procedure di raccolta dei dati. È stata utilizzata la tecnica del “campionamento a grappolo”. L’unità del campione era l’associazione sportiva. Tutti gli atleti delle associazioni selezionati erano eligibili a partecipare allo studio. Gli atleti dovevano aver praticato sport per almeno un anno, per tre sessioni alla settimana. La raccolta dati è avvenuta nei mesi di ottobre, novembre e dicembre 2009, attraverso un questionario autosomministrato di due pagine. Ciascun atleta ha compilato il questionario e lo ha restituito dopo averlo completato. Un piccolo numero di soggetti che hanno risposto non ha fornito la risposta a una o tre domande. Questi soggetti, definiti “non-responder”, erano meno del 2%. Variabili e misure Le domande si focalizzavano sul sesso, sul tipo di sport praticato, sul fumo, in particolare relativamente a: 1) tipo di narghilè; 2) frequenza del fumo;(3) motivazione del fumo; 4) livello educativo; 5) sede del fumo; 6) conoscenze degli effetti collaterali del fumo di narghilè. Definizioni I fumatori abituali erano soggetti che, al momento dell’indagine, fumavano almeno una volta alla settimana, mentre i fumatori ricreativi fumavano meno di una volta alla settimana. Analisi statistica Tutte le analisi statistiche sono state effettuate utilizzando il software SPSS, versione 14.0. I dati descrittivi sono stati riportati come medie e deviazioni standard o percentuali. Il test del χ2 è stato utilizzato per confrontare dati categorici. Risultati Dei 1647 partecipanti, il 69,8% era di sesso maschile. L’età, l’altezza e il peso erano MEDICINA DELLO SPORT 65 NAKHOSTIN-ROOHI Waterpipe smoking among athletes Table II.—Prevalence of waterpipe in different sport ahtletes (%). Tabella II.— Frequenza del fumo del narghilè tra atleti che praticano sport differenti (%). Habitual smokers (%) Recreational smokers (%) Non-smokers (%) Bodybuilding (N.=338) 24%,0 13.0% 63.0% Aerobic (N.=183) 4.2% 9.4% 86.3% Wrestling (N.=100) 42.0% 6.0% 52.0% Taekvondo (N.=178) 6.7% 10.7% 82.6% Non-control Martial Art (N.=134) 11.9% 9.0% 79.1% Track & Field (N.=44) 6.8% 11.4% 81.8% Karate (N.=42) 9.5% 19.0% 71.4% Swimming (N.=23) 21.7% 26.1% 52.2% Gymnastic (N.=51) 21.6% 13.7% 64.7% Ping Pong (N.=46) 26.1% 17.4% 56.5% Badminton (N.=32) 12.5% 18.8% 68.8% Football (N.=275) 9.8% 2.2% 88.0% Futsall (N.=23) 0.0% 8.7% 91.3% Volleyball (N.=87) 9.2% 17.2% 73.6% Basketball (N.=44) 4.5% 13.6% 81.8% Rugby (N.=18) 29.4% 17.6% 52.9% Table III.—Type of smoking (%). Tabella III.— Tipo di fumo (%). Traditional Molasses Both types 18.3% Male 22.0% 59.7% Female 7.8% 76.7% 15.5% Total 18.5% 64.0% 17.5% Table IV.—Type of smoking (%). Tabella IV.— Tipo di fumo (%). Café (%) Own home (%) Friends' home (%) Other places (%) Male (N.=311) 62.1% 16.1% 10.3% 11.6% Female (N.=103) 11.7% 41.7% 13.6% 33.0% Total (N.=414) 49.5% 22.5% 11.1% 16.9% I, II, respectively. Prevalence of different types of waterpipes, places, motivation for smoking, educational status, and knowledge about sideeffects of waterpipe use are listed in Tables IIIVII, respectively. Discussion The aim of this study was to evaluate prevalence of waterpipe smoking in athletes of 66 23,48±7,31, 171,37±11,16 e 69,58±13,61, rispettivamente (media ± SD). La prevalenza dell’uso del narghilè nei due sessi e nei diversi sport è riassunta nelle Tabelle I, II, rispettivamente. I dati relativi alla prevalenza dell’uso di narghilè secondo diverse tipologie, diversi posti, diverse motivazioni, il livello educativo, e la conoscenza degli effetti collaterali del narghilè sono riportati nelle Tabelle III-VII, rispettivamente. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Waterpipe smoking among athletes NAKHOSTIN-ROOHI Table V.—Motivation of waterpipe use (%). Tabella V.— Motivazione dell’utilizzo del narghilè (%). Recreation Relaxation Meeting Other reasons Male (N.=311) 50.5% 15.1% 23.2% 11.3% Female (N.=103) 80.6% 4.9% 8.7% 5.8% Total (N.=414) 58.0% 12.6% 19.6% 9.9% Table VI.—Prevalence of waterpipe based on educational status (%). Tabella VI.— Prevalenza dell’uso del narghilè in base al livello educativo (%). Lower high school (N.=429) High school degree (N.=565) Associated degree (N.=301) Bachelor degree (N.=320) Master degree (N.=32) Non-smoker 77.2% 76.6% 68.1% 75.3% 68.8% Recreational 9.1% 9.9% 12.6% 11.9% 6.3% Habitual 13.8% 13.5% 19.3% 12.8% 25.0% Table VII.—Knowledge of athletes about waterpipe side-effects (%). Tabella VII.— Conoscenza degli effetti collaterali del narghilè (%). Yes (It affects) No (It does not affect) I do not know Non-smoker 36.3% 27.8% 36.0% Recreational 28.7% 48.0% 23.3% Habitual 45.2% 38.7% 16.1% Total 36.8% 31.7% 31.5% Ardabil, a city in the Northwest of Iran. Unfortunately, results of this study show 14.7% and 10.5% of athletes are habitual and recreational users respectively (Table I). Fur- thermore, 24.4% of non-smokers stated they were exposed to waterpipe smoke in different places such as their own home, friends’ home and cafés. As among college athletes in the United States,9 prevalence of waterpipe smoking is high in our population. As Pirmack et al. stated allure for waterpipe tobacco smoking among United States’ athletes may exist even for individuals who were traditionally considered at low risk for tobacco use. In our population, as for college athletes in the United States, most of the athletes had no deep knowledge about waterpipe use (Table VII). Just 36.8% of athletes were aware of side-effects of waterpipe use on their performance; 31.7% of athletes believed it does not affect their performance and the others had no knowledge about it at all. It seems we need to enhance the knowledge of athletes about this type of smoking, which is similar to cigarettes’. According to Table II, the Vol. 64 - N. 1 Discussione L’obiettivo di questo studio era di valutare la prevalenza del fumo di narghilè tra gli atleti di Ardabil, una città nel nordovest dell’Iran. I risultati di questo studio dimostrano che il 14,7% e il 10,5% degli atleti sono utilizzatori rispettivamente abituali e ricreativi (Tabella I). Inoltre, il 24,4% dei non fumatori riferiva che era esposto al fumo della narghilè in diverse situazioni, come al proprio domicilio, a casa di amici o nei caffè. Come per gli atleti dei college negli Stati Uniti 9, la prevalenza del fumo di narghilè è elevata nella nostra popolazione. Come Pirmack et al. riferiscono a proposito delle abitudini al fumo tra gli atleti americani, il narghilè attira anche soggetti tradizionalmente considerati a basso rischio di utilizzo di tabacco. Nella nostra popolazione, come tra gli atleti americani, la maggior parte degli atleti non è a conoscenza delle implicazioni dell’utilizzo della narghilè (Tabella VII). Solo il 36,8% degli atleti era a conoscenza degli effetti collaterali dell’utilizzo del narghilè sulle loro performance. Il 31,7% degli atleti riteneva che esso non alterasse la loro performance, mentre gli altri MEDICINA DELLO SPORT 67 NAKHOSTIN-ROOHI Waterpipe smoking among athletes most habitual smokers were wrestlers (42%) and the most recreational users were swimmers (26.1%). On the contrary, prevalence of waterpipe among football players were lower than among other athletes (non-smok- ers: 91.3% and habitual smokers: 0.0%). We could not find any relationship between type of sport and smoking prevalence. As showed in Table III, as in our previous study on students of Ardabil, most of the athletes use molasses compared with traditional waterpipe (81.5% versus 36%). Prevalence of waterpipe in different places is the same among students and athletes. Like in the previous study, the majority of males smoke waterpipes in cafés while females smoke them at home (Table IV). It seems male athletes tend to smoke less at home (16.1% versus 41.7% among females), friends’ home (10.3%) and other places (11.6%) probably because of their greater freedom out of home and more numerous social opportunities compared to female athletes, like students in the city of Ardabil.5 As demonstrated in Table V, motivation for the use in both genders is similar to that stated by students in the previous study. Most of them smoke for recreation (58% in athletes and 59.7% in students). Relaxation and meeting of friends are the other main reasons for smoking. In the previous study, we had pointed out that students may suffer from less recreational times, such as limited recreational places, sport facilities and so on, but most of the time of athletes was devoted to exercise and it seems they do not know how to spend their time after exercise and like going somewhere to smoke. There was no significant difference in use according to the educational status (P=0.08), although prevalence of odd use was higher in masters (Table VI). non avevano un’opinione al riguardo. Pertanto, è necessario implementare la conoscenza degli atleti circa questo tipo di fumo simile alle sigarette. Come riportato nella Tabella II, i fumatori più abituali erano i wrestler (42%) mentre quelli meno abituali erano i nuotatori (26,1%). Al contrario, la prevalenza dell’uso del narghilè tra i giocatori di calcio era inferiore rispetto a tutte le altre categorie (non-fumatori: 91,3% e fumatori abituali: 0,0%). Non è stata riscontrata alcuna relazione tra il tipo di sport e la prevalenza del fumo. Come riportato in Tabella III, come nel nostro precedente studio condotto sugli studenti di Ardabil, la maggior parte degli atleti utilizza nel narghilè la melassa, rispetto al fumo tradizionale (81,5% versus 36%). La prevalenza di narghilè in posti differenti è la stessa tra gli studenti e gli atleti della nostra popolazione. Come nel nostro studio precedente, la maggior parte dei maschi utilizza la narghilè nei caffè, mentre le donne lo usano a casa propria (Tabella IV). Sembrerebbe che gli atleti maschi tendano a utilizzarlo meno a casa propria (16,1% versus 41,7% nelle femmine), a casa di amici (10,3%) e in altri posti (11,6%) probabilmente a causa della maggior libertà nell’utilizzare il narghilè fuori di casa e più opportunità sociali rispetto alle atlete come tra gli studenti della città di Ardabil 5. Come si può osservare nella Tabella V, la motivazione dell’utilizzo in entrambi i sessi analoga a quella degli studenti nel nostro precedente studio è la ricreazione (58% negli atleti e 59,7% negli studenti). Lo svago e l’incontro con amici sono le altre principali ragioni del suo utilizzo. Nel precedente studio abbiamo concluso che probabilmente gli studenti hanno ridotti momenti di svago come pure limitati spazi ricreativi, strutture sportive, mentre gli atleti spendono più tempo per l’allenamento e preferiscono fumare nel tempo libero. Non vi era una differenza significativa nell’utilizzo in base al livello educativo (P=0,08), sebbene la prevalenza di utilizzo fosse stranamente maggiore nei master (Tabella VI). Conclusions Conclusioni It seems waterpipe smoking habit can threat both health and performance in athletes. According to the data knowledge of athletes about risks of this type of use data are not sufficient and the majority of the athletes do not have a proper knowledge of the perils of waterpipe use. Enhancement of knowledge about waterpipe risks and more recreational facilities (apart from exercise) may be a suitable manner to prevent this increasing phenomenon among athletes. Sembrerebbe che l’utilizzo di narghilè possa alterare sia la salute che la performance degli atleti. Gli atleti non hanno sufficiente conoscenza dei pericoli derivanti da questo tipo di utilizzo. L’approfondimento della conoscenza degli atleti circa i rischi dell’uso del narghilè e la disponibilità di strutture ricreative più numerose (a parte quelle dedicate all’attività fisica) potrebbe essere un modo valido per vincere questo fenomeno in crescita tra gli atleti. 68 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Waterpipe smoking among athletes References/Bibliografia 1) Ward KD, Weg MW Vander, Relyea G, Debon M, Klesges RC. 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E-mail: [email protected] Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 69 MED SPORT 2011;64:71-87 Swimming and posture on land: a randomized controlled trial on a group of children swimmers Nuoto e postura su terraferma: studio randomizzato controllato su un gruppo di nuotatori agonisti in età evolutiva D. RONDINI 1, A. CECILIANI 1, C. TENTONI 1, E. DRAGO 2 1Faculty of Motor Sciences, Bologna University, Bologna, Italy 2Istituto di Medicina dello Sport, FMSI, Bologna SUMMARY Aim. The aim of this trial was to study the influence of the equilibrium during the swimming activity respect to the postural equilibrium on land. Methods. For this work we analyzed two groups: the test group formed by 16 subjects (aged 8-12 years) practicing swimming and rehabilitation exercises, otherwise the control group (12 athletes, same age) did only swimming activity. In this study we used the “Correkta Mod. BR/2034” stabilometric machine as initial and final test. The “Correkta Mod. BR/2034” has been used to test the static postural control, and even to test the eyes contribution in the sensorial-feedback. The mean and SD are presented in the table. To evaluate the differences between the two groups we employed the T-test, the Mann-Whitney’ test and Wilcoxon’s test for compared the open and closed eyes conditions (P<0.05). Results. At the beginning we observed that swimming activity leads to a worsening of equilibrium, but with simple exercises it is possible to prevent it. Results show an improvement or a stabilization of the equilibrium in the test group compared to the control one. Conclusion. We think it would be helpful to apply those exercises the training activity to improve the performance of the athletes. Key words: Postural balance - Proprioception - Swimming - Exercise therapy. RIASSUNTO Obiettivo. Il controllo dell’equilibrio, in ambiente acquatico, viene fortemente modificato rispetto alla terraferma. Lo scopo di questo studio è quello di verificare se un’attività a secco basata sull’esercizio dell’equilibrio può migliorare il controllo posturale dei bambini rispetto a quell’acquatica. Lo studio eseguito è un RCT (randomized controlled trial). Metodi. Nello studio abbiamo esaminato in totale 28 soggetti, (16 del gruppo sperimentale, di cui 11 maschi e 5 femmine, e 12 del gruppo di controllo, di cui 7 maschi e 5 femmine). L’età del gruppo era compresa tra 8-12 anni con un età media di 9,6 anni, e l’impegno agonistico spaziava da 3 a 5 allenamenti alla settimana. Il protocollo da noi utilizzato, per la durata di tre mesi, prevedeva la somministrazione di tre sessioni d’esercizi la settimana, della durata di trenta minuti ciascuna. In questo studio i soggetti sono stati studiato sia ad OA che ad OC con pedana stabilometrica sia prima che dopo il periodo di training. Risultati. I risultati mostrano che all’inizio entrambi i campioni avevano un comportamento non-corretto e simile tra di loro (P>0,05), in seguito al periodo di training nel gruppo sperimentale si è verificato un cambiamento ed un comportamento migliore del gruppo sperimentale (P<0,05) nella distribuzione del peso corporeo rispetto al gruppo di controllo. Entrambi i gruppi sono stati analizzati tramite sia la statistica parametrica (T-test) che la statistica nonparametrica (Mann-Whitney’s Test- Wilcoxon’s Test) con un intervallo di confidenza P<0,05. Conclusioni. La pratica di semplici esercizi, nelle fasi di avviamento a secco della seduta di allenamento, può migliorare o comunque stabilizzare l’equilibrio perturbato del soggetto senza effetti negativi sull’apprendimento delle tecniche natatorie e potrebbe inoltre, aiutare il giovane nuotatore, che ha migliorato la propriocettività posturale, ad un apprendimento delle tecniche natatorie in modo più veloce e più stabile. Parole chiave: Bilanciamento posturale - Propriocezione - Nuoto - Esercizi terapeutici. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 71 RONDINI S SWIMMING AND POSTURE ON LAND wimming and water sports have special characteristics compared to land-based sports by virtue of the type of environment in which they are carried on. As a result, children or, indeed, adults who go in for water sports of whatever kind, meet with difficulties that are well known to experts in the sector. These difficulties have to be overcome by means of specific educational processes. In a water environment, balance control is severely modified compared to dry land. The literature presents a number of research positions regarding land balance which relate balance and poor control of posture to the risk of accidents;1-4 other authors, on the contrary, consider that excessive certainty in balance control can become a risk factor and, above all, that there is no correlations between balance and risk of accidents.5 In any case, the ability to maintain balance in a dynamic situation is modified by prolonged, repetitive effort and by the onset of fatigue,6 all the more so in water. Posture began to be examined medically as a result of these scientific considerations and these concepts were transferred to sports and to the training of athletes. In fact, in view of the increase in sports traumas and accidents, the search is on for the causes of these problems in the postural stability of athletes so that what a correct posture really is can be established and accidents thus reduced. One of the indices used in the posture control study is the Cop (centre of pressure) which was studied in a static situation and with the eyes open and closed; this variable can be studied as displacement speed 7, 8 or as the space or area that the individual covers in his oscillations; the lower the displacement speed, area or space, the better is postural control.8 Bibliographical research was directed at retrieving papers or publications dealing with posturology in sport; unfortunately the only study we found was a screening in which postural control was linked to age and it is on this study and these authors F.P. Franchignoni, G. Vanni, C. Savoini 9 that our own work is based. On the other hand the team led by Sforza C. 10 has reported its interest in balance training in athletes aged between 20 and 33 engaging in non-water sports; the team verified the positive effect of specific training for improving balance control: this study is very close in its conception to the present work although it used an oscillating platform and recorded balance con- 72 I l nuoto e le discipline acquatiche hanno caratteristiche particolari rispetto agli altri sport terresti per il tipo di ambiente in cui vengono svolti, di conseguenza i bambini o gli adulti che si approcciano alle attività acquatiche, qualunque esse siano, vanno incontro a difficoltà, ben note agli esperti del settore, che devono essere superate attraverso specifici percorsi educativi. Il controllo dell’equilibrio, in ambiente acquatico, viene fortemente modificato rispetto alla terra ferma. La letteratura presenta diversi orientamenti di ricerca, riferiti all’equilibrio terrestre, che mettono in relazione l’equilibrio, nello scarso controllo posturale, e il rischio di infortuni 1-4 altri autori all’opposto, sostengono che un’eccessiva sicurezza nel controllo dell’equilibrio può divenire un fattore di rischio e oltretutto che non vi sono correlazioni tra equilibrio e rischio di infortuni 5. In ogni caso l’abilità di mantenere l’equilibrio in una situazione dinamica, viene alterata dal lavoro