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
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L. COIANA (Italia) - D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia)
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Comitato di Redazione
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Direttore Responsabile
A. OLIARO
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Direzione e Redazione: Federazione Medico-Sportiva Italiana - Viale Tiziano 70 - 00196 Roma. E-mail: [email protected]
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Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, trasmessa e memorizzata in qualsiasi forma e con qualsiasi forma e con qualsiasi mezzo
Pubblicazione trimestrale. Autorizzazione del Tribunale di Torino n. 1441 del 15-3-1961. Iscrizione nel registro nazionale della stampa
di cui alla legge 5-8-1981 n. 416 art. 11 con il numero 00 148 vol.
2 foglio 377 in data 18-8-1982. Pubblicazione periodica trimestra
le - Poste Italiane S.p.A. - Sped. in a.p. - D. L. 353/2003 (conv. in
L. 27/02/2004 N° 46) art. 1, comma 1, DCB/CN
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Medicina dello Sport, official journal of the Italian
Federation of Sports Medicine (FMSI), is an external
peer-reviewed scientific journal, published quarterly by Minerva Medica; editors in-chief have the
input of a distinguished board of editorial consultants representing multiple disciplines concerned
with sports medicine. Medicina dello Sport aims
to publish the highest quality material, both clinical and scientific on all aspects of sports medicine;
Medicina dello Sport includes research findings,
technical evaluations, review articles and in addition provides a forum for the exchange of information on all professional sports medicine issues
including education; reviewers are asked to complete a specific form and to return the paper to the
Editor, with comments, within one month.
The manuscripts submitted for publication must
conform precisely to the following instructions for
authors and are themselves in conformity with the
Uniform Requirements for Manuscripts submitted to
Biomedical Editors published by the International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
The submission of the manuscript implies that the
paper has not previously been published and that, if
accepted, it will not be published elsewhere, either
in its entirety or in part.
All illustrative material must be original.
Illustrations taken from other sources must be
accompanied by the publisher’s permission.
Manuscripts not accepted for publication will not be
returned by the publishers.
In conformity with the Helsinki Declaration, the
journal reiterates that all research involving
human beings must be conducted as indicated by
the Helsinki Declaration. In conformity with the
International Guiding Principles for Biomedical
Research Involving Animals recommended by the
WHO, the journal requires that all research on animals conform to the said principles.
Papers must be accompanied by the following declaration signed by ALL THE AUTHORS: “The undersigned Authors transfer the ownership of copyright
to the journal MEDICINA DELLO SPORT should their
work be published in this journal. They state that the
article is original, has not been submitted for publication in other journals and has not already been
published. They state that they are responsible for the
research that they have designed and carried out; that
they have participated in drafting and revising the
manuscript submitted, which they approve in its contents. They agree to inform Minerva Medica of any
conflict of interest that might arise, particularly any
financial agreements they may have with pharmaceutical or biomedical firms whose products are pertinent
to the subject matter dealt with in the manuscript.
In the case of studies carried out on human beings,
the authors confirm that the study was approved by
the ethics committee and that the patients gave their
informed consent. They also state that the research
reported in the paper was undertaken in compliance
with the Helsinki Declaration and the International
Principles governing research on animals”.
The authors implicity accept the fact that their paper
will be presented anonymously for examination by the
Editorial Board and for editorial revision if accepted.
EDITORIALS are commissioned by the Editor. They
should deal with topics of major importance on
which the authors expresses a personal opinion.
Editorials should not be subdivided into sections.
Medicina dello Sport reserves a certain number of
pages for the publication without charge of a maximum of two graduate theses pertaining to sports
medicine and judged to be worthy of publication
by the schools in questions. They will be printed in
the form of abstracts of six printed pages each.
Manuscripts
Manuscripts, in Italian or English, should be submitted directly to the online Editorial Office at the
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If the first author is a member of the FMSI, a photocopy of the membership card and of the annual
renewal should accompany the manuscript, since
no contribution will be due for printing costs and
the author will receive 20 free reprints with cover
and a discount of 10% on rates for extra reprints
and any additional costs.
For authors who are not FMSI members, printed
pages will be charged to the authors at Euro 40,00
per page. In either case, colour figures, linguistic
revision, and excessive alterations to proofs will be
charged to the authors.
The paper should be presented in electronic format (floppy disk and/or CD) and in doublespaced
sheets, typed on one side only and subdivided into
the following sections:
Title page
• Coincise title without abbreviations in the original
language and accompanied by its translation into
the other language.
• Name, Surname and Signature of the Authors.
• Department and University, Division and Hospital
or Body to which each author belongs.
• Signature authorising publication of the University Department’s Head, the Hospital’s Chief
Medical Officer or the Director of the relevant
Body. They should indicate whether “the work is
the equal work of all authors”, or specify the role
played by each author.
• N ame, address and telephone number of the
author to whom correspondence or proofs
should be addressed.
• Date of any congresses at which the papers has
already been presented.
• Mention of any financial assistance or research
contracts.
• Acknowledgements.
Summary and Key words
The summary must contain a detailed synthesis of
the key elements of the work.
The paper must be accompanied by a summary
in Italian and one in English, containing no more
than 300 words, which should be structured as
follows: Objective, Methods, Results, Discussion,
Conclusions.
A maximum of 5 key words must also be given,
both in Italian and in English.
Key words should use the terminology of the
Medical Subject Headings (MeSH) in the Index
Medicus.