prolungato, ripetitivo e dall’insorgenza della fatica 6, a maggior ragione nell’ambiente acquatico. Da queste considerazioni scientifiche si è cominciato a trattare la postura nei campi della medicina e si sono trasferiti questi concetti al campo sportivo e alla preparazione atletica. Infatti, visto l’aumentare dei traumi e degli infortuni nello sport, attualmente si cercano le cause di queste problematiche negli assetti posturali degli atleti, affinché questi possano avere una postura corretta e quindi ridurre i loro infortuni. Uno degli indici nello studio del controllo posturale, è il Cop (centro di pressione), studiato in situazione statica sia con gli occhi aperti che chiusi; questa variabile può essere studiata come velocità di spostamento 7, 8 oppure come lo spazio o l’area che il soggetto copre nelle sue oscillazioni; minore è la velocità di spostamento, l’area o lo spazio migliore è il controllo posturale 8. La ricerca bibliografica è stata indirizzata alla ricerca d’articoli o pubblicazioni che trattassero la posturologia in campo sportivo, purtroppo l’unico studio trovato è uno screening in cui viene messo in relazione il controllo posturale con l’età, ed è a questo studio che noi autori ci siamo ispirati F.P. Franchignoni, G. Vanni, C. Savoini 9. Invece l’equipe condotta da Sforza C. 10 ha riferito la sua attenzione all’allenamento dell’equilibrio tra atleti di età compresa tra 20 e 33 anni praticanti sport non natatori; l’equipe ha verificato l’effetto positivo di un allenamento specifico per il miglioramento del controllo sull’equilibrio: tale studio si avvicina, come idea, al presente lavoro, anche se ha utilizzato una pedana oscillante con acquisizione dei movimenti di controllo dell’equi- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI trol movements with a computerised movement analysis system (Elite, BTS, Milan) rather than a posturometric platform. The results confirm the improvement in the experimental group compared to the control group following a month of balance control oriented activity. We can state that in swimming, athletes can modify their posture thanks to the meticulous analysis carried out by Visintin,11 Ernest W. Maglischo 12 and David L. Costill,13 in which the authors point specifically to what happens to our bodies in the water. As Gallozzi states: “every living being must be capable of adapting to the environment he finds himself in…to be able to perform his static and dynamic activity”.14 Athletes in fact suffer from changes to their perception of posture in relation to particular balances due to the water medium. Massion J. 13 has verified that subjects totally immersed in water, in an erect position, encounter modifications caused by the pressure of the liquid: reduction in body weight, modified proprioceptive inputs and orientation, especially when the subject bases his orientation mainly on what he sees. As a response to these modifications the subject standing up in water tends to lean forward, losing precision of proprioceptors and graviceptors in his evaluation of his body’s orientation with respect to dry land. In addition, studies on athletes competing in the triathlon ironman event (swimming, cycling, running), have considered the temporary effect of fatigue on postural control. Data suggest that these effects are greater in those events in which the head is subjected to constant movement with disturbance to the vestibular and peripheral visual apparatus.16 Other studies on swimming have considered the risk of muscular imbalances in dry-land training work undertaken by swimmers.17 The author observes the difference in the various parts of the body between flexor-extensors and between the right and left sides of the body. At the moment muscular imbalances are monitored periodically compared to the past so as to avoid reducing functional overloads, especially of the shoulder joint or, more specifically, at the rotator cuff. So the question we asked was whether such imbalances can be recovered or re-educated by means of simple exercises which may be carried out during routine training sessions, without taking up precious teaching time and time Vol. 64 - N. 1 librio attraverso un sistema computerizzato di analisi del movimento (Elite, BTS, Milano) piuttosto che una pedana posturometrica. I risultati confermano il miglioramento del gruppo sperimentale, rispetto al gruppo di controllo, dopo un mese di attività orientata al controllo dell’equilibrio. Affermiamo che facendo nuoto gli atleti possono modificare la loro postura grazie all’attenta analisi condotta da Visintin 11 da Ernest W. Maglischo 12 e da David L. Costill 13, in cui gli autori evidenziano in modo preciso che cosa accade al nostro corpo nell’ambiente acquatico. Come afferma Gallozzi “ogni essere vivente deve essere in grado di adattarsi all’ambiente in cui si trova …per svolgere la propria attività statica e dinamica” 14. Infatti, gli atleti vanno incontro ad alterazioni della percezione della postura in relazione ad equilibri particolari, dovuti al mezzo acqueo. Massion J. 13 ha verificato che soggetti immersi totalmente in acqua, in stazione eretta, vanno incontro a modificazioni causate dalla pressione del liquido: riduzione del peso corporeo, input propriocettivi ed orientamento modificati, soprattutto quando il soggetto basa il suo orientamento principalmente dalla vista. In risposta a tali modificazioni il soggetto in stazione verticale immerso in acqua, tende ad inclinarsi in avanti con una perdita di precisione, dei propriocettori e gravicettori, nella valutazione dell’orientamento del corpo rispetto alla terra ferma. Inoltre studi sugli ironman triathlon (nuoto, ciclismo, corsa) hanno preso in considerazione l’effetto temporaneo della fatica sul controllo posturale. I dati suggeriscono che tali effetti sono maggiori nelle specialità in cui il capo è sottoposto continui movimenti con disturbo sull’apparato vestibolare e visivo-periferico 16. Altri studi sul nuoto hanno preso in considerazione il rischio di squilibri muscolari nel lavoro di potenziamento a secco cui sono sottoposti i nuotatori 17. L’autore osserva la differenza, nei vari distretti corporei, tra flessori-estensori e tra le due emiparti del corpo. Attualmente gli squilibri muscolari vengono monitorati periodicamente rispetto al passato per evitare di ridurre i sovraccarichi funzionali soprattutto a carico all’articolazione della spalla o più precisamente alla cuffia dei roratori. Quindi la domanda che ci siamo posti è se tali scompensi possano essere recuperati o rieducati tramite semplici esercizi che possano essere eseguiti durante le normali sedute d’allenamento, senza togliere tempo prezioso all’insegnamento e allo sviluppo delle capacità natatorie del bambino. Questo studio ha verificato quali esercizi a sec- MEDICINA DELLO SPORT 73 RONDINI SWIMMING AND POSTURE ON LAND for the development of the child’s swimming ability. This study examined which dry-land exercises are able to promote the learning of balance and postural control in children. Compared to the reference literature, our protocol extended the study and applied it to the sporting environment, with reference to a group of competitive swimmers in development age, and restricted the analysis spectrum to verifying possible improvement in balance by means of simple proprioceptive education exercises. Our investigation involved a randomized control trial (RCT). We decided on development age in consideration of the fact that it is in these first approaches that technical learning, if not correct, can support the high risk of postural defects and, consequently, condition both the state of health and the possible sporting career of the young athletes. Our search through the literature did not provide us with studies on the comparison, during development age, between dry land and water, so there are very few studies that can stand alongside our own and of these, many tend to contradict one another. The most interesting is the study by Franchignioni-Vanni-Savoini,9 who used computerised systems, including dynamometric platforms, to analyse displacements of the pressure centre of 112 healthy individuals so as to measure and distinguish the effects of age on postural control. It has been possible to extrapolate an interesting piece of information from this study: performance with closed eyes was, on average, worse than that with eyes open, a condition that is fully confirmed by our own study. Commandré-Bence 18 measured the maximum width of postural movements and their direction, a statokinesiogram, namely a vectorial representation of simultaneous antero-posterior and latero-lateral movements. In this case too, the absence of visual afferences seems to trigger a negative performance. Riva e Trevisson 19, attempted to understand what systems may be responsible for postural control; to do this they used an equilibrium board (Delos Equilibrium Board) and an instrument, the Delos Vertical Controller, which, when applied posteriorly below the seventh cervical verebra, records and displays in real time the angular movements of the trunk in latero-lateral and antero-posterior direction. The simultaneous monitoring of balance and vertical stability of the trunk allows us to un- 74 co possono facilitare l’apprendimento dell’equilibrio e il controllo posturale nel bambino. Nel nostro protocollo, rispetto alla letteratura di riferimento, abbiamo ampliato ed applicato lo studio all’ambiente sportivo, in riferimento a un gruppo di nuotatori agonisti in età evolutiva, e ristretto lo spettro d’analisi verso la verifica del possibile miglioramento dell’equilibrio attraverso semplici esercizi di educazione propriocettiva. La nostra indagine si è realizzata attraverso uno studio randomizzato controllato (RCT). La scelta dell’ età evolutiva è stata operata in considerazione del fatto che, proprio nei primi approcci, l’apprendimento tecnico, se non corretto, può sostenere l’elevato rischio di vizi posturali e, di conseguenza, condizionare sia lo stato di salute che l’eventuale carriera sportiva dei giovani atleti. La ricerca bibliografica non ci ha fornito studi sul confronto, in ambito evolutivo, del controllo posturale tra terra ferma e ambiente acquatico, quindi pochi studi si possono affiancare al nostro, e di questi, molti, tendono a contraddirsi tra di loro. Il più interessante, tra questi, è lo studio di Franchignioni-Vanni-Savoini 9, i quali hanno analizzato, tramite sistemi computerizzati comprendenti piattaforme dinamometriche, gli spostamenti del centro di pressione di 112 soggetti sani per misurare e distinguere gli effetti dell’età sul controllo posturale. Da questo studio si è potuto estrapolare un dato interessante: le prestazioni effettuate ad occhi chiusi sono risultate, in media, più scarse rispetto a quelle ad occhi aperti, condizione che è completamente confermata dal nostro studio. Commandré-Bence 18 hanno misurato l’ampiezza massima degli spostamenti posturali e la loro direzione, uno statochinesiogramma, ovvero una rappresentazione vettoriale degli spostamenti simultanei antero-posteriori e latero-laterali. Anche in questo caso l’assenza di afferenze visive sembra provocare una performance negativa. Riva e Trevisson 19, hanno cercato di capire quali potessero essere i sistemi responsabili del controllo posturale; per fare ciò hanno utilizzato una tavola basculante (Delos Equilibrium Board) ed uno strumento, il Delos Vertical Controller, che, applicato posteriormente al di sotto della settima vertebra cervicale, registra e visualizza in tempo reale i movimenti angolari del tronco in senso latero-laterale e antero-posteriore. Il monitoraggio simultaneo del basculogramma e dello stabilogramma del tronco, consente di comprendere il comportamento del sistema ed individuare distretti funzionalmente carenti. Dagli studi compiuti, i due autori concludono che il controllo posturale dipende MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI derstand the behaviour of the system and pinpoint functionally deficient areas. On the basis of their studies, the two authors conclude that postural control depends on the coordinated intervention of the archeo-proprioceptive, visual and vestibular mechanisms. The concepts of Riva and Trevisson 19 were applied again in the study carried out by Sepulcri L,20 on basketball players who had undergone an ACL operation, so as to verify the effectiveness of the Delos Vertical Controller, combined with postural tests and functional evaluation tests on athletes. The protocol, based on balance exercises, demonstrated its effectiveness in the recovery of players who had undergone ACL surgery (for more information we would refer you to the paper in question). The premises indicate, therefore, that it is useful to investigate a context and a question that as yet is largely unknown, especially as regards the water environment. Posture in water sports In water sports such as swimming, the neurofunctional control of balance is given a particular importance by the water environment which renders man’s natural antigravity reflexes ineffective. Floating has to keep in mind Archimedes’ law and the constant modifications or adaptations it requires for a correct swimming posture in response to all the stresses produced during the swim, or during underwater movement. If to these questions we add physical problems like muscular retractions or contractures (we can extend the same argument to land sports), we have the additional difficulty of maintaining a hydrodynamic position over a long period which prevents the peformance of the technical action in a natural, relaxed way. This could have a negative effect on floating and on hydrostatic thrust, so creating increased drag during the swim (the solution to this problem is also being sought through the use of new generation costumes). Learning to float and, above all, move around in a water environment, therefore, means learning new strategies for the constant maintenance of balance which can no longer rely on the erect position as a point of reference, as is possible on dry land, nor can it rely on the force of gravity which, depending on the depth of the water and the position of our body, is partially or totally modified. This is why in every swimming course worthy of the name, as is taught during the courses Vol. 64 - N. 1 dall’intervento coordinato dei meccanismi archeopropriocettivi, visivi e vestibolari. L’applicazione dei concetti di Riva e Trevisson 19 sono stati replicati, nello studio condotto da Sepulcri L 20, in riferimento ai giocatori di basket sottoposti ad intervento al LCA, per verificare l’efficacia del Delos Vertical Controller, unito a test posturali e test di valutazione funzionale dell’atleta. Il protocollo basato su esercizi di equilibrio ha mostrato la sua efficacia nel recupero dei giocatori sottoposti ad intervento chirurgico all’LCA (per un maggiore approfondimento si rimanda all’articolo in questione). Le premesse indicano, quindi, quanto sia utile cercare e chiarire in un ambito e in un argomento di cui, ancora non si conosce molto soprattutto in campo acquatico. La postura negli sports acquatici Negli sports acquatici, come nel nuoto, il controllo neuro-funzionale dell’equilibrio è reso particolare dall’ambiente acqua che rende inefficaci i riflessi antigravitari naturali dell’uomo. Il galleggiamento deve tenere conto della legge di Archimede e alle continue modificazioni o adattamenti che richiede per un corretto assetto natatorio in risposta alle sollecitazioni prodotte durante la nuotata, oppure durante uno scivolamento subacqueo. Se a questi quesiti si aggiungono problemi fisici, come retrazioni muscolari o contratture (lo stesso discorso lo possiamo estendere anche agli sport terresti), subentra la difficoltà a mantenere a lungo una posizione idrodinamica che non permette di eseguire il gesto tecnico in modo naturale e rilassato. Questo potrebbe ripercuotersi negativamente sul galleggiamento e sulla spinta idrostatica, creando un aumento del drag durante la nuotata (su tale problema si sta intervenendo anche attraverso l’avvento dei costumi di nuova generazione) . Quindi imparare a galleggiare e soprattutto a muoversi nell’ambiente acquatico comporta l’apprendimento di nuove strategie per il mantenimento continuo dell’equilibrio, che non ha più come riferimento la stazione eretta, come sulla terraferma, né tanto meno la forza di gravità che in acqua viene, a seconda dell’altezza dell’acqua e della posizione del nostro corpo, parzialmente o totalmente modificata. È per questo che in ogni corso di nuoto che si rispetti, come viene insegnato durante i corsi da istruttore della F.I.N., il primo passo per apprendere le abilità natatorie è la fase in cui s’insegna il rilassamento seguito dal galleggiamento, fase che conduce il bambino o l’adulto ad una ristrutturazione dei suoi schemi corporei; infatti, l’obiettivo MEDICINA DELLO SPORT 75 RONDINI SWIMMING AND POSTURE ON LAND for F.I.N. instructors, the first step in learning swimming ability is the phase in which relaxation and floating are taught, a phase which leads the child or adult to restructure his body schemes; in fact, the aim is to induce the child to re-learn how to move in an environment different to a land environment (for further information on this matter we refer the reader to the swimming instructor’s manual) Water activities can be subdivided into two categories: — swimming in its various disciplines. In this context once the athlete has learned new strategies for managing his water balance he only need worry about repeating it as part of the athletic action; it is interesting to note that in competitive swimming two usually indispensable senses for life on dry land, hearing and sight, are in fact less utilized. — team water sports. In this context, which includes sports like water polo and synchronized swimming, the strategy for maintaining water balance can never be constant; indeed the skill of the athletes lies precisely in his constant attempt to find his balance and non-yielding support points so as to be able to perform the actions the sport requires. A substantial difference emerges from these short remarks: while the water-polo player has to alternate situations in which he is looking for maximum drag with situations that reduce drag by means of a senso-motor strategy that is never constant but, on the contrary, plastic and variable, the player must in fact learn to integrate typically acquatic actions with land-based actions to be transferred to water. On the other hand the swimmer must look for an optimal, constant posture which optimises the sliding of his body in the water. To simplify the problem we could state the following: the young swimmer must learn to perform new athletic actions that on dry land would be impossible, whereas the water-polo player has to learn to do in the water what he does on land.21 For further elucidation on this subject we refer you to Cesarani,22 Ernest W. Maglischo,12 and David L. Costill.13 What happens to our body in water? We can define swimming as a “cyclic sport of stamina and high coordination value”; clearly conditional capacities change with the distances involved (50-1500 m); in fact in long-distance swimming the strength parameter and metabol- 76 è condurre il bambino a riapprendere come ci si muove in un ambiente differente da quello terrestre (per un approfondimento, sull’argomento, si rimanda al manuale dell’istruttore di nuoto) Le attività acquatiche possono essere suddivise in due categorie: — il nuoto nelle sue diverse specialità. In tale ambito una volta che l’atleta ha appreso le nuove strategie per gestire l’equilibrio acquatico deve solamente preoccuparsi di ripeterlo all’interno del suo gesto atletico; è interessante rilevare come nel nuoto agonistico due sensi abitualmente indispensabili all’uomo sulla terra, quali l’udito e la vista, sono, di fatto, meno utilizzati. — gli sports acquatici di squadra. In tale ambito, che comprende sports come la pallanuoto e il nuoto sincronizzato, la strategia per il mantenimento dell’equilibrio acquatico non può essere mai costante, anzi la bravura dell’atleta sta proprio nel cercare sempre l’equilibrio e appoggi noncedevoli per poter eseguire i propri gesti tecnici. Da queste brevi considerazioni emerge una sostanziale differenza: mentre il giocatore di pallanuoto deve alternare situazioni di ricerca di massime resistenze di appoggio (drag) a situazioni di riduzioni delle resistenze all’avanzamento attraverso una strategia senso-motoria mai costante ma, al contrario plastica e variabile, infatti il giocatore deve apprendere ad integrare azioni motorie tipicamente acquatiche ad azioni motorie terrestri da trasferire in acqua. Invece, il nuotatore deve ricercare un assetto ottimale e costante che ottimizzi lo scivolamento del corpo nel mezzo. Semplificando il problema potremmo affermare quanto segue: il giovane nuotatore deve imparare a fare gesti atletici nuovi, che sulla terra ferma non possono avvenire, il pallanotista deve imparare a fare nell’acqua ciò che fa sulla terra 21. Per l’approfondimento di questo tema si rimanda a Cesarani 22, Ernest W. Maglischo 12, e David L. Costill 13. Cosa accade nell’acqua al nostro corpo? Possiamo definire il nuoto uno “sport ciclico di resistenza alla forza ad elevata valenza coordinativa”, ovviamente le capacità condizionali cambiano a seconda delle distanze praticate (50-1500 m); infatti nel fondo sia il parametro forza che le richieste metaboliche cambiano, di conseguenza la tecnica di nuotata viene modificata visto che la durata della competizione può anche essere superiore alle 5 ore. Rispetto agli sport ciclici, il nuoto si differenzia proprio per le difficoltà coordinative, infatti il nuotatore deve combinare movimenti propulsivi MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI ic demands change, consequently swimming technique is modified in view of the fact that the competition may last even longer than 5 hours. Swimming differs from cyclic sports in so far as it presents coordination difficulties; the swimmer in fact has to combine propulsive movements with stabilisation movements (isometric contractions) of the trunk within a fluid which determines: 1. yielding support points for the motor actions to be performed; 2. progressively intensified drag, 3. muscular contractions in “reduced acceleration”.12, 13 Forward progress of the body in water is the result of applying muscular strength and active and passive resistance to the forward movement, while floating (a state of calm) is solely determined by Archimedes law. In addition, trunk stabilisation takes place through the modulation of prevalently isometric muscular contractions. The limited action of the force of gravity and the horizontal position of the body, furthermore, lead to modifications in the perception of tonic and postural reflexes which transform the following functions: 1. sensorial afference; 2. static and dynamic balance; 3. body orientation. The set of these characteristics brings with it the need for a complete restructuring of the sensor-motor system, in other words, the development of specific water coordination.22 1) The sensorial afference: the sensorial afference which reaches the CNS and which the CNS uses to construct and regulate movement, is completely transformed with respect to dry land. Visual information, which is generally very important for motor control, orientation and learning, is scanty and what there is not always easy to find; the kinesthetic afferences are modified by the medium’s particular resistance and, as a result of this, the trainee swimmer is no longer able to correctly link the “muscular effort” sustained with the movement performed. He therefore has to re-learn both the effort-movement relationship and the control of a different (unstable) balance characterised by a horizontal position. Tactile information which in other sports is employed in relationships with the apparatus (ball, rackets, bats, etc.) in swimming takes on fundamental importance and blends in to such an extent with kinesthetic information that it is Vol. 64 - N. 1 e movimenti di stabilizzazione (contrazioni isometriche) del tronco all’interno di un fluido che determina: 1. appoggi cedevoli per le azioni motorie da compiere; 2. resistenze all’avanzamento progressivamente intensificate; 3. contrazioni muscolari a “ridotta accelerazione” 12, 13. L’avanzamento del corpo nell’acqua, è la risultante dell’applicazione delle forze muscolari e delle resistenze attive e passive all’avanzamento stesso, mentre il galleggiamento (stato di quiete) è determinato solamente dalla legge di Archimede. Inoltre la stabilizzazione del tronco avviene attraverso la modulazione di contrazioni muscolari prevalentemente isometriche. La limitata azione della forza gravitaria e la posizione orizzontale del corpo, inoltre, portano alle modificazioni nella percezione dei riflessi tonico posturali che trasformano le seguenti funzioni: 1. afferenza sensoriale; 2. equilibrio statico e dinamico; 3. orientamento corporeo. L’insieme di queste caratteristiche determina la necessità di una completa ristrutturazione del sistema senso-motorio, in altre parole, lo sviluppo di una specifica coordinazione acquatica 22. 1) L’afferenza sensoriale: l’afferenza sensoriale che giunge al SNC e che il medesimo utilizza per costruire e regolare il movimento, è completamente trasformata rispetto alla terra ferma. Le informazioni visive, in genere molto importanti per il controllo motorio, l’orientamento e l’apprendimento, sono poche e non sempre facili da reperire; le afferenze cinestesiche vengono modificate dalla particolare resistenza del mezzo e, a causa di ciò, l’allievo non è più in grado di collegare correttamente lo “sforzo muscolare” sostenuto con il movimento effettuato. Egli pertanto deve ri-apprendere sia la relazione sforzo-movimento che il controllo di un diverso equilibrio (instabile) caratterizzato da una posizione orizzontale. L’informazione tattile, che in altri sport è utilizzata nella relazione con gli attrezzi (pallone, racchette, mazze, etc.) assume nel nuoto un’importanza basilare e si fonde a tal punto con quella cinestesica, che risulta estremamente difficile una loro distinzione. L’atleta vede così alterato il feedback sul proprio gesto e la possibilità di provvedere alla regolazione fine del medesimo. Solo con il tempo e con un adeguato esercizio, il SNC impara a riconoscere ed a “trattare” quest’afferenza profondamente modificata. Ulteriori modificazioni nel “sentire” la nuotata quindi il feed-back della gestualità è avvenuto ne- MEDICINA DELLO SPORT 77 RONDINI SWIMMING AND POSTURE ON LAND extremely hard to distinguish them. The athlete thus sees the feedback from his action distorted along with the possibility to fine-tune it. Only with time and adequate exercise does the CNS learn to recognise and to “handle” this profoundly modified afference. Further modifications in “feeling” the swim and hence in the feedback from the swimming action have taken place in the last 10 years with the advent of total body costumes which covered the swimmer’s body more and more and with various materials; since 2010, the surfaces and material that cover the athlete have been reduced and the athlete has had to re-learn old habits of before the full body costume; tactile afference has therefore again taken on noteworthy importance in swimming. 2) Static and dynamic balance: when not in water, balance is regulated with the contribution of numerous afferences: vestibular, visual, tactile (plantar arch) and kinesthetic (tonicopostural muscles). In water, both static and dynamic balance therefore require a complete, specific restructuring by means of the acquisition, decodification and integration of new, different afferences. 3) Body orientation: this suffers considerable upheaval owing to the yielding nature of the support surfaces. These profound modifications make the learning of technical actions more difficult and lead to the need to reorganize the sensor-motor system, which leads to the development of water coordinarion proper.23 The coordination and sensoperceptive characteristics of swimming The beginner’s nervous system is not able to correctly interpret the information transmitted by the sense organs. The visual afferences which, on dry land have a fundamental role in the learning of new actions, in water are reduced (4-5 metres visual horizon necessary) and confused; in spite of these limitations, the swimmer endeavours to use the visual information available to perform the various technical actions such as: determine the correct direction after thrusting out from the edge of the pool or, during the entry phase and before reaching a turn, determine the correct references for emersion after the start or after the turn and finally to correct trajectories during the swim, such as the distance from lanes, reference points on the bottom of the pool or on the roof (in backstroke). Tactile afferences, almost 78 gli 10 ultimi anni con l’avvento dei costumi “total body” che hanno coperto sempre di più e con materiali diversi il corpo dell’atleta; dall’anno 2010 le superfici e il materiale che coprono l’atleta sono state ridotte e regolamentate e l’atleta ha dovuto riapprendere vecchi adattamenti “pre-costumoni”, quindi l’afferenza tattile è ritornata ad avere una notevole importanza nel campo del nuoto. 2) L’equilibrio statico e dinamico: al di fuori dell’ambito acquatico, l’equilibrio è regolato con il concorso di numerose afferenze: vestibolari, visive, tattili (volta plantare) e cinestesiche (muscoli tonico-posturali) In acqua, l’equilibrio sia statico che dinamico, necessitano pertanto di una completa e specifica ristrutturazione attraverso l’acquisizione, la decodificazione e l’integrazione di nuove e diverse afferenze. 3) L’orientamento del corpo: subisce profondi turbamenti per la cedevolezza degli appoggi. Queste profonde modificazioni rendono più difficile l’apprendimento dei gesti tecnici e determinano la necessità di una riorganizzazione del sistema sensomotorio, che conduca allo sviluppo di una vera e propria coordinazione acquatica 23. Le caratteristiche coordinative e sensopercettive del nuoto Il sistema nervoso del principiante, non è in grado di interpretare correttamente le informazioni inviate dagli organi di senso. Le afferenze visive, che sulla terra ferma hanno un fondamentale valore nell’apprendimento di nuovi gesti, nell’acqua sono ridotte (4-5 metri l’orizzonte visivo necessario) e confuse; nonostante queste limitazioni, il nuotatore cerca di utilizzare le informazioni visive per eseguire i vari gesti tecnici come ad esempio: determinare la direzione corretta dopo la spinta dal bordo oppure in fase di entrata prima di effettuare una virata, determinare i riferimenti corretti per un’emersione dopo la partenza oppure dopo la virata ed infine per correggere le traiettorie durante la nuotata, come la distanza dalle corsie, punti di riferimento sul fondo della vasca o in alto (nello stile dorso). Quelle tattili, scarse o del tutto assenti in condizioni normali, assumono in quest’ambiente una grande importanza. Inizialmente hanno un impatto sconvolgente sull’individuo, che si sente come oppresso dalla pressione che il liquido genera su ogni parte del suo corpo, soprattutto sul viso, ed alla quale non è abituato. Successivamente si fondono con quelle cinestesiche, e insieme ad esse, costituiscono la base percettiva della cosiddetta acquaticità, che consente di percepire ed organizzare finemente il proprio movimento in acqua. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI or completely absent in normal conditions, in this context take on great importance. Initially they have an upsetting impact on the individual who feels as if he is oppressed by the pressure the fluid generates on every part of his body, especially his face, and which he is not used to. Thereafter they merge with kinesthesic afferences and, together with them, constitute the perceptive base of so-called acquaticity, which enables the subject to fine-tune his movements in water. The vestibular afferences, so important for balance, are profoundly modified by the position of the body (horizontal) and by its instability (rolling and yielding support surface). The greatest initial difficulty is precisely the birth of a new statico-dynamic, horizontal-vertical balance, although later both surface and profound balance will be achieved. Finally, there are some intrinsic difficulties in swimming actions related to a structure of movement that is highly organised both spatially and rhythmically. Swimming styles are built up of movements that employ the various body segments contemporaneously (upper and lower limbs, trunk, head) with different rhythms (kicking and arm movements in the crawl) and on different space planes; these structural features make them highly complex from the point of view of coordination and therefore difficult and long drawn out to learn correctly.23 The purpose of the present study is to verify whether a dry-land activity based on balance exercises is able to improve the postural control of children with respect to acquatic activity. This is a randomised controlled trial (RCT). Materials and methods In our study we examined 28 subjects. Before calling them to the laboratory we explained to each of them the purpose of our research, the resources employed and the procedures we would be adopting. At the moment of the test, in the laboratory, the test protocol was described along with the various performance phases and we had them sign a privacy document for their personal details and their agreement to the study protocol; the study was carried out according to the Helsinki Declaration. The subjects were subdivided randomly into two groups: 16 (11 male and 5 female) in the Vol. 64 - N. 1 Le afferenze vestibolari, così importanti per l’equilibrio, sono profondamente modificate dalla posizione del corpo (orizzontale) e dalla sua instabilità (rollio e appoggio cedevole). È proprio la nascita di un nuovo equilibrio statico-dinamico, orizzontale-verticale, la maggiore difficoltà iniziale, ed in seguito si arriverà alla conquista dell’equilibrio sia in superficie che in profondità. Nei gesti natatori, sono presenti infine difficoltà intrinseche, legate ad una struttura del movimento estremamente organizzata sia a livello spazialmente che dal punto di vista ritmico. Gli stili di nuoto sono costruiti da movimenti che impiegano contemporaneamente i vari segmenti corporei (arto superiore – inferiore, tronco, capo) con ritmi diversi (rapporto battuta gambe bracciata nel crawl) e su piani diversi dello spazio; queste caratteristiche strutturali li rendono molto complessi dal punto di vista coordinativo e quindi difficili e lunghi da apprendere correttamente 23. Lo scopo di questo studio è quello di verificare se un’attività a secco basata sull’esercizio dell’ equilibrio può migliorare il controllo posturale dei bambini rispetto a quella acquatica. Lo studio eseguito è un RCT (randomized controlled trial). Materiali e metodi Nello studio abbiamo esaminato in totale 28 soggetti, ad ognuno dei quali, prima della convocazione in laboratorio, veniva spiegato lo scopo della ricerca, i mezzi utilizzati e le procedure da attuare. Al momento del test, in laboratorio, veniva illustrato il protocollo del test, le varie fasi esecutive e veniva fatta firmare una delibera sulla privacy per i dati personali e di adesione al protocollo di studio; lo studio è stato condotto secondo le Dichiarazione di Helsinki. I soggetti sono stati suddivisi in modo randomizzato in due gruppi differenti: 16 nel gruppo sperimentale, di cui 11 maschi e 5 femmine, e 12 nel gruppo di controllo, di cui 7 maschi e 5 femmine (Tabella I). La loro età era compresa tra 8-12 anni con un età media di 9,6 anni, e l’impegno agonistico spaziava da 3 a 5 allenamenti alla settimana. Il protocollo da noi utilizzato, per la durata di tre mesi, prevedeva la somministrazione di tre sessioni d’esercizi la settimana, della durata di trenta minuti ciascuna; in tal modo il trattamento è stato omogeneo sia nei nuotatori che si allenavano tre volte la settimana che in quelli che si allenavano cinque volte. Il test usato nello studio è stato il test posturo- MEDICINA DELLO SPORT 79 RONDINI SWIMMING AND POSTURE ON LAND Table I.—Comparison between the sperimental and control group in pre-work situation. Tabella I. — Confronto tra il gruppo sperimentale e il gruppo controllo nella situazione pre-work. Pre-work Medium Standard deviation Experimental group Control group Left foot load % Right foot load % Forefoot load % Heel load % Left foot load % Right foot load % Fore foot load % Heel load % 50.01 2.82 49.87 2.90 55.92 9.96 44.16 8.00 50.65 4.27 49.31 4.27 55.16 8.44 43.46 7.31 Medium±SD of load (%) for the and right foot, forefoot and heel for both sperimental and control group. experimental group, and 12 (7 male and 5 female) in the control group (Table I). They were 8-12 year old (average 9.6), and their sporting commitment varied from 3 to 5 training sessions per week. The protocol we used, lasting three months, included the administration of three exercise sessions per week lasting thirty minutes each; treatment was thus homogeneous for swimmers who trained three times a week and those who trained five times. The test used in the study was the posturometric test lasting 51.2 seconds, an internationally agreed standard.24 The machine used was the “Correkta Mod. BR/2034”, available at the Bologna sports medicine institute. The equipment consists of a dynamometric platform consisting of 2 plates containing a total of 6 load cells (precision limits ±200 g), which make it possible to detect resting of the foot on the first-fifth metatarsal and on the heel; the two plates interface with a computer which in real time makes it possible to see, during data sampling, the distribution of weight between the forefoot and heel on both left and right sides as well as the distribution of the subject’s weight between the two feet (posturometric test).25 During execution of the test the subject held the Romberg position (front of foot laterally rotated 30° compared to normal) (Figure 1) with the arm distended down the body and eyes looking at a fixed point in the distance for the whole duration of the test; this same position was also held with the eyes closed. Patients performed the test in their bare feet and where there were sight problems it was permitted to wear glasses both during the open eyes test (OE) and with their eyes closed (CE). 