Text
The text should be composed as follows:
Introduction
Outlining current knowledge of the topic and the
purpose of the study, and explaining why the
results are being published.
Materials and methods
A description of the clinical, technical or experimental techniques used in the study. Any methods
and statistical procedures previously published in
detail must be quoted under the appropriate reference numbers. Data referring to the material must
be expressed fully and precisely, but also simply
and concisely.
Authors must comply strictly with the Guidelines
for Statistical Reporting in Articles for Medical
Journals (Ann Int Med 1988, 108 266-273).
The generic name, dose and method of administration must be given for all drugs; no manufacturer’s
brand names will be accepted.
Symbols and signs must be explained the first time
they appear in the text and must conform to international standards.
Results
These should be reported in the form of tables and
graphs, if necessary statistically processed using
illustrative material, and presented concisely in the
text, avoiding comments and interpretations.
Discussion of results and conclusions
This section comments on the results in terms of
their relevance to clinical practice and experimental
research and may compare the results with data
from the literature.
References
Works listed under “References” should be given
consecutive Arabic number. References to these
works in the text should be followed by the relevant
number in parentheses.
References should be listed in the standard form
approved by the International Committee of Medical
Journal Editors.
Journals. Each Reference entry should give the surname and initial(s) of all authors up to six (if the article
has more than six authors, list the first six followed by:
“et al.”), the original title of the article, the title of the
journal (using Index Medicus abbreviations); year of
pubblication; volume number; initial and final page
numbers. Standard international punctuation must be
adopted.
Example: Sutherland DE, Simmons RL, Howard
RJ. Intracapsular technique of transplant nephrectomy. Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Books and Monographs. In the case of non-periodical publications, authors should list the name of
authors and the title, edition, place of publication,
publisher and date of publication.
Example: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia. IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tables
Each table should be presented on a separate sheet
correctly typed, laid out according to the journal’s
own pagination, numbered in Roman figures and
briefly titled. Any notes should be added at the foot
of the page and not incorporated in the title.
Tables must be referred to in the text.
Figures
Photographs should be submitted in the form of
clean copies printed on card. A label on the back
should indicate the number in arabic numerals,
the title of the article, the name of the first author,
the positioning (top or bottom). the photographs
should be referred to in the text.
Do not write on the back of photographs. Do not
scratch them or spoil them with staples. And wording on the figure should be stenciled on in block
letters.
Only the part essential to the article should be
reproduced.
Histological photographs should always indicate
the magnification ratio and staining method.
Captions should be typed onto a separate sheet.
Drawings, graphs and diagrams should be produced in black ink on gloss-finish paper or smooth
white draftsman’s paper, using stencil lettering
where necessary. They may also be produced on a
computer.
Radiology photographs should be printed on
paper. Electrocardiograms, electroencephalograms
etc. should be submitted in their original form or
photographed, never photocopied.
In the case of figures in colour, it should always be
stated whether they are to be reproduced in colour
or in black and white.
Letters, numbers and symbols should be of a size to
remain legible when reduced for publication.
The ideal sizes for reproduction in this journal are
the following:
— cm
— cm
— cm
— cm
  7.2
  7.2
15,8
15,8
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
  4.8
  9,8
  9,8
18.5
(height)
(height)
(height)
(height): full page
Figures that do not conform precisely to the above
standards will not be accepted for publication.
Any changes to the proofs should be confined to
typographical corrections. Any modifications to the
text will be charged to the authors.
Corrected proofs should be returned within 15 days
to Medicina dello Sport - Edizioni Minerva Medica Corso Bramante 83-85 - I-10126 Torino.
In the event of delay, the Editorial Board will be
entitled to make its own corrections on the basis of
the original already received.
Forms for requests for extracts will be sent out with
the proofs.
Journal printed on acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
NORME PER GLI AUTORI
Norme generali
Medicina dello Sport, rivista peer-reviewed della Federazione Medico Sportiva Italiana, pubblica
articoli scientifici originali su argomenti di medicina
dello sport.
I manoscritti devono essere preparati seguendo
rigorosamente le norme per gli Autori pubblicate in seguito, che sono conformi agli Uniform
Requirements for Manuscripts Submitted to
Biomedical Editors editi a cura dell’International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
L’invio del dattiloscritto sottointende che il lavoro
non sia già stato pubblicato e che, se accettato,
non verrà pubblicato altrove né integralmente né
in parte. Tutto il materiale iconografico deve essere
originale. L’iconografia tratta da altre pubblicazioni
deve essere corredata da permesso dell’Editore.
I dattiloscritti, pervenuti alla Redazione, anche se
non accettati per la pubblicazione, non verranno
comunque restituiti.
I lavori vengono sottoposti in modo anonimo a
valutazione da parte di qualificati revisori esterni.
Gli scopi della rivista sono quelli di pubblicare lavori di elevato valore scientifico in tutti i settori della
Medicina dello Sport. Ai revisori viene chiesto di
formulare i loro commenti su un modello apposito e
di rispedirlo all’editor entro un mese dal ricevimento.
La rivista recepisce i principi presentati nella
Dichiarazione di Helsinki e ribadisce che tutte
le ricerche che coinvolgano esseri umani siano
condotte in conformità ad essi. La rivista recepisce altresì gli International Guiding Principles for
Biomedical Research Involving Animals raccomandati dalla WHO