80 metrico, della durata di 51,2 secondi, valore standard secondo un accordo internazionale 24. La macchina impiegata è stata la “Correkta Mod. BR/2034”, disponibile presso l’istituto di medicina dello sport di Bologna. L’apparecchiatura è composta da una piattaforma dinamometrica costituita da 2 piastre con inserite in totale 6 celle di carico (limiti di precisione ±200 g), che permettono la rilevazione dell’appoggio del piede sul primo-quinto metatarso e sul tallone; le due piastre sono interfacciate con un personal computer, che permette di vedere in tempo reale, durante il campionamento dei dati, la ripartizione del peso tra avampiede e retropiede sia lato sinistro che lato destro del soggetto e anche la ripartizione del peso del soggetto tra i due piedi (test posturometrico) 25. Il soggetto durante l’esecuzione del test ha mantenuto la posizione di Romberg (l’avampiede extra-ruotato di 30° rispetto alla normale) (Figura 1) l’arto superiore disteso lungo il corpo e lo sguardo rivolto all’infinito ad osservare un punto fisso, per tutta la durata della prova; questa stessa posizione è stata mantenuta anche ad occhi chiusi. I soggetti hanno svolto il test a piedi scalzi e qualora presentassero problemi di vista è stato loro consentito di tenere gli occhiali, sia durante la prova ad occhi aperti (OA) che quella ad occhi chiusi (OC). Figure 1.—Romberg’s position assumed by the subject during data acquisition. Figura 1. — Posizione di Romberg assunta dal soggetto durante l’acquisizione dati. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI Work protocol Protocollo di lavoro The exercises were selected from disciplines such as proprioceptive re-education, yoga postures, simple pliometry activities. The first treatment phase included static balance exercises based on the control of positions (Yoga technique) and on proprioceptive re-education with monopodalic support: the purpose of this phase was the pursuit of intersegmental control in body alignment. In the second phase, with the increased interest and participation on the part of the children, statico-dynamic and purely dynamic balance exercises were introduced; consequently attention was turned to proprioceptive re-education on unstable surfaces (also in the form of a race) and minor simple pliometry exercises with falling on to stable and unstable surfaces: the purpose of this phase was to encourage the control of body segments in a dynamic situation and therefore closer to a sporting situation. During the “re-education” process inexpensive, easy to find equipment was employed; in fact very often we used makeshift materials or whatever came to hand like sponge mattresses and boards with unstable support bases. Gli esercizi scelti sono stati selezionati da quelle discipline come la rieducazione propriocettiva, figure dello yoga, attività di pliometria semplice. La prima fase del trattamento, prevedeva esercizi di equilibrio statico, basate sul controllo di posizioni (tecnica Yoga) e sulla rieducazione propriocettiva in appoggio monopodalico: scopo della fase era la ricerca del controllo intersegmentario nell’allineamento corporeo. Nella seconda fase, anche per aumentare l’interesse e la partecipazione dei bambini, sono stati introdotti esercizi di equilibrio statico-dinamico e puramente dinamici; di conseguenza l’attenzione si è rivolta agli esercizi di rieducazione propriocettiva su superfici instabili (anche sotto forma di gara) e di piccoli esercizi di pliometria semplice con ricaduta sia su superfici stabili che instabili: scopo della fase era sollecitare il controllo dei segmenti corporei in situazione dinamica, quindi più attinente alla situazione sportiva. Durante il percorso di “rieducazione” sono state impiegate attrezzature non costose, reperibili in modo semplice, infatti, molto spesso si è trattato di materiali di fortuna o di fantasia come materassini di spugna e tavolette con base di appoggio instabili. Risultati Results Analisi statistica Statistical analysis The group was subdivided into two subgroups, an experimental group (group T) and a control group (CTRL group), members of each being drawn at random. The two groups were compared with each other using parametric (T-test) and non-parametric (Mann-Whitney and Wilconxon) statistical methods and their confidence interval was 95%, with P-value 0.05 two ways. (95% confidence interval). All analyses were carried out with SPSS (version 8.0, SPSS, Chicago, USA). Il gruppo di soggetti sono stati suddivisi in due sotto-gruppi, gruppo sperimentale (gruppo T) e gruppo di controllo (gruppo CTRL) con estrazione casuale da urna. I gruppi sia quello sperimentale che quello di controllo, sono stati confrontati tra di loro con metodi statistici parametrici (T-test) e non-parametrici (Mann-Whitney e Wilconxon) e il loro intervallo di confidenza è stato di 95%, con P-value allo 0.05 a due vie. (Intervallo di Confidenza al 95%). Tutte le analisi sono state condotte con SPSS (versione 8.0, SPSS, Chicago, USA). Initial assessment Valutazione iniziale The T and CTRL groups were analysed and no differences of particular significance were observed for the variables studied, namely for the medio-lateral axis (forefoot, heel) and for the sagittal axis (right, left) (P>0.05). Comparison of the data between both groups was carried out before (pre-work) and after the work protocol (post-work); the change thresh- I gruppi T e CTRL sono stati analizzati tra di loro e non sono state rilevate differenze significative per le variabili studiate, quindi sia per l’asse medio-laterale (avampiede, retropiede) che per l’asse sagittale (destra , sinistra) (P>0,05). Il confronto dei dati è stato fatto tra entrambi i gruppi sia prima (pre-work) che dopo il protocollo di lavoro (post-work); la soglia di cambiamento è Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 81 SWIMMING AND POSTURE ON LAND 60 70 50 60 50 40 Appoggio % Appoggio % RONDINI 30 20 A 30 20 10 0 40 10 Test sinistra CTRL sinistra Test destra CTRL destra Gruppi 0 B Test avampiede CTRL avampiede Test retropiede CTRL retropiede Gruppi Figure 2.—EO pre-work condition: A) Support between right and left sides in the comparison between Experimental and Control groups. In this case the two groups have a symmetrical support between the sides and a similar support between them. We do not observe significant differences between the groups. B) Support between forefoot and heel in the comparison between Experimental and Control groups: both groups distribute body weight more on the heel; in addition we observe a dishomogeneity of behaviour (high SD) in the control group. Figura 2. — Condizione di pre-work OA: A) appoggio tra il lato destro e il lato sinistro nel confronto tra il gruppo sperimentale e il gruppo di controllo. In questo caso i due gruppi hanno un appoggio simmetrico tra i lati e un appoggio simile tra loro. Non rileviamo differenze significative tra i gruppi. B) Appoggio tra avampiede vs retropiede nel confronto tra il gruppo sperimentale e il gruppo di controllo: entrambi i gruppi ripartisco il peso corporeo maggiormente sul retropiede, inoltre possiamo rilevare una disomogeneità di comportamento (alta SD) nel gruppo di controllo. old was set at 2-3% for the % variables of support on the sagittal axis (forefoot vs heel) and medio-lateral (left vs. right). In comparing the groups in the posturometric situation on the sagittal axis both the T group and the CTRL group showed a symmetrical support percentage between left and right sides and similar behaviour; as can be seen in the graph and statistically (non-significant difference, P>0.05) the two groups were substantially identical (Figure 2A). In the other condition, i.e. on the medio-lateral axis, with weight distributed between forefoot and heel (Figure 2B) we can see that both groups tend to load the heel excessively over the forefoot. In this situation the correct load is stata fissata al 2-3% per le variabili di % di appoggio sia sull’asse sagittale (avampiede vs retropiede) che medio-laterale (sinistra vs. destra) Nel confronto tra i gruppi nella situazione posturometrica sull’asse sagittale sia il gruppo T che il gruppo CTRL mostrano una percentuale di appoggio simmetrica tra lato sinistro e lato destro ed un comportamento simile tra di loro; infatti come è possibile verificare dal grafico e dalla statistica (differenza non significativa, P>0,05) i due gruppi sono sostanzialmente identici (Figura 2A) Nell’altra condizione cioè sull’asse medio-laterale, quindi la ripartizione del peso tra avampiede e retropiede, (Figura 2B) possiamo verificare che entrambi i gruppi tendono a caricare eccessivamente il retropiede sull’ avampiede, in questa situazione il carico corretto sarebbe il 66% sull’avampiede Table II.—Comparison between the sperimental and control group in post-work situation. Tabella II. — Confronto tra il gruppo sperimentale e il gruppo controllo nella situazione post-work. Pre-work Experimental group Left foot load % Right foot load % Forefoot load % Control group Heel load % Left foot load % Right foot load % Fore foot load % Heel load % Medium 50.04* 49.88* 57.58* 41.24* 47.71 52.28 58.12 41.58 Standard 1.23* 1.30* 4.63* 4.58* 2.61 2.61 9.71 9.58 deviation Medium±SD of load (%) for the and right foot, forefoot and heel for both sperimental and control group. *P<0.05 82 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI 60 70 * 50 40 30 20 A * 40 30 20 10 0 * 60 Appoggio % Appoggio % 50 * 10 Test sinistra CTRL sinistra Test destra CTRL destra Gruppi 0 B Test avampiede CTRL avampiede Test retropiede CTRL retropiede Gruppi Figure 3.— EO post-work condition: A) Left vs. right support: the graph shows a change. In fact the figure shows the experimental group is more homogeneous in its behaviour with lower st. dev. and a more equitable distribution of the subject’s weight between right and left feet. On the other hand the control group shows a worsening and a reversal in the trend compared to the pre-work situation (*=P<0.05). B) Forefoot vs. heel support: the graph shows that the experimental group behaves in an explorative way; it improves its balance above all as regards support on the forefoot, therefore the group globally improves with respect to the pre-work situation. On the other hand, the control group does not modify its behaviour either as regards the forefoot or the heel (*=P<0.05). Figura 3. — Condizione di post-work OA: A) appoggio sinistro vs destro: dal grafico possiamo rilevare un cambiamento, infatti dalla figura il gruppo sperimentale ha un comportamento più omogeneo, infatti ha ridotto la dev.st. ed è ripartito in modo equo il peso del soggetto tra il piede destro e sinistro. Il gruppo di controllo mostra invece un peggioramento ed inversione di tendenza rispetto alla situazione pre-work (*=p<0,05). b) Appoggio avampiede vs. retropiede: nel grafico possiamo rilevare che il gruppo sperimentale ha un comportamento esplorativo, infatti migliora il suo bilanciamento soprattutto a carico dell’appoggio sull’avampiede, quindi globalmente il gruppo migliora rispetto alla situazione pre-work. Invece, il gruppo di controllo non modifica il suo comportamento sia sull’avampiede che retropiede (*=P<0,05). 66% on the forefoot and 33% on the heel, but in both groups this condition is distant, as we see in Table I. Further, in both groups, the st. dev. presents high values, so both groups have dishomogeneous behaviour as we can observe in Table I. Consequently we can synthesise that both groups distribute load over the feet incorrectly, their behaviour proving substantially identical (P>0.05). Final evaluation In the postural observation of the post-work evaluation, the EO condition on the sagittal axis, and therefore the support percentage between right and left feet, showed positive variations in the case of group T with respect to the starting situation. In fact the standard deviation of the sample is down, on both right and left sides; further, the group is more homogeneous in its behaviour (left=right); stability between right and left sides is substantially increased compared to the pre-work situation, as can be seen in Table II. This behaviour is backed up by the statis- Vol. 64 - N. 1 e il 33% sul retropiede, ma in entrambi i gruppi questa condizione è lontana come possiamo leggere dalla Tabella I. Inoltre in entrambi gruppi la deviazione standard ha dei valori alti, quindi i due gruppi hanno un comportamento disomogeneo come possiamo rilevare dalla Tabella I. Di conseguenza possiamo sintetizzare che entrambi i gruppi distribuiscono in modo scorretto il carico sul piede, mostrandosi sostanzialmente identici tra loro nel comportamento (P>0,05). Valutazione finale Nell’ osservazione posturale della valutazione post-work, la condizione OA sull’asse sagittale, quindi la percentuale di appoggio tra il piede destro e il piede sinistro nel caso del gruppo T sono presenti variazioni positive rispetto alla situazione di partenza. Infatti, la deviazione standard del campione si è ridotta, sia sul lato destro che sinistro, inoltre il gruppo risulta più omogeneo nel comportamento (sinistra=destra); sostanzialmente appare aumentata la stabilità tra lato destro e sinistro rispetto alla situazione pre-work, come è possibile leggere dalla Tabella II. Questo comportamento è suffragato dalla stati- MEDICINA DELLO SPORT 83 SWIMMING AND POSTURE ON LAND 60 60 50 50 40 40 Appoggio % Appoggio % RONDINI 30 20 10 0 A 30 20 10 Test Test CTRL CTRL sinistra OA sinistra OC sinistra OA sinistra OC Gruppi 0 B Test destra OA Test destra OC CTRL destra OA CTRL destra OC Gruppi Figura 4. — Condizione di post-work OA vs. OC: a) appoggio sinistro e appoggio destro (B): dal grafico rileviamo che non sono presenti modificazioni significative nei gruppi, è presente un aumento della variabilità (aumento della SD) in entrambi i gruppi. Figure 4.—EO vs. EC post-work condition: A) Left and right supports (B): the graph shows that no significant modifications are present in the groups, there is an increase in variability (increase in SD) in both groups. tics, the variations being statistically significant (P<0.05). In the CTRL group on the other hand there was a reversal in tendency. In the pre-work condition the group was homogeneous and balanced (left=right); subsequently, in the post-test period, the group was much less homogeneous (increase in St. dev.) and there was a tendency in the group to load the right foot more than the left (Table II, Figure 3A). So in the CRTL group we find a slight worsening, a reduction in proprioception in loading the foot (P>0.05). The differences between the two groups (T vs. CTRL) as regards the sagittal axis (left side vs right) are statistically significant (P<0.05). In EO condition with respect to the sagittal axis, as regards the support percentage between forefoot and heel, the T group showed behaviour of explorative type and in fact the group improved its balance. There was a reduction in standard deviation on the mediolateral axis (P<0.05); while the CTRL group did not modify its percentages and st.dev. increases, so there was a slight worsening (P>0.05) (Figure 3B). In EO vs. EC analysis, the comparison on the sagittal axis (right-left) did not reveal any major differences, with the tendency already seen in EO being maintained. In EC condition we can see that in both groups, the st. dev. tended to increase, and so this condition (EC) highlights a possible difference between subjects which the EO condition did not highlight before (Figure 4 A,B). 84 stica, le variazioni sono statisticamente significative (P<0,05). Invece nel gruppo CTRL si verifica un’inversione di tendenza, infatti nella condizione prework il gruppo era omogeneo ed equilibrato (sinistra=destra), in seguito nel post-test il gruppo risulta essere meno omogeneo (aumenta la SD) e c’è la tendenza del gruppo a caricare maggiormente il piede destro rispetto al sinistro (vedi Tabella II e Figura 3A). Quindi nel gruppo CRTL è presente un lieve peggioramento, una diminuzione di propriocezione nel caricare il piede (P>0,05). Le differenze tra i due gruppi (T vs. CTRL) per quanto riguarda l’asse sagittale (lato sinistro vs lato destro) risultano statisticamente significative (P<0,05). Rispetto all’asse sagittale, nella condizione OA, la percentuale di appoggio tra avampiede e retropiede nel gruppo T si verifica un comportamento di tipo esplorativo infatti il gruppo migliora il suo bilanciamento, infatti c’è una riduzione della deviazione standard, sull’asse medio-laterale (P<0,05); mentre nel gruppo CTRL non modifica le sue percentuali ed aumenta la deviazione standard; quindi c’è un leggero peggioramento (P>0,05) (Figura 3B). Nell’analisi OA vs. OC, il confronto sull’asse sagittale (destra-sinistra) non rileva grosse differenze, infatti viene mantenuta la tendenza già verificata in OA. Nella condizione OC possiamo vedere che in entrambi i gruppi la deviazione standard tende aumentare, quindi questa condizione (OC) mette in luce eventuali differenza tra soggetti che la condizione OA non metteva in evidenza in precedenza (Figura 4 A,B). MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI 80 70 Appoggio % Appoggio % 60 50 40 30 20 10 0 A Test avampiede OA Test avam- CTRL avam- CTRL avampiede OC piede OA piede OC Gruppi B 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 * * Test retro piede OA Test retro piede OC CTRL retro CTRL retro piede OA piede OC Gruppi Figure 5. — Condizione di Post OA vs. OC – work: A) appoggio avampiede e appoggio retropiede (B): possiamo rilevare che nel gruppo sperimentale l’appoggio sull’avampiede è aumentato nella condizione OC, di conseguenza il retropiede risulta essere meno caricato. Nel gruppo di controllo non rileviamo dalla figura differenze di carico, anzi il gruppo aumenta la SD (*=P<0,05) Figure 5.—Post EO vs. EC work condition: A) Forefoot and heel supports (B): we observe that in the experimental group the support on the forefoot is increased in the EC condition, consequently the heel is less loaded. In the control group the Figure does not evidence difference in load, indeed group st. dev. (*=P<0.05) is increased. On the contrary, on the medio-lateral axis (forefoot-heel) differences are present in the EC condition, in the case of group T in fact support on the forefoot (Figure 5A) was increased and, consequently, it proved to be correctly less loaded (P<0.05); while in the CTRL group (Figure 5A, B) we do not observe any change in behaviour and in fact with EC weight remained concentrated on the forefoot, and the standard deviation increased. We may note, then, that group T changed its behaviour, giving evidence of better balance on the sagittal but above all on the medio-lateral axis; the differences were in fact significant (P<0.05) compared to the EO situation (Figure 5B); probably the T group has learned and refined proprioception and kinesthesia of the ankle, the joint that was engaged during training, unlike the CTRL group which only did swimming. Invece sull’asse medio-laterale (avampiede-retropiede) sono presenti delle differenze nella condizione di OC, nel caso del gruppo T infatti l’appoggio sull’avampiede (Figura 5A) è aumentato e di conseguenza il retropiede (Figura 5B) risulta essere giustamente meno caricato (P<0,05); mentre nel gruppo CTRL non (Figura 5A, B) rileviamo nessun cambiamento del comportamento infatti ad OC il peso rimane concentrato sull’avampiede, ed inoltre viene aumentata la deviazione standard. Quindi possiamo rilevare che il gruppo T muta il suo comportamento dimostrando un migliore equilibrio sia sull’asse sagittale ma soprattutto sull’asse medio-laterale, infatti le differenze risultano significative (P<0,05) rispetto alla situazione OA (Figura 5B), probabilmente il gruppo T ha imparato ed ha affinato la propriocezione e la cinestesia della caviglia; articolazione che è stata impegnata durante il periodo di training a differenza del gruppo di CTRL che ha svolto solamente l’attività natatoria. Discussion and conclusions Discussione e conclusioni To conclude, we can observe that the T group received the benefits of proprioceptive exercise training; we would recall, in fact, that improvements were observed in resting the foot on the ground compared to the CTRL group which only did swimming; further we would add that in comparing EO vs. EC there was a different tendency (pattern of movement) between the groups that deserves further study. In conclusione possiamo rilevare che il gruppo T ha ricevuto dei benefici dal training di esercizio propriocettivo, ricordiamo infatti che si sono verificati dei miglioramenti nell’appoggio al suolo del piede rispetto al gruppo CTRL che ha svolto solamente l’attività natatoria; inoltre aggiungiamo che nel confronto tra OA vs. OC c’è stata una tendenza (pattern di movimento) differente tra i gruppi che meriterà ulteriori approfondimenti. Il pattern di movimento rilevato sembra diffe- Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 85 RONDINI SWIMMING AND POSTURE ON LAND The pattern of movement observed appears to be different between the groups. We would recall, in fact, that in group T the movement on the medio-lateral axis (P<0.05) was finer and hence the balance tactic was different from the CTRL group. In fact in group T the balance adjustment movement seemed to be dedicated to use of the ankle joint (ankle tactic) (Bonfim et al., 2003) a very refined and precise movement, whereas in the CTRL group the movement could be localised at hip level (hip tactic) 24 a less refined movement than the ankle. This difference could be due to a variety of factors: CNS maturity, age and also the motor experience of the children, just as it could also be due to the training undertaken by group T. In swimming the tibio-tarsal joint is involved differently than in land sports (athletics, jumping). As a consequence movement patterns are less well tested for movements similar to land actions (CTRL group). In swimming the ankle is used conventionally (as on dry land) principally in starts and turns. In the water its use is different. Prolonged extension and flexion are demanded over time and consequently the muscular flexibility parameters and joint ROM are very important for the long-term maintenance of these positions. Moreover the point of application of force differs with the style involved: in the crawl, butterfly and backstroke force is applied from the back of the foot (the exact opposite to what happens on dry land), in the breast-stroke, the propulsive thrust is applied on the medial edge and sole of the foot. In these cases the ankle plays an important role in the thrust and in addition to balance it must above all seek effectiveness and efficiency. For example, in the seconds before the start, with the swimmer already on the blocks, he has to remain immobile and avoid harmful adjustments to his position so as to be as reactive as possible and fly out of the blocks in as linear a way as possible to avoid inefficient water entry; otherwise damaging body adjustments could lead at the turn to an un-linear thrust and an inefficient thrust at the start. Consequently, better balance could guarantee better reaction times and greater efficiency. The idea that emerges from the study, generally speaking, would seem to support the hypothesis that postural proprioceptivity work on dry land will help the young swimmer in the move from 86 rente tra i gruppi, infatti ricordiamo nel gruppo T il movimento sull’asse medio-laterale (P<0,05) è stato più fine quindi una tattica di equilibrio differente al gruppo CTRL. Infatti nel gruppo T il movimento di aggiustamento dell’equilibrio sembra dedicato all’utilizzo dell’articolazione della caviglia (tattica di caviglia) (Bonfim et al. 2003) movimento molto raffinato e preciso, mentre nel gruppo CTRL il movimento potrebbe essere localizzato a livello dell’anca, (tattica di anca) 24 movimento meno raffinato rispetto alla caviglia. Questa differenza potrebbe essere causata da diversi fattori: dalla maturazione del SNC, dall’età e anche dalle esperienze motorie dei bambini, come potrebbe essere stata l’attività di training che il gruppo T ha svolto. Nel nostro sport l’articolazione tibio-tarsica viene coinvolta in modo differente rispetto ad altri sport terrestri (atletica, salti), di conseguenza i pattern di movimento sono meno collaudati per movimenti simili ai gesti terrestri (gruppo CTRL); infatti nel nuoto la caviglia viene utilizzata in modo convenzionale (come sulla terraferma) principalmente nelle partenze e nelle virate. In acqua il suo utilizzo è differente, infatti le viene richiesta un’estensione ed una flessione prolungata nel tempo e di conseguenza i parametri flessibilità muscolare e ROM articolare sono molto importanti per mantenere tali posizioni nel tempo. Inoltre anche il punto di applicazione della forza è differente a seconda dello stile praticato: nel crawl, nel delfino e nel dorso la forza viene effettuata dal dorso del piede (esattamente al contrario di quanto avviene a terra), nella rana la spinta propulsiva viene applicata invece sul margine mediale e sulla pianta del piede In questi casi, la caviglia ha un’importanza notevole nella spinta e oltre all’equilibrio deve ricercare soprattutto un’efficacia ed un’efficienza. Per esempio, nel caso della partenza nei secondi prima del via, quando l’atleta è già posizionato sul blocco, l’atleta deve rimanere immobile evitando nocivi aggiustamenti affinché possa essere il più reattivo possibile e uscire dai blocchi il più lineare possibile per evitare un’entrata in acqua poco efficienti, oppure i nocivi aggiustamenti potrebbero portare nella virata ad una spinta poco lineare come nel caso della partenza una spinta non efficiente. Di conseguenza un migliore equilibrio potrebbe garantire tempi di reazioni e una efficienza maggiore. L’idea che emerge dallo studio, in linea generale, sembra supportare l’ipotesi che il lavoro a secco sulla propriocettività posturale possa aiutare il giovane nuotatore a un consapevole passaggio dall’assetto antigravitario terrestre a quel- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 SWIMMING AND POSTURE ON LAND RONDINI a land-based anti-gravity posture to good posture in the water with the great advantage of changing from one situation to another without interfering in the swimming action and, at the same time, without jeopardising postural control on land. The performance of simple exercises in the warm-up to the training session on dry land can improve or, in any case, stabilise the subject’s disturbed balance without negative effects on the learning of swimming techniques and could also help the young swimmer, who has improved his postural proprioceptivity, to learn swimming techniques more quickly and more stably. References/Bibliografia 1) McGuine TA, Greene JJ, Best T, Leverson G. 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Is there a transfer of postural ability from specific to unspecific postures in elite gymnasts? Neurosci Lett 2004;358:83-6. lo acquatico con il grande vantaggio di passare da una situazione all’altra senza interferenze nell’azione tecnica natatoria e, nello stesso tempo, senza peggiorare il controllo posturale a secco. La pratica di semplici esercizi, nelle fasi di avviamento a secco della seduta di allenamento, può migliorare o comunque stabilizzare l’equilibrio perturbato del soggetto senza effetti negativi sull’apprendimento delle tecniche natatorie e potrebbe inoltre, aiutare il giovane nuotatore, che ha migliorato la propriocettività posturale, ad un apprendimento delle tecniche natatorie in modo più veloce e più stabile. 8) Caron O, Gelat T, Rougier P, Blanchi JP. A comparative analysis of the center of gravity and center of pressure trajectory path lengths in standing posture: an estimation of active stiffness. J Apll Biomech 2000;16:234-47. 9) Franchignoni FP, Vanni G, Savoini C. Analisi con sistema computerizzato degli effetti dell’età sul controllo posturale. Min Medica 1985;76:835-9. 10) Sforza C, Grassi GP, Michelon G, Ragnito N, Ferrario V, Pizzini G. E’ questione di equilibrio. Sport e Medicina. Milan: Ed.-Ermes 2003; p. 45. 11) Visintin G et al. Nuoto guida tecnica. Centri C.O.N.I. d’avviamento allo sport. 12) Maglischo Ernest W. Swimming even faster. California: Mayfield; 1993. 13) Costill David L. Physiology of sport and exercise. Human Kinetics 2007. 14) Gallozzi C. Il ruolo dell’equilibiro corporeo nella traumatologia dello sport. Medicina dello Sport 2003;56:253. 15) Massion J, Fabre JC, Mouchnino L, Obadia A. Body orientation and regulation of center of gravity during movement under water. J Vestibular Res 1995;5:211-21. 16) Nagy E, Toth K, Janositz G, Kovacs G, Feher-Kiss A, Angyan L et al. Postural control in athletes partecipation in an ironman triathlon. 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Biorem S.R.L.; 2002. 26) Bonfim TR, Jansen Paccola CA, Barela JA. Proprioceptive and behavior impairment in individuals with anterior cruciate ligament reconstructed knees. Arch Phys Med Rehabil 2003;1217-23. Received on February 16, 2011 - Accepted for publication on March 1, 2011. Corresponding author: D. Rondini, Via Caduti di Cefalonia 14, 43036 Fidenza (Parma), Italy. E-mail: [email protected] Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 87 La Medicina dello Sport ... per Sport MED SPORT 2011;64:89-97 In questo numero la rubrica “La Medicina dello Sport …. per Sport” è dedicata alla disciplina del cricket 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 alternando, anche nei prossimi numeri, argomenti di aggiornamento e lavori su discipline ancora non trattate. IL CRICKET A. ANEDDA 1, 3, U. MARGONARI 2, 3 1Presidente Comitato Regionale FMSI Emilia Romagna, Reggio Emilia, Italia 2Dottore in Scienze Motorie, Parma, Italia 3Corso di Laurea in Scienze e Tecniche delle Attività Motorie Preventive e Adattate, Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università degli Studi di Parma, Parma, Italia I l cricket nasce ufficialmente nell’Inghilterra del Sud tra XIV e XV secolo, diventando da subito piuttosto popolare tra le classi borghesi. Tuttavia, la sua origine potrebbe risalire anche ad alcuni secoli prima; frequenti erano, infatti, i giochi medievali il cui scopo era quello di colpire una pallina con una mazza. Il cricket potrebbe quindi annoverare la propria formazione primordiale già in questo periodo. A sostegno di tale ipotesi si narra che, intorno al 1300, i pastori e gli allevatori della regione sud-orientale di Weald, tra Sussex e Kent, già praticassero un gioco simile al cricket moderno. Fonti scritte testimoniano inoltre che il Principe Edoardo di Carnavon si recò nel Kent per giocare con mazza e pallina, passatempo chiamato creag, probabile precursore del cricket 1. Solo però nel corso del XVI secolo il cricket acquisì la sua forma moderna: la prima testimonianza ufficiale risale al 1598 quando, in un procedimento giudiziario della Royal Grammar School di Guilford nel Surrey, fondata da Robert Beckingham nel 1509, si fa riferimento a uno sport chiamato kreckett, svolto presso la scuola già dal 1550 2. Lo stesso Oxford English Dictionary indica tale documento come primo caso di registrazione della parola cricket in lingua inglese. Nel corso del 1600 il cricket fu praticato soprattutto dai ragazzi delle classi meno agiate Vol. 64 - N. 1 mentre i nobili e l’alto clero tentarono di osteggiarne la diffusione ricorrendo a leggi proibitive e a processi sommari contro coloro che lo praticavano. Solo nel 1700 il cricket iniziò a essere praticato da tutti gli strati sociali, senza distinzione alcuna, con il coinvolgimento anche del mondo delle scommesse che iniziò a interessarsi a questo sport sempre più popolare. Inizia quindi una regolamentazione sempre più precisa: nel 1722 furono emanate le Laws of Cricket, una sorta di primordiale regolamento comune, mentre al 1727 risalgono gli Articles of Agreement a cura del duca di Richmond e di un certo Mr Broderick. Se di questi due documenti non rimane nulla, è invece giunto fino a noi il primo regolamento ufficiale del cricket, il Code del 1744, ancora oggi conservato presso il museo del Lord’s di Londra. Tra le norme più interessanti compare quella che delimitava la lunghezza del pitch a 22 yards, misura ancora oggi in vigore 3. La culla del cricket è ritenuta essere Hambledon, villaggio dell’Hampshire, a quindici miglia a nord di Portsmouth, dove Richard Nyren (1734-1797) fondò, nel 1768, l’Hambledon Cricket Club. Si tratta del club di cricket più famoso d’Inghilterra, almeno fino alla formazione del successivo, il Marylebone Cricket Club (MCC). È da qui che il cricket iniziò ad acquisire una solida base organizzativa e quel carattere MEDICINA DELLO SPORT 89 ANEDDA Il cricket Figura 1. — Le Leggi del Cricket emanate nel 1722. scientifico che ha ancora oggi. Il primo club di Londra invece fu il White Conduit Club (WCC), che ebbe breve vita ma che colmò il divario tra le zone rurali di Hambledon e la capitale. Il WCC venne fondato da George Finch (17521826) negli anni Ottanta del Settecento; fu un club di gentlemen sebbene agli incontri potessero partecipare anche le classi meno ricche. Nel 1786 il Conte Earl George pensò a dei cambiamenti relativi al club, costruendo un nuovo campo per il WCC, spostando la sede in una zona più centrale e rendendo l’istituzione sempre più privata, vietandone l’accesso alle masse 4. Dopo la scomparsa del WCC nel 1788, fu il MCC a detenere il primato di club di cricket più famoso del mondo, la cui sede non rimase a Dorset Square e le cui partite vennero disputate tra il 1811 e il 1813 a Regent’s Park per poi ap- Figura 2. — La locandina di Inghilterra-Australia del 1902. 90 prodare, nel 1814, a St. John’s Wood dove venne costruito il terzo e definitivo Lord’s Cricket Ground, ancora oggi noto come “The Home of Cricket” 5. Nel 1788 il MCC fissò le leggi del cricket che divennero regolamento ufficiale del gioco in tutta la nazione e che ancora oggi, in gran parte, risulta valido. Il 2 agosto 1805 presso Dorset Square si disputò l’incontro tra due celebri scuole inglesi, Eton 6 e Harrow 7, con la vittoria della prima. Tale sfida divenne ben presto una tradizione dello sport inglese. Il 7 luglio 1806 si inaugurò invece un’altra tradizione: la sfida tra Gentlemen (dilettanti) e Players (professionisti), poi soppressa nel 1962 quando venne abolita tale distinzione. Nel 1825 invece ripresero gli incontri tra le contee inglesi (counties) che si erano interrotte nel 1796: per alcuni ricercatori ciò rappresenta l’inizio del County Championship, la massima competizione nazionale inglese. Nel corso dell’Ottocento tale manifestazione non aveva ancora carattere di ufficialità, ottenuto solo nel 1890 quando nove contee si accordarono per la disputa di un torneo vero e proprio, con tutte le indicazioni regolamentari. Nel corso degli anni si aggiunsero anche altre dieci contee. Ancora durante l’Ottocento comparve il First Class Cricket, la forma di gioco più prestigiosa e più lunga, raggiungendo addirittura i tre giorni 8. Dall’Inghilterra, attraverso la politica colonizzatrice britannica, il cricket si è diffuso principalmente in India, Pakistan, Bangladesh e Australia. La prima partita di cricket disputata oltre i confini inglesi di cui si abbia notizia risale al 1676, svoltasi tra i marinai della Royal Navy (marina militare britannica) e gli inglesi abitanti nella città siriana di Aleppo. Solo nel corso dell’Ottocento però l’Inghilterra cominciò a organizzare tornei internazionali, il primo dei quali risale al 1859, svoltosi negli Stati Uniti. In questo periodo, infatti, il cricket aveva già raggiunto nel Nord America una buona popolarità, tanto da essere praticato da numerosi giocatori di baseball. Il cricket si diffuse nel XIX secolo anche in Oceania, così che l’Inghilterra, a partire dal 1861, iniziò a organizzare incontri con questo continente. Nel 1877 una selezione inglese si recò in Australia per sfidare una selezione formata dai migliori giocatori locali: l’incontro venne disputato al Melbourne Cricket Ground, vinto dagli australiani. Negli anni successivi Australia e Inghilterra continuarono le loro sfide, finché si arrivò allo storico match del 28-29 agosto 1882, vinto an- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Il cricket ANEDDA Figura 3. — Annuncio di morte del Cricket inglese (1822), l’urna cineraria e il monumento funebre a Hamblendon. Figura 4. — I tornei di Cricket più popolari. cora dagli australiani e che fu una terribile delusione per gli inglesi, tanto che la storica rivista Sporting News pubblicò un divertente necrologio per ricordare la morte del cricket inglese 9. Lo sport si diffuse poi in Europa nel corso del Novecento. Nel 1900 apparve per la prima e unica volta a Parigi ai giochi olimpici, con la vittoria da parte della Gran Bretagna (le squadre originariamente iscritte erano quattro, Gran Bretagna, Francia, Olanda e Belgio, ma le ultime due in realtà non giocarono mai) 10. Nel 1909 invece alcuni rappresentanti provenienti da Inghilterra, Australia e Sud Africa fondarono l’Imperial Cricket Conference, l’organismo che avrebbe governato il gioco, poi divenuto International Cricket Conference (1965) e International Cricket Council (1989), ancora oggi l’autorità che definisce le regole del cricket, che regola i rapporti tra le federazioni nazionali e che organizza i principali tornei del mondo. L’MCC perse gradualmente il suo potere anche se è ancora considerato un’istituzione unica e prestigiosa, custode delle Laws e dello spirito vero e profondo del cricket, fatto di signorilità, correttezza e sportività che devono contraddistinguere ogni gara, a qualsiasi livello 11. Il cricket è un gioco estremamente lungo tan- Vol. 64 - N. 1 to che un incontro può durare anche cinque giorni. Nel 1962, per ovviare a questo problema, in Inghilterra nacque il One Day Cricket, una forma che in breve tempo riscosse grande successo 12. Nel 1971 Inghilterra e Australia disputarono il primo One Day International (ODI) al Melbourne Cricket Ground, mentre nel 1975 fu organizzata l’edizione inaugurale della Cricket World Cup, evento che prevede la presenza contemporanea di tutte le principali squadre nazionali. I tornei più popolari di ODI sono la Coppa del Mondo di Cricket e l’ICC Champions Trophy 13. Per lungo tempo il cricket rimase uno sport dilettantistico, o comunque semi-professionistico: perciò i giocatori erano costretti a mantenersi con altre occupazioni. Le cose cambiarono nel 1977 quando Kerry Packer (1937-2005) cercò di procurarsi per la sua Channel Nine i diritti televisivi del cricket in Australia, detenuti allora dall’Australian Broadcasting Corporation 14. Dato il fallimento di questa impresa, Packer si rivolse al capitano della nazionale inglese Tony Greig invitandolo a selezionare circa cinquanta tra i migliori giocatori del mondo che ricevettero cospicui compensi economici 15. Il 2 dicembre 1977 iniziò quindi il World Series Cri- MEDICINA DELLO SPORT 91 ANEDDA Il cricket Figura 5. — Inghilterra ‑ Campioni Ashes 2005. cket (WSC), inizialmente ignorato dagli appassionati, che rimasero fedeli alle manifestazioni tradizionali, ma poi sempre più popolare grazie soprattutto ad alcune innovazioni: l’uso delle maglie colorate al posto delle tradizionali divise bianche, la palla bianca al posto di quella rossa e svolgimento delle gare sotto le luci artificiali. Il WSC con il tempo diventò una seria minaccia per l’International Cricket Conference così che venne stabilito un accordo con il magnate Packer e il WSC cessò di esistere. Fu però grazie a tale intervento che il One Day Cricket raggiunse in breve un grande successo oltre a segnare l’inizio dell’era del professionismo 16. In Italia il cricket arriva nel corso nel XVIII secolo: a Napoli, infatti, nel 1793, venne organizzata una partita tra due squadre formate da uomini dell’equipaggio di Lord Nelson. Solo alla fine del 1800, tuttavia, il cricket farà la sua apparizione ufficiale nella penisola, quando, il 7 settembre 1893, a Genova, venne fondato il Genoa Cricket and Athletic Club 17, per volere di un folto gruppo di inglesi abitanti nella città che amavano mettere in pratica anche qui le loro tradizioni sportive gareggiando spesso con gli equipaggi connazionali di navi che facevano scalo 18. Il Genoa fu seguito dal Milan e dall’Internazionale Torino, poi divenuta Juventus, tutti club nei quali, nel giro di dieci anni, il cricket dovette strada lasciare il posto all’emergente calcio. La rivalsa del cricket in Italia è iniziata negli anni Sessanta con la nascita del Milan Cricket Club 19 e con la creazione di un campo nella 92 Figura 6. — Il Genoa Cricket Club: la maglia storica e la squadra attuale. Villa Doria Pamphili di Roma. In quegli anni, nella capitale, si formarono numerose squadre di funzionari della FAO e delle ambasciate di Gran Bretagna, Australia e India, e di alunni e insegnanti di scuole e collegi inglesi che diedero vita al torneo Roma Ashes. Le partite si svolgevano dapprima nella Villa Doria Pamphili, messa a disposizione dalla Principessa Orietta, sposata con un inglese. Dopo l’esproprio della villa da parte del Comune invece il cricket cominciò a sparire. Nel 1980 fu fondato a Roma, da parte di Alphonso Jayarajah, il Doria Pamphili Cricket Club, attualmente noto come Capannelle Cricket Club (CCC) 20. Nello stesso anno, il 26 novembre, venne poi fondata l’Associazione Italiana Cricket, oggi Federazione Cricket Italiana, che sancisce la pratica regolare e continuativa nello sport anche in Italia. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Il cricket ANEDDA do tutto lo spazio disponibile dal momento che non esistono regole precise al riguardo. Le due squadre non si presentano entrambe in campo con tutti i giocatori: ogni frazione di gioco è definita inning che vede impegnati gli 11 giocatori di una squadra nel lanciare la palla e difendere il campo e un giocatore della squadra avversaria alla battuta. Una volta che quest’ultimo è eliminato viene sostituito da un suo compagno di squadra, fino all’eliminazione del decimo battitore. Tra un inning e l’altro le squadre si invertono i ruoli. Ogni inning è diviso in over, ossia sei lanci del lanciatore, finiti i quali entra in gioco un altro lanciatore che dovrà lanciare dalla parte opposta rispetto al precedente. L’incontro di cricket è controllato da due arbitri chiamati umpires. Scopo del gioco è quello di mettere a segno più punti possibile e di non farsi eliminare quando si è in battuta e viceversa di non far segnare punti e di eliminare i battitori avversari quando sono alla battuta. Vince chi realizza più punti 1. Il campo da gioco Figura 7. — Fasi di gioco. La partita La partita viene disputata da due squadre di 11 elementi ciascuna. Si gioca in un campo in erba dalla forma ovale o rettangolare, utilizzan- Le partite di cricket si giocano in un campo di notevoli dimensioni ma gran parte delle azioni si svolgono in uno spazio molto piccolo, detto pitch. Il pitch è un’area rettangolare del campo che misura 3,05 m di larghezza e 20,12 m di lunghezza, limitato alle due estremità dalle bowling creases e ai lati da due linee immaginarie e parallele tra loro. Al centro delle bowling creases vengono, inoltre, inseriti i paletti, stumps, che formano i Figura 8. — La mazza, la palla e i wicket. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 93 ANEDDA Il cricket Figura 10. — Il fielder e il wicket-keeper. Figura 9. — Il batsman o battitore. wickets 1. (popping creases, return creases, batting creases). I ruoli Il batsman o battitore è posizionato sulla batting crease in attesa del lancio della palla. Per colpire la palla esistono due tecniche: lo shot (palla colpita in pieno con la mazza) e l’edge (palla respinta col bordo della mazza). I battitori entrano in campo seguendo l’ordine stabilito dal capitano di squadra: i primi due battitori che entrano in campo sono detti opener. Per segnare un punto (run), il battitore, dopo aver colpito la palla, deve correre dal lato opposto della zona di battitura mentre contemporaneamente il suo compagno, che non ha eseguito la battuta e che si trova sul lato opposto, dovrà correre verso la linea di battuta 1. Entrambi i runner devono toccare il terreno oltre la popping crease con la mazza e possono anche provare a scambiarsi nuovamente mettendo a segno più run possibili. Se un fielder abbatte uno dei wickets con la palla mentre i runner sono fuori dalle loro posizioni, dunque oltre la popping crease, l’ultimo battitore che rimarrà fuori dal crease verrà eliminato. 94 Il bowler, o lanciatore, è il giocatore che lancia la palla ai battitori usando il braccio che non deve mai essere piegato ma rimanere teso durante tutto il lancio. Se questo non accade, il lancio non è valido e viene dichiarato no ball. Il lanciatore solitamente lancia la palla in modo che rimbalzi prima di raggiungere il battitore. Il lancio deve avvenire con il piede del lanciatore all’interno dell’area delimitata dalle creases. L’obiettivo del lanciatore è quello di eliminare il battitore o comunque di concedergli il minor numero possibile di run. Il fielder deve recuperare le palle battute e limitare il più possibile il numero di run subite. I fielders sono disposti a seconda della tattica di gioco adottata dalla squadra per far sì che il recupero e il ritorno della palla nel pitch avvenga nel minor tempo possibile. Il fielder può prendere la palla con qualsiasi parte del corpo ma se, mentre la palla è in gioco, la prende in modi diversi, verrà applicata una penalità. Il wicket-keeper è un fielder che si trova dietro il wicket del battitore durante il gioco. Il suo compito è quello di prendere le palle che il Figura 11. — Il batsman e il wicket-keeper. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Il cricket ANEDDA Figura 12. — Il Lord’s Cricket Ground di Londra. Figura 13. — Il Cricket Ground di Melbourne. battitore non riesce a colpire evitando che finiscano nell’outfield. Se ciò accade, viene segnata una run per byes. Data la sua posizione dietro al battitore, il wicket-keeper ha buone probabilità di essere colpito con la mazza: perciò è l’unico fielder a cui è concesso indossare delle protezioni esterne per le gambe oltre a un guanto per proteggersi la mano nella presa della palla. Il runner può sostituire un battitore qualora quest’ultimo sia ancora in grado di battere ma sia impossibilitato ad effettuare un run; in questo caso il runner sostituirà il battitore nella corsa 1. —— non appena il numero minimo di over per l’ultima ora è completato; —— è giunto il momento concordato per la fine del gioco; —— i giocatori abbandonano il campo per avverse condizioni di terreno, —— di tempo o di luce. La squadra che ha totalizzato più punti di quelli fatti nei due inning dalla squadra avversaria, ha vinto la gara. Gli inning dove si sia verificato il forfait devono essere considerati come innig completi. La gara sarà persa da una squadra che, o si dichiara sconfitta o, secondo il parere degli umpires, si rifiuta di giocare. In questo caso gli umpire assegneranno la vittoria all’altra squadra 22. Il regolamento La partita viene disputata fra due squadre composte da undici giocatori ciascuna. Uno di questi sarà il capitano. È possibile, di comune accordo, disputare gare con più di 11 giocatori ma in nessun caso e in nessun momento potranno fare fielding più di 11 giocatori contemporaneamente. Una gara potrà essere di uno o più inning per ciascuna squadra, a seconda degli accordi presi prima dell’inizio della gara. È possibile limitare gli inning a un certo numero di over o entro un periodo di tempo predefinito 21. Quelli che seguono sono considerati intervalli: —— il periodo fra il termine del gioco di un giorno e l’inizio del gioco del giorno successivo; —— intervalli fra gli inning; —— intervalli per i pasti; —— intervalli per i drink; —— qualsiasi altro intervallo concesso. La gara si conclude quando: —— viene raggiunto un risultato definito negli accordi pre-gara; Vol. 64 - N. 1 La valutazione funzionale Il Campionato Italiano di Serie A è giocato da sette squadre raggruppate in un girone unico, con gare di andata e ritorno e si svolge tra l’inizio di maggio e la fine si settembre con una sosta di circa 40 giorni tra luglio e agosto 23. Le squadre iniziano la preparazione nel mese di marzo sostenendo quattro allenamenti settimanali: due sedute in palestra e due sedute in campo. Dal mese di aprile in poi si allenano tre volte la settimana, disputando una partita amichevole la domenica. Un siffatto calendario viene utilizzato anche durante il campionato, la finalità della preparazione è: —— sviluppare le capacità fisiche ritenute peculiari per il cricket: resistenza, forza rapida, velocità e mobilità articolare. —— sviluppare abilità di battuta e di lancio 24. Gli esercizi utilizzati sono di due tipi: generici MEDICINA DELLO SPORT 95 ANEDDA Il cricket e mirati. Gli esercizi generici: corsa, salti, balzi, skip, esercizi per la mobilità ed esercizi con e senza sovraccarichi per la forza dei vari distretti corporei non contengono elementi tecnici del cricket ed hanno come obiettivo l’aumento delle capacità motorie . Gli esercizi mirati si possono suddividere in funzione degli elementi tecnici che contengono e quindi dei principi fondamentali che hanno come obiettivo: —— posizione fissa, lanci di precisione, lanci di velocità, lanci ad effetto, lanci da varie distanze eseguibili con la presenza del battitore; —— esercizi per la battuta: battute senza palla lanciata e battute con il lanciatore eseguibili a diverse velocità; —— esercizi per la corsa sul pitch: corsa veloce tra le due popping crease per una distanza di circa 18 m con e senza palla in gioco; —— esercizi per la presa: presa al volo e recupero della palla per i fielder, —— esercizi per il lancio dei fielder: lanci verso il pitch e i wicket 25. Con l’inizio del campionato il lavoro è svolto su tre allenamenti settimanali, distinti tra loro per Quantità e Intensità e la partita che, normalmente si gioca alla domenica. Durante la pausa della durata di 40 giorni circa vengono effettuate batterie di test per verificare il grado di preparazione e lo stato di affaticamento. Verranno utilizzati gli stessi test effettuati all’inizio della preparazione, questi sono: —— test di Cooper: determinazione della soglia anaerobica e della capacità aerobica; la valutazione del grado di resistenza aerobica è un parametro utile in tutte le discipline, e consente anche di determinare lo stato di fitness generale dell’individuo: la resistenza, perlomeno quella generale è la capacità di compiere un determinato gesto il più a lungo possibile; —— test di Conconi, utile per la valutazione della potenza aerobica dell’atleta, ovvero della sua soglia anaerobica, rappresentata dal livello di richiesta energetica cui i soli meccanismi aerobici non possono sopperire adeguatamente cioè quando l’acido lattico viene prodotto più rapidamente rispetto al suo smaltimento; —— test dei 300 metri per la resistenza e la velocità; —— test di forza massimale: test di Sargent, utile per tutte le discipline che implicano una buona forza esplosiva negli arti inferiori, normalmente utilizzata per le elevazioni, tipiche 96 azioni nel gioco della pallacanestro e della pallavolo. Definiamo la forza esplosiva come: la capacità del sistema neuromuscolare di muovere il corpo e le sue parti, oppure oggetti, alla massima velocità possibile 26; —— test di mobilità articolare: test di Kendall. La mobilità articolare rappresenta la capacità di utilizzare la massima escursione articolare possibile nei limiti fisiologicamente imposti dalle articolazioni, dai muscoli e dalle strutture tendinee. È una capacità che involve rapidamente se non costantemente sollecitata 27. Gli indici utilizzati sono: —— calcolo dell’indice di massa corporea (BMI), classico calcolo per rilevare il peso ideale è quello che indica il BMI o IMC (indice di massa corporea). (BMI: peso in kg/statura in metri 2 28); —— la plicometria, costituita da una sorta di pinza calibrata, con la quale viene afferrata una plica cutanea, e se ne misura lo spessore in millimetri; il funzionamento è molto semplice, si tratta di dare una sorta di “pizzicotto” in determinati punti di repere del corpo, essa serve nella valutazione della massa corporea 29. Conclusioni Ad oggi la mancata diffusione capillare del cricket a livello mondiale può essere dovuta a vari fattori: primo tra tutti la reticenza culturale a diffondere sport poco noti, secondariamente per la durata a volte eccessiva delle gare che possono prolungarsi anche per svariate ore, annoiando quindi lo spettatore e per l’infinità di leggi che ne complicano il regolamento. In Italia questo sport è praticato principalmente dalle minoranze etniche di origine indiana o pakistana, la diffusione tra i giovani è estremamente bassa. Tuttavia, come avvenuto per altri sport, la revisione di alcune norme regolamentari potrebbe conferire al Cricket la possibilità di rendersi più popolare. Crediamo infatti che gli aspetti storici e culturali del Cricket gli conferiscano un fascino tutto particolare ed aspetti di stile e di etica sportiva impareggiabili. Nei paesi anglosassoni questa revisione è già iniziata e, una volta normati gli aspetti di modernizzazione e di più celere svolgimento, crediamo che questa pratica sportiva meriti una diffusione maggiore e un possa risvegliare interessi nuovi soprattutto tra i giovani. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Il cricket Bibliografia 1) AA.VV. Cricket [Internet]. [citato 2011 febbraio 10]. Disponibile sul sito: http:// it.wikipedia.org/wiki/cricket 2) �������������������������������������� rgsh.com [Homepage]. [citato 2011 febbraio 10]. Disponibile sul sito: www.rgsh. com 3) AA.VV. Lord’s the Home of Cricket. Laws of cricket [Internet]. [citato 2011 febbraio 10]. 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Autore di contatto: A. Anedda, Presidente Comitato Regionale FMSI Emilia Romagna. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 97 La Medicina dello Sport ... per Sport nei fascicoli Anno 1999 - Vol. 52 Fascicolo N. 3 - Settembre 1999 - Pag. 214-224 Il canottaggio - SPATARO A. Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 287-322 Iniziative e compiti del medico dello sport RELAZIONI ED ABSTRACT PRESENTATI AL 29° CONGRESSO NAZIONALE DELLA FMSI Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 323-327 Ricerche medico-scientifiche svolte in ambito automobilistico - CECCARELLI R. Anno 2000 - Vol. 53 Fascicolo N. 1 - Marzo 2000 - Pag. 83-106 Gli sport natatori - BONIFAZI M., GIOMBINI A., MINGANTI C., MARUGO L., SARDELLA F. Fascicolo N. 2 - Giugno 2000 - Pag. 193-208 La traumatologia nell’atletica leggera - MOSCONI M., VIOLA E., GIORGI L., BENAZZO F. Fascicolo N. 3 - Settembre 2000 - Pag. 279-287 I bendaggi funzionali nel trattamento dei danni da sport - FRIGNANI R. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2000 - Pag. 369-381 La medicina dello sport e gli sport motoristici - DAL MONTE A. Anno 2001 - Vol. 54 Fascicolo N. 1 - Marzo 2001 - Pag. 81-91 Pallacanestro - BIFFI A., FACCINI P., SALVAGGI P., SENZAMENO S., TICCA M. Fascicolo N. 2 - Giugno 2001 - Pag. 145-153 Lo sport della vela - MARCHETTI M., DELUSSU A. S., RODIO A. Fascicolo N. 3 - Settembre 2001 - Pag. 243-246 Il pentathlon moderno - PARISI A., MASALA D., CARDELLI G., DI SALVO V. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2001 - Pag. 325-334 Monitoraggio medico-sportivo del pugilato professionistico - STURLA M. I. Anno 2002 - Vol. 55 Fascicolo N. 1 - Marzo 2002 - Pag. 51-59 Medicina dello Sport applicata allo skyrunning - ROI G. S. Fascicolo N. 2 - Giugno 2002 - Pag. 101-123 Le discipline subacquee: aspetti medici e tecnici dell’immersione - MANOZZI F. M. Fascicolo N. 3 - Settembre 2002 - Pag. 219-226 L’arbitro di calcio: profilo medico-sportivo - PIZZI A., CASTAGNA C. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2002 - Pag. 313-325 Sport equestri - DRAGONI S. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 99 LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER SPORT Anno 2003 - Vol. 56 Fascicolo N. 1 - Marzo 2003 - Pag. 63-72 Il tiro con l’arco - BONSIGNORE D. - GALLOZZI C. - SCARAMUZZA V. Fascicolo N. 2 - Giugno 2003 - Pag. 123-137 Il triathlon - MIGLIORINI S. - BOMPREZZI A. Fascicolo N. 3 - Settembre 2003 - Pag. 201-226 Lo sport paraolimpico - BERNARDI M., GUERRA E., MARCHETTONI P., MARCHETTI M. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 329-335 Il tiro a volo - FAZI F., LACAVA F., MONTEMURRI B., LACAVA G. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 337-339 Il tiro a segno - CUTOLO G. Anno 2004 - Vol. 57 Fascicolo N. 1 - Marzo 2004 - Pag. 83-89 L’universo ginnastica - BALDINI V. - BERLUTTI G. - CALDARONE G. Fascicolo N. 2 - Giugno 2004 - Pag. 137-145 Federazione Italiana Judo, Lotta, Karate, Arti Marziali - LÒRIGA V. Fascicolo N. 3 - Settembre 2004 - Pag. 287-364 La medicina dello sport applicata al calcio VECCHIET L., CALLIGARIS A., MONTANARI G., SAGGINI R., BELLOMO R. G., GATTESCHI L., RUBENNI M. G. Anno 2005 - Vol. 58 Fascicolo N. 1 - Marzo 2005 - Pag. 65-71 Aspetti fisiologici e clinici della pallavolo e del beach volley S. CAMELI CON LA COLLABORAZIONE DI A. FERRETTI, G. FONTANI, C. GALLOZZI, C. MENCHINELLI, A. MONTORSI, P. G. NAVARRA, G. POMA, R. VANNICELLI, P. ZEPPILLI Fascicolo N. 2 - Giugno 2005 - Pag. 137-150 La danza sportiva FAINA M., BRIA S., SIMONETTO L. Fascicolo N. 3 - Settembre 2005 - Pag. 241-9 Traumatologia in arrampicata sportiva E. PAGANO DRITTO, P. L. FIORELLA, R. BAGNOLI, G. POSABELLA Fascicolo N. 4 - Dicembre 2005 - Pag. 313-38 Il ciclismo M. FAINA, V. CAVALLARO, P. FIORELLA, S. GHIRO, G. MIRRI, U. MONSELLATO, L. SIMONETTO Anno 2006 - Vol. 59 Fascicolo N. 2 - Giugno 2006 - Pag. 277-87 L’Hockey su prato D. BONSIGNORE, B. RUSCELLO Fascicolo N. 3 - Settembre 2006 - Pag. 375-6 Un approccio biomeccanico di tipo cinematico allo studio della danza sportiva D. DALLA VEDOVA, M. BESI, D. CACCIARI, S. BRIA, M. FAINA Fascicolo N. 4 - Dicembre 2006 - Pag. 477-94 Il tennis: aspetti fisiologici C. GALLOZZI, G. MIRRI 100 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER SPORT Anno 2007 - Vol. 60 Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 67-70 Il Centro Universitario Sportivo Italiano L. COIANA Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 71-7 Il pattinaggio di figura D. TORNESE, S. GEMMA, A. BERTO Fascicolo N. 2 - Giugno 2007 - Pag. 209-216 La maratona: un fenomeno di massa visto dal punto di vista del medico dello sport P. L. FIORELLA, G. FISCHETTO Fascicolo N. 4 - Giugno 2007 - Pag. 605-610 Il Badminton A. GIANFELICI, C. MORANDINI Anno 2008 - Vol. 61 Fascicolo N. 1 - Marzo 2008 - Pag. 71-76 Una nuova specialità sportiva: il “nordic walking” FARAGLIA E., DEGASPERI G., FRANCAVILLA G., CRISTIAN FRANCAVILLA V. 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PIAZZA Anno 2009 - Vol. 62 Fascicolo N. 1 - Marzo 2009 - Pag. 107-112 La lotte stile libero e greco romana: aspetti tecnico-scientifici MARINI C., MANNO R. Fascicolo N. 2 - Giugno 2009 - Pag. 201-240 Il canottaggio dieci anni dopo SPATARO A., CRISOSTOMI S., CIFRA B., DI CESARE A., DI GIACINTO B., DE BLASIS E., POLI P., PUCCI N., RIZZO M. Fascicolo N. 3 - Settembre 2009 - Pag. 335-377 Gli sport natatori BONIFAZI M., MARUGO L., ARMENTANO N., CAMILLIERI G., COLOMBO G., CRESCENZI S., FELICI A., MATTIOTTI S., MELCHIORRI G., GIOMBINI A., SARDELLA F., BENELLI P., GATTA G., ZAMPARO P., SAINI G. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2009 - Pag. 493-503 Il Pentathlon Moderno dopo l’introduzione del combined event PARISI A., TRANCHITA E., QUARANTA F., CIMINELLI E., CERULLI C., CARDELLI G. Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 101 LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER SPORT Anno 2010 - Vol. 63 Fascicolo N. 2 - Giugno 2010 - Pag. 284-296 Vela: le classi olimpiche FERRARIS L., RAVAGLIA R., C. SCOTTON Fascicolo N. 3 - Settembre 2010 - Pag. 443-457 Approccio scientifico e sperimentale alla prestazione nel taekwondo: rassegna della letteratura CHIODO S., FLOTTI G., DAVALLI A. Fascicolo N. 4 - Dicembre 2010 - Pag. 579-589 La pallamano SALVI S. Anno 2011 - Vol. 64 Fascicolo N. 1 - Marzo 2011 - Pag. 89-97 Il cricket ANEDDA A., MARGONARI U. 102 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Forum MED SPORT 2011;64:103-11 Le palpitazioni nell’atleta: gestione diagnostica e medico sportiva F. GIADA 1, R. CONTE 2, V. PESCATORE 1, E. BRUGIN 1, M. P. VETTORI 1, D. NOVENTA 1, A. RAVIELE 3 1Unità Operativa Complessa di Medicina dello Sport, Ospedale P.F. Calvi, Noale, Venezia, Italia 2Medicina dello Sport ULSS 12 Veneziana, Venezia, Italia 3Dipartimento Cardiovascolare, Ospedale dell’Angelo, Mestre, Venezia, Italia U no dei sintomi più comuni per i quali gli atleti si rivolgono al medico di medicina generale, al cardiologo, o alle strutture sanitarie d’emergenza sono certamente le palpitazioni. L’atleta anche durante la visita medico sportiva non raramente riferisce la sensazione di “battito irregolare” avvertito durante l’attività sportiva oppure nel recupero e nel riposo L’attuale management degli atleti con palpitazioni è guidato prevalentemente dall’esperienza clinica del medico dello sport. Pur essendo state pubblicate negli ultimi protocolli “COCIS” alcune indicazioni sulla gestione dell’atleta con palpitazioni 1, mancano in letteratura statement o policy document specifici che stabiliscano, nel singolo l’atleta, il work-up diagnostico più appropriato. Lo scopo della presente rassegna è quello di fornire indicazioni mirate sulla valutazione diagnostica e prognostica e sull’inquadramento terapeutico dell’atleta con palpitazioni, al fine di fornire ausilio pratico al medico dello sport impegnato nella loro gestione clinica. Definizione Le palpitazioni, o cardiopalmo, sono un sintomo definito come la spiacevole percezione del battito cardiaco. Esso viene descritto come una fastidiosa sensazione di colpi o movimenti all’interno del torace e/o nelle regioni adiacenti. In condizioni di riposo e tranquillità l’attività Vol. 64 - N. 1 cardiaca non è generalmente avvertita, durante sforzo fisico intenso o forti emozioni, però, può essere normale avere consapevolezza per brevi periodi di tempo della propria attività cardiaca. Tali sensazioni sono considerate palpitazioni di tipo funzionale, in quanto rappresentano la normale percezione soggettiva di un aumento della frequenza e della forza di contrazione cardiaca. Al di fuori di tali situazioni, invece, le palpitazioni vengono considerate patologiche 2-4. Dal punto di vista fisiopatologico le palpitazioni riconoscono meccanismi piuttosto eterogenei: contrazioni cardiache troppo veloci, irregolari o particolarmente lente, come nei disturbi del ritmo cardiaco o nella tachicardia sinusale secondaria a disturbi psichici, a malattie sistemiche, o ad assunzione di farmaci; contrazioni cardiache molto intense e movimenti anomali del cuore nel torace, come nel caso di alcune cardiopatie strutturali associate a cardiomegalia e/o ad aumento della gittata sistolica. È importante sottolineare il fatto che, sebbene i disturbi del ritmo cardiaco determinino in genere il sintomo palpitazione, per motivi non del tutto noti ma probabilmente legati ad alcune caratteristiche cliniche (aritmie di lunga durata senza brusche variazioni della frequenza, sesso maschile) essi possono restare completamente asintomatici 4. In questi soggetti, perciò, vi è la possibilità che aritmie significative dal punto di vista clinico, quali fibrillazione atriale e tachi- MEDICINA DELLO SPORT 103 GIADA Palpitazioni nell’atleta cardie ventricolari non sostenute, non vengano riconosciute e adeguatamente trattate come spesso avviene negli atleti masters 5-7. Presentazione clinica Durata e frequenza delle palpitazioni Dal punto di vista della durata, le palpitazioni possono essere di tipo parossistico oppure persistente. Nelle forme parossistiche il sintomo si risolve spontaneamente in un arco di tempo variabile da pochi secondi a varie ore. Nelle forme persistenti, invece, le palpitazioni sono durature e si risolvono solo dopo adeguato trattamento medico. Per quanto riguarda la frequenza, le palpitazioni possono avere cadenza quotidiana, settimanale o mensile. Tipi di palpitazioni Il sintomo palpitazione viene descritto con una grande varietà di sensazioni soggettive. Le caratteristiche più comuni ed utili nella pratica clinica ai fini di una diagnosi differenziale tra le varie cause di cardiopalmo, permettono di catalogare le palpitazioni nei seguenti gruppi principali 2-5: extrasistolico, tachicardico, ansioso e intenso. Le palpitazioni di tipo extrasistolico provocano in genere una sensazione di “perdita del battito” o di “tuffo al cuore”, intervallata a periodi durante il quale il cuore batte normalmente. Gli atleti riferiscono che il cuore sembra fermarsi e poi ripartire, determinando una fastidiosa sensazione di colpo, talvolta doloroso, sul torace. Questo tipo di palpitazione è legato alla presenza di battiti extrasistolici atriali o ventricolari. Esso ha prognosi generalmente benigna, è presente generalmente a riposo ed è di frequente riscontro anche nei giovani sportivi in assenza di cardiopatia. Nelle palpitazioni di tipo tachicardico l’atleta avverte un battito cardiaco accelerato regolare, come nelle tachicardie sopraventricolari da rientro, o irregolare come nella fibrillazione atriale. Esse sono legate a veri e propri disturbi del ritmo e sono caratterizzate da inizio e fine bruschi. L’insorgenza delle palpitazioni sembra essere favorita dallo sforzo fisico e dalla sua fase di recupero, come anche dai cambi di postura. Fra i sintomi associati al cardiopalmo è di grande aiuto, per la diagnosi differenziale, la presenza di poliuria, dovuta all’iperincrezione 104 di ormone natriuretico atriale. Questo comportamento, infatti, è tipico delle tachiaritmie atriali e, in particolare, della fibrillazione atriale. Talvolta sincope, dispnea, astenia e toracoalgia sono altri sintomi associati. Le palpitazioni di tipo ansioso sono tipiche dell’atleta “emotivo” in occasioni di impegni agonistici importanti. La frequenza cardiaca è lievemente aumentata ma mai superiore alla frequenza cardiaca massimale prevista in base all’età dell’atleta; l’inizio e la fine sono graduali; l’atleta descrive numerosi altri sintomi aspecifici associati, quali formicolii alle mani e faccia, nodo alla gola, agitazione, dolori toracici atipici, dispnea sospirosa, che normalmente precedono temporalmente le palpitazioni. Le palpitazioni di tipo intenso sono descritte come un battito forte, ma regolare e non particolarmente accelerato. Hanno origine e termine solitamente graduale. Esse tendono ad essere persistenti nel tempo e sono in genere legate a cardiopatie strutturali, quali insufficienza aortica, o a cause sistemiche, quali febbre e anemia, caratterizzate da un gettata cardiaca elevata. Lo sforzo fisico è in grado di accentuarne la frequenza. L’esercizio fisico Durante attività fisica e sportiva intensa, oltre alla normale sensazione di un battito cardiaco accelerato, possono verificarsi palpitazioni dovute a diversi tipi di aritmia, come ad esempio la tachicardia ventricolare iterativa ad origine dal cono di efflusso del ventricolo destro o la tachicardia parossistica atrio-ventricolare da doppia via nodale. Nella fase immediatamente successiva all’interruzione dello sforzo, in cui si verifica una riduzione improvvisa del tono simpatico in concomitanza a un incremento di quello vagale, è possibile riscontrare episodi di fibrillazione atriale parossistica, ritenuti la più frequente causa di palpitazioni negli atleti, in particolare in quelli praticanti attività di alto livello 8, 9. Eziologia Le palpitazioni possono essere suddivise in cinque gruppi a seconda della loro origine: palpitazioni da cause aritmiche, palpitazioni da cause cardiache strutturali, palpitazioni da cause psichiatriche, palpitazioni da cause sistemi- MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Palpitazioni nell’atleta GIADA che, palpitazioni da uso di farmaci e sostanze illecite 2-5. Poiché la documentazione elettrocardiografica di un disturbo del ritmo cardiaco durante la sintomatologia spontanea rappresenta l’esempio più sicuro di causalità, ogniqualvolta questo risulta possibile le palpitazioni vengono classificate di origine aritmica. Viceversa, sono considerate di origine non aritmica quando il ritmo cardiaco sottostante è di tipo sinusale. Pertanto, secondo questa gerarchia eziologica, le cause non aritmiche di palpitazione entrano in gioco come diagnosi definitiva solo nei casi in cui la correlazione “sintomo-ECG” esclude la presenza di disturbi del ritmo cardiaco 10, 11. Palpitazioni da cause aritmiche Qualsiasi tipo di tachiaritmia, a prescindere dalla presenza o meno di una sottostante cardiopatia strutturale può dare palpitazioni: extrasistolia atriale, extrasistolia ventricolare, tachicardie ad attività elettrica regolare o ritmica (tachicardie reciprocanti atrio-ventricolari e da rientro nodale, flutter atriale, tachicardie atriali, tachicardie ventricolari), tachicardie ad attività elettrica irregolare o aritmica (fibrillazione atriale, flutter atriale o tachicardia atriale a conduzione atrio-ventricolare variabile, torsione di punta). Le bradiaritmie, invece, vengono avvertite più raramente come palpitazioni. Palpitazioni da cause cardiache strutturali Le cardiopatie strutturali che in assenza di veri e propri disturbi del ritmo cardiaco possono dare palpitazioni includono forme in genere non compatibili con l’attività sportiva (insufficienza mitralica e aortica severa, mixoma atriale, cardiopatie congenite con shunt significativo, le cardiomegalie di qualsiasi eziologia). D’altra parte anche il prolasso mitralico, molto frequente negli atleti, può determinare palpitazioni di tipo intenso, talora di lunga durata e persistenti. Palpitazioni da cause psichiatriche L’ansia, gli attacchi di panico, la depressione e la somatizzazione, inducendo una tachicardia sinusale o modificando la percezione soggettiva di un battito cardiaco per il resto normale o con minime irregolarità, spesso possono dare palpi- Vol. 64 - N. 1 tazioni. Queste forme sono più frequenti negli atleti e nelle giovani di sesso femminile, in cui la somatizzazione dei disturbi della sfera ansiosa è più accentuata. È importante ricordare, tuttavia, che aritmie cardiache e attacchi di panico non sono mutuamente esclusivi, pertanto, è necessario escludere con certezza le cause di tipo organico e in particolare aritmico, prima di imputare la sintomatologia a un disturbo di natura psichica 2. Ulteriori studi eseguiti negli ultimi anni per verificare la correlazione tra sindrome ansiosa e comparsa di aritmie, infatti, sembrano indicare un effetto favorente dell’ansia sull’aritmogenesi, oltre che sulla percezione dell’aritmia 12. Ulteriore elemento da considerare è l’iperattivazione adrenergica correlata all’attività fisica e allo stress delle gare che può di per sé predisporre l’atleta ad aritmie sopraventricolari e/o ventricolari. Palpitazioni da cause sistemiche Una sensazione di palpitazione può essere legata a una tachicardia sinusale e/o a un aumento della contrattilità cardiaca dovute a una varietà di cause: disturbi metabolici (ipertiroidismo, ipoglicemia, sindrome post-menopausale); stati con elevata gettata cardiaca: febbre (>38 °C), anemia, gravidanza (>20° settimana); intolleranza all’ortostatismo e sindromi funzionali (ipotensione ortostatica, sindrome della tachicardia posturale ortostatica, tachicardia sinusale inappropriata). Le palpitazioni da cause sistemiche sono generalmente persistenti e di tipo tachicardico regolare. Palpitazioni da uso di farmaci e sostanze illecite La diffusione dell’uso di sostanze illecite nei soggetti giovani e negli atleti, sia ai fini ricreazionali che dopanti, ha determinato un aumento dei disturbi aritmici e del sintomo palpitazioni nella popolazione giovanile. Le palpitazioni secondarie all’uso di farmaci sono in genere correlate a un aumento della frequenza sinusale, ma possono essere dovute anche a disturbi del ritmo cardiaco di vario genere. Farmaci come i simpaticomimetici, gli anticolinergici, i vasodilatatori sono facilmente tachicardizzanti. Allo stesso modo, l’assunzione di sostanze stimolanti quali caffeina e nicotina, o di droghe (cocaina, eroina, amfetamine, droghe sintetiche, cannabinoidi, MEDICINA DELLO SPORT 105 GIADA Palpitazioni nell’atleta eccetera) può determinare iperattivazione simpatica e tachicardia sinusale. Nell’atleta con Wolf-Parkinson-White l’assunzione di stimolanti può indurre aumento della irritabilità ventricolare ed atriale, accorciamento della durata del periodo refrattario della via accessoria inducendo fibrillazione atriale pre-eccitata rapida sino alla fibrillazione ventricolare 13. Gli steroidi anabolizzanti (AAS) sono in grado di produrre importanti lesioni del miocardio, di conseguenza frequentemente si sono riscontrate aritmie in atleti in trattamento illecito con AAS, in particolare la fibrillazione atriale, ectopia sopra e ventricolare, QT lungo (soprattutto in soggetti geneticamente predisposti), tachicardia ventricolare non sostenuta e sostenuta, fibrillazione ventricolare. Anche i beta 2 agonisti concessi solo per via inalatoria allo scopo di prevenire o curare l’asma bronchiale, compresa quella indotta dall’esercizio fisico, spesso vengono sovrautilizzati e possono dare palpitazioni. Analogamente anche altre sostanze doping quali l’eritropoietina e i suoi derivati, oppure l’ormone della crescita e sostanze peptidicosimili, determinano aritmie secondarie ai danni diretti sul miocardio di queste sostanze 14. In assenza di altre potenziali cause, le palpitazioni vengono considerate secondarie all’assunzione di farmaci quando sono temporalmente associate alla loro assunzione e quando si risolvono dopo la loro sospensione. Epidemiologia L’epidemiologia delle palpitazioni è tuttora poco conosciuta. Non vi sono studi su ampie popolazioni e tanto meno su popolazioni di atleti che definiscano in modo completo e preciso incidenza e prevalenza delle palpitazioni. Negli atleti l’incidenza varia da 0,3% al 70% in rapporto all’età e al tipo di attività presa in considerazione. Da fenomeno relativamente raro nelle fasce giovanili diventano piuttosto comune negli atleti di resistenza master 7. Alcuni studi sugli atleti evidenziano che la fibrillazione atriale rappresenta la causa più comune di palpitazioni con percentuali che toccano il 9-15% negli atleti di elite di sesso maschile 7-17. Se si considerano gli atleti con sintomatologia prolungata nel tempo la percentuale arriva al 40%. 106 Prognosi Nella popolazione generale la mortalità associata alle palpitazioni è relativamente bassa, attorno al 1% per anno 16. Negli atleti con cardiopatia strutturale o aritmogena, con familiarità per morte improvvisa, o nel caso le palpitazioni si associno ad altri sintomi di impegno emodinamico (dispnea, sincope, pre-sincope, capogiro, astenia, dolore toracico, sintomi neurovegetativi), esse possono però influenzare direttamente la prognosi 2. A tal riguardo, un aspetto fondamentale da sottolineare è che nel 65% degli atleti colpiti da arresto cardiaco o morte improvvisa era presente, nei giorni precedenti l’evento, una sintomatologia caratterizzata da cardiopalmo e/o sincope. Al contrario, nei soggetti senza patologie cardiache, o con patologie cardiache lievi, le palpitazioni (specialmente quelle di tipo ansioso e quelle extra-sistoliche) hanno generalmente una prognosi benigna. Strategia diagnostica Nei soggetti con palpitazioni è essenziale: accertare l’esistenza di cardiopatie strutturali e/o cardiopatie aritmogene e di condizioni sistemiche o psichiatriche capaci di dare cardiopalmo; differenziare il tipo di palpitazioni; acquisire una registrazione elettrocardiografica durante i sintomi. Pertanto, in tutti gli atleti con palpitazioni andrà eseguita una valutazione clinica iniziale che comprenderà un’anamnesi accurata, l’esame obiettivo, l’ECG standard a 12 derivazioni. In alcuni casi selezionati, andranno prese in considerazione una valutazione psichiatrica ed alcune indagini di laboratorio di tipo mirato 18. Quando la valutazione clinica iniziale risulta completamente negativa, come spesso avviene nelle palpitazioni di tipo parossistico di breve durata, esse vengono definite palpitazioni di origine sconosciuta. Nei soggetti con basse probabilità di avere una causa aritmica dei loro sintomi (Tabella I), quali gli atleti senza patologie cardiache significative e quelli con palpitazioni di tipo ansioso o extrasistolico, non sono generalmente necessari ulteriori accertamenti: l’atleta va rassicurato, prevedendo eventualmente un followup clinico. Deve essere sottolineato il fatto, comunque, che la mancanza di una registrazione elettrocardiografica durante gli episodi di palpitazione consente solo una diagnosi presunta o probabile. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Palpitazioni nell’atleta GIADA Tabella I. — Caratteristiche cliniche suggestive per palpitazioni di origine aritmica. Cardiopatia strutturale severa Cardiopatia aritmogena ECG patologico Familiarità per morte improvvisa Età avanzata Palpitazioni di tipo tachicardico Palpitazioni associate a sintomi di impegno emodinamico Nei soggetti con palpitazioni di origine sconosciuta con elevata probabilità di avere una causa aritmica dei loro sintomi (Tabella I), quali gli atleti con cardiopatia strutturale, familiarità per morte improvvisa, età avanzata e negli atleti con palpitazioni di tipo tachicardico, o associate a sintomi di impegno emodinamico (dispnea, sincope, pre-sincope, capogiro, astenia, dolore toracico, sintomi neurovegetativi), invece, devono essere presi in considerazione gli accertamenti di secondo livello. Tra i quali dovrebbero essere generalmente inclusi l’ecocardiogramma e il monitoraggio ECG ambulatoriale (AECG monitoring). In una ridotta percentuale di soggetti dovrà essere preso in considerazione anche lo studio elettrofisiologico (EPS). La necessità d’ulteriori indagini, quali risonanza magnetica, studio emodinamico e/o coronarografico, dipenderà dalla natura della cardiopatia sospettata o accertata. Valutazione clinica iniziale Anamnesi Nella raccolta dell’anamnesi è importante indagare la presenza di morte improvvisa e di cardiopatie ereditarie nel gentilizio e valutare, nella storia patologica remota dell’atleta, la presenza di cardiopatia e di patologie sistemiche o psichiatriche note per poter dare palpitazioni. Fondamentale risulta analizzare il tipo di palpitazioni, i fattori scatenanti, le modalità di inizio ed interruzione, la durata, la frequenza ed i sintomi eventualmente associati. Infine, non deve mai essere trascurata un’attenta indagine sull’assunzione di farmaci leciti e illeciti. Esame obiettivo Quando l’atleta viene esaminato mentre il sintomo è ancora presente, come nelle palpita- Vol. 64 - N. 1 zioni persistenti, risulta fondamentale valutare i seguenti parametri: valori e variabilità della pressione arteriosa; frequenza e regolarità del polso; presenza di pulsazioni giugulari anomale; presenza dei segni clinici di bassa portata. Inoltre, nella diagnosi differenziale tra i vari tipi di tachicardia, può essere utile eseguire le manovre vagali, quali il massaggio seno-carotideo: un’interruzione brusca dell’aritmia depone per una tachicardia sopraventricolare coinvolgente il nodo atrio-ventricolare; una riduzione solo transitoria della frequenza depone per una tachicardia sinusale o per una tachicardia sopraventricolare con circuito non coinvolgente il nodo atrio-ventricolare (es. fibrillazione atriale, flutter atriale); l’assenza di modificazioni significative della frequenza cardiaca suggerisce la presenza di una tachicardia ventricolare. Al di fuori dell’episodio di palpitazione l’esame obiettivo dovrà ricercare accuratamente i segni clinici di cardiopatia e delle sopramenzionate malattie sistemiche potenzialmente correlate alle palpitazioni 16. Elettrocardiogramma standard La registrazione elettrocardiografica a 12 derivazioni durante i sintomi spontanei costituisce il gold-standard nella diagnosi delle palpitazioni. Infatti, permette di stabilire in modo definitivo se le palpitazioni sono di origine aritmica o meno, con i conseguenti importanti risvolti diagnostici, prognostici e terapeutici 2-4. Nella normale pratica clinica, però, non sempre è possibile eseguire un ECG durante gli episodi spontanei di palpitazioni. L’ECG, comunque, fornisce informazioni estremamente utili anche quando eseguito al di fuori di un episodio di palpitazione, specialmente nello svelare la presenza di patologie cardiache strutturali o aritmogene potenzialmente correlate con la sintomatologia accusata dall’atleta (Tabella II). La presenza di un ECG patologico impone di approfondire la valutazione diagnostica dell’atleta con palpitazioni. Altre indagini L’ecocardiogramma è utile per valutare la presenza di una cardiopatia strutturale. Il test da sforzo è indicato in particolare nelle palpitazioni correlate allo sforzo. Quando si sospetta una causa sistemica o farmacologica delle palpitazioni, è utile eseguire, in base alla presentazione clinica del sintomo ed MEDICINA DELLO SPORT 107 GIADA Palpitazioni nell’atleta Tabella II. — Aspetti elettrocardiografici suggestivi per palpitazioni di origine aritmica. Pre-eccitazione ventricolare Tachicardia da rientro atrio-ventricolare Fibrillazione atriale Anomalie onda P, ipertrofia ventricolare sinistra, battiti prematuri sopraventri- Fibrillazione atriale colari, bradicardia sinusale Battiti prematuri ventricolari frequenti Tachicardia ventricolare Onde Q, aspetto tipo displasia aritmogema ventricolare destra o S. Brugada Tachicardia ventricolare QT lungo o QT breve Tachicardia ventricolare polimorfa Blocco A-V completo, blocco bifascicolare Tachicardia ventricolare alle caratteristiche dell’atleta, alcuni esami ematochimici mirati (emocromo, elettroliti, glicemia, funzionalità tiroidea, catecolamine urinarie, ricerca di sostanze illecite nel sangue o nell’urina). Se invece si sospetta una causa psichiatrica, è fondamentale eseguire una valutazione dello stato psichico mediante specifici questionari o il ricorso ad una visita specialistica 17. AECG monitoring L’AECG monitoring serve a documentare il ritmo cardiaco durante le palpitazioni nei casi in cui questo non risulti possibile con l’ECG standard. Il monitoraggio, infatti, utilizza dei registratori elettrocardiografici in grado di registrare il ritmo cardiaco per lunghi periodi di tempo 18, 19. I dispositivi per l’AECG monitoring possono essere distinti in esterni ed impiantabili. Quelli esterni comprendono l’Holter, gli event recorder, i loop recorder esterni e la recentissima telemetria cardiaca mobile ambulatoriale (MCOT). Quelli impiantabili comprendono i pacemaker e gli ICD forniti di funzione diagnostica (il qui impiego clinico è riservato solo ai soggetti che necessitano di tali dispositivi dal punto di vista terapeutico) e i loop recorder sottocutanei (Tabella III). Holter Il monitoraggio Holter utilizza dei registratori esterni collegati all’atleta tramite degli elettrodi cutanei ed è in grado di eseguire un monitoraggio elettocardiografico continuo “battito-battito” a più derivazioni (sino a 12 derivazioni). È fortemente indicato in caso di cardiopalmo frequente (giornaliero o quasi), tale da avere un’elevata probabilità di essere registrato. Purtroppo il periodo di monitoraggio si limita nella maggioranza dei dispositivi a 24-48 ore, inoltre le dimensioni del device possono talvolta impe- 108 dire lo svolgimento dell’esercizio fisico, importante trigger per l’innesco di alcune aritmie. La correlazione tra i sintomi e le aritmie registrate si basa prevalentemente sul diario clinico, che sovente non viene adeguatamente compilato dal pazienti. Event recorder L’impiego di event recorder è utile nei casi di cardiopalmo parossistico sporadico recidivante ma non così frequente da essere rilevabile col Monitoraggio Holter. Questi dispositivi portatili di dimensioni ridotte e facili da usare, vengono applicati al torace degli atleti stessi quando avvertono i sintomi ottenendo una registrazione elettrocardiografica 17. Loop recorder esterni Simili ai registratori dell’Holter, sono dispositivi collegati all’atleta attraverso elettrodi cutanei. La presenza di memoria ciclica permette una registrazione elettrocardiografica a 1-3 derivazioni per alcuni minuti prima e alcuni minuti dopo essere stati attivati dall’atleta al momento del cardiopalmo. I dispositivi di ultima generazione sono capaci di attivarsi in modo automatico in presenza di eventi aritmici 20. Telemetria (MCOT) cardiaca mobile ambulatoriale L’MCOT permette di seguire il ritmo dell’atleta in tempo reale ed è caratterizzato da un registratore esterno, collegato all’atleta tramite degli elettrodi cutanei e da un ricevitore portatile wireless, in grado di trasmettere in tempo reale via telefono ad una centrale operativa o in un sito web, la traccia elettrocardiografica corrispondente ai sintomi dell’atleta, o agli eventuali eventi aritmici registrati in modo automatico 21. MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Palpitazioni nell’atleta GIADA Tabella III. — Raccomandazioni per l’uso dei dispositivi per il monitoraggio ECG ambulatoriale. Holter Event recorder Vantaggi Basso costo; possibilità Basso costo; facili da di registrare aritmie asin- usare tomatiche Limiti Monitoraggio limitato a 24-48h; dimensioni che possono ostacolare attività scatenanti le aritmie Loop recorder esterni/ MCOT Loop recorder impiantabili Registrazioni ECG retrospettive e prospettiche; possibilità di registrare aritmie asintomatiche automaticamente Registrazioni ECG retrospettive e prospettiche; possibilità di registrare aritmie asintomatiche automaticamente; buona traccia ECG; durata del monitoraggio sino a 3 anni Mini-invasività; possibili rischi di complicazioni locali nella sede d’impianto Aritmie di breve durata non vengono registrate; non vengono rilevati i trigger aritmici; traccia ECG di scarsa qualità Monitoraggio limitato a 3-4 settimane; richiesta manutenzione continua del dispositivo da parte del paziente; scomodi e poco confortevoli; traccia ECG di scarsa qualità Indicazioni Palpitazioni frequenti Pazienti molto compliPazienti molto complian(giornaliere); pazienti anti; palpitazioni infreti; palpitazioni infrequenincapaci di attivare altri quenti (settimanali), di ti (settimanali), associate dispositivi per il monito- durata prolungata e non a sintomi di impegno raggio ECG ambulatoassociate a sintomi di im- emodinamico riale pegno emodinamico che ne ostacolino il corretto utilizzo. Pazienti non complianti; palpitazioni infrequenti (mensili), associate a sintomi di impegno emodinamico; quando le altre indagini risultano non diagnostiche MCOT: telemetria cardiaca mobile ambulatoriale. Loop recorder impiantabili (ILR) Di dimensioni simili a un pacemaker, gli ILR vengono impiantati sottocute, mediante una piccola incisura cutanea di circa 2 cm, nella regione precordiale sinistra 17. Questi dispositivi sono forniti di memoria ciclica e, una volta attivati dall’atleta al momento dei sintomi attraverso un attivatore esterno, registrano per parecchi minuti una traccia elettrocardiografica di buona qualità, sia precedente che successiva all’evento. Essi sono anche in grado di registrare automaticamente, senza la necessità di interventi da parte dell’atleta, qualsiasi evento aritmico. Grazie alla longevità della batteria interna permettono una lunga durata del monitoraggio fino a 36 mesi. Valore diagnostico L’AECG monitoring è considerato diagnostico solo quando è possibile correlare con certezza le palpitazioni con la registrazione elettrocardiografica 18, 19. La presenza di aritmie clinicamente rilevanti ma asintomatiche, non associate cioè a palpitazioni, può però suggerire una diagnosi di probabilità e/o guidare la decisione di sottoporre l’atleta a ulteriori accertamenti. In Vol. 64 - N. 1 ogni caso, il significato di queste aritmie asintomatiche deve essere valutato in base alla loro gravità, alla loro prevalenza nella fascia di età e nella popolazione alle quali l’atleta appartiene e alla presenza di cardiopatia. Come per l’ECG a 12 derivazioni, ogni qualvolta risulti possibile stabilire una correlazione tra i sintomi dell’atleta e una traccia ECG interpretabile, la specificità dell’AECG monitoring, almeno nel formulare la diagnosi di palpitazione aritmica o di palpitazione non aritmica, è del 100%. La documentazione di un ritmo sinusale normale durante le palpitazioni cliniche è quindi il modo più veloce per escludere una causa aritmica. La sensibilità dell’AECG monitoring, invece, è estremamente variabile e dipende dai seguenti fattori: tecnica di monitoraggio; durata del monitoraggio; compliance dell’atleta; frequenza dei sintomi. Limiti L’AECG monitoring mostra alcuni importanti limiti. Infatti, non è sempre possibile una diagnosi precisa del tipo di aritmia registrata, specialmente quando vengono utilizzati dispositivi ad una singola derivazione ECG, come avviene, MEDICINA DELLO SPORT 109 GIADA Palpitazioni nell’atleta per esempio, nel caso di diagnosi differenziale tra una tachicardia sopraventricolare condotta con aberranza ed una tachicardia ventricolare. Inoltre, l’AECG monitoring non è in grado di distinguere con sicurezza le bradiaritmie dovute ad un meccanismo riflesso da quelle causate da una patologia intrinseca del sistema di conduzione cardiaco, con le conseguenti implicazioni prognostiche e terapeutiche. Studio elettrofisiologico (EPS) Quando si sospetta una tachicardia sopraventricolare in soggetti senza cardiopatia sottostante, può essere eseguito in prima battuta l’EPS transesofageo. Per le sue caratteristiche di poter essere eseguito anche durante sforzo l’EPS transesofageo è utile nel sospetto di aritmie provocate dall’esercizio fisico. Nel soggetto con cardiopatia o comunque col sospetto di tachicardia ventricolare va invece eseguito l’EPS endocavitario. Valore diagnostico L’EPS è un test provocativo e la sua positività, pertanto, rivela la presenza di un substrato patologico, il quale può (o non può) essere il responsabile della sintomatologia clinica. Pochi studi hanno usato l’AECG monitoring per confermare i risultati dell’EPS nella valutazione diagnostica degli atleti con palpitazioni di origine sconosciuta: il vero valore diagnostico dell’EPS in questo contesto è quindi conosciuto solo parzialmente 22. Pertanto, per accertare se le eventuali aritmie indotte durante lo studio rappresentino la vera causa delle palpitazioni, è necessario stabilire, cosa non sempre facile, un’associazione tra l’aritmia indotta e la riproduzione dei sintomi spontanei dell’atleta. L’EPS è diagnostico se si inducono aritmie accompagnate dalla riproduzione dei sintomi spontanei, o quando, pur in assenza di sintomi, si induce una tachicardia sopraventricolare sostenuta (>60 secondi), o una tachicardia ventricolare sostenuta (>30 secondi, o che necessita di interruzione urgente). L’EPS ha maggior sensibilità nei soggetti con cardiopatia strutturale o aritmogena rispetto a quelli senza cardiopatia. La sensibilità dell’EPS, inoltre, sembra dipendere anche dal tipo di palpitazioni valutate, essendo più elevata nelle palpitazioni di tipo tachicardico rispetto a quelle di tipo extrasistolico. La specificità dell’EPS, invece, 110 dipende fortemente dal tipo di aritmia indotta. Essa è elevata, circa il 100%, quando l’aritmia indotta è una tachicardia da rientro nodale, una tachicardia da rientro atrio-ventricolare, o una tachicardia ventricolare sostenuta monomorfa 23. Al contrario, la specificità è abbastanza variabile, specialmente negli atleti master o con cardiopatia strutturale, quando si induce una fibrillazione atriale, un flutter atriale, una tachicardia ventricolare non sostenuta, una tachicardia ventricolare polimorfa, o una fibrillazione ventricolare 24, 25. Interessante è lo studio di Biffi, in merito all’utilità dell’EPS transesofageo negli atleti che riferivano cardiopalmo da sforzo. Mentre a riposo la probabilità di rilevare il substrato aritmogeno era bassa (18%), durante EPS da sforzo si arrivava ad una diagnosi nel 78% dei casi riproducendo i sintomi dell’atleta 14. Limiti L’EPS endocavitario è invasivo, necessita di ricovero e può comportare il rischio, seppur basso, di complicazioni. L’EPS transesofageo, invece, è più economico, semi-invasivo, non prevede ricovero e raramente è associato a complicanze, anche se non sempre risulta ben tollerato dagli atleti. A differenza dell’EPS endocavitario, esso non permette però di studiare il sistema di conduzione hisiano e la vulnerabiltà ventricolare. Infine non consente di praticare nella stessa seduta un’eventuale terapia ablativa delle aritmie indotte. Indicazioni In accordo con le linee guida ACC/AHA 19, “la registrazione ambulatoriale a lungo termine è la procedura più utile per documentare il ritmo cardiaco associato con palpitazioni. L’EPS viene utilizzato se la registrazione non riesce a fornire una risposta”. L’EPS costituisce un’indicazione di classe I negli atleti con palpitazioni di origine sconosciuta, durante le quali viene documentata un’elevata frequenza cardiaca e negli atleti con palpitazioni che precedono una sincope. L’EPS è un’indicazione di classe II negli atleti con palpitazioni clinicamente significative, sospettate di essere di origine cardiaca, nei quali i sintomi sono sporadici e non possono essere documentati. L’EPS offre alcuni importanti vantaggi rispetto all’AECG monitoring. Prima di tutto è in grado di identificare correttamente il tipo di aritmia responsabile delle palpitazioni. Inoltre, MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011 Palpitazioni nell’atleta GIADA esso rende possibile eseguire, nel caso dell’EPS endocavitario, la diagnosi e la terapia ablativa delle tachiaritmie indotte durante la stessa seduta. Infine, l’EPS permette di ottenere una diagnosi e di iniziare una terapia specifica subito, mentre l’AECG monitoring necessita che l’atleta sperimenti una recidiva sintomatologica. Quando concedere l’idoneità all’atleta con cardiopalmo Negli atleti con palpitazioni con bassa probabilità di avere una causa aritmica dei loro sintomi e quelli con palpitazioni di tipo verosimilmente ansioso, non sono generalmente necessari ulteriori accertamenti e può essere consentita la pratica dell’attività sportiva. Invece la concessione dell’idoneità allo sport Bibliografia 1) COCIS (Comitato Cardiologico per l’Idoneità allo Sport). Protocolli cardiologici per il giudizio d’idoneità allo sport agonistico 2009. Roma: CESI ed.; 2009. p. 30-3. 2) Zimetbaum P, Josephson ME. Evaluation of patients with palpitations. New Engl J Med 1998;338:1369-73. 3) Giada F, Raviele A. Diagnostic management of patients with palpitations of unknown origin. 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Nei casi di palpitazione di origine sconosciuta in cui non sono emerse aritmie significative né cardiopatie, non è necessaria alcuna limitazione alla pratica dell’attività agonistica 1. ing problem of atrial fibrillation in competitive athletes. Minerva Cardioangiol 2008;56:659-66. 10) Abbott AV. Diagnostic approach to palpitations. Am Fam Physician 2005;71:743-50. 11) Pickett CC, Zimetbaum PJ. Palpitations: a proper evaluation and approach to effective medical therapy. Curr Cardiol Rep 2005;7:362-7. 12) Tavazzi L, Zotti AM, Rondanelli R. The role of psychologic stress in the genesis of lethal arrhythmias in patients with coronary artery disease. Eur Heart J 1986;7(Suppl A):99-106. 13) Furlanello F, Bertoldi A, Bentivegna S, Terrasi F, De Ambroggi L, Cappato R. Atrial fibrillation and illicit drugs in athletes. Ital Heart J 2004;5(Suppl 1):44-6. 14) Furlanello F, Vitali-Serdoz L, Cappato R, De Ambroggi L. Illicit drugs and cardiac arrhythmias in athletes. 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E-mail [email protected] Vol. 64 - N. 1 MEDICINA DELLO SPORT 111 Congressi April 7-9, 2011 Monte-Carlo (Monaco) IOC World Conference on Prevention of Injury and Illness in Sport Contact: Website: www.ioc-preventionconference.org April 30-May 4, 2011 Salt Lake City (UT, USA) American Medical Society of Sports Medicine 20th Annual AMSSM Meeting May 15-19, 2011 Rio de Janeiro (Brazil) International Society of Arthroscopy Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine 8th Biennal ISAKOS Congress Contact: Website: www.isakos.com/meetings/ 2011congress Contact: Website: www.acsm.org 112 Contact: Website: www.sportsmed.org October 26-29, 2011 Salzburg (Austria) European Federation of Sports Medicine EFSMA. 7 th European Sports Medicine Congress Contact: Website: www.efsma.net Contact: Website: www.amssm.org May 31-June 4, 2011 Denver (CO, USA) American College of Sports Medicine ACSM’s 58th Annual Meeting July 7-10, 2011 San Diego (CA, USA) American Orthopaedic Society for Sports Medicine AOSSM 2011 Annual Meeting May 2-5, 2012 Geneva (Switzerland) European Society of Sports Traumatology Knee Surgery and Arthroscopy 15th ESSKA Congress Contact: Website: www.esska-congress.org/ esska2012 September 27-30, 2012 Rome (Italy) XXXII FIMS World Congress of Sports Medicine Contact: Website: www.fmsi.it MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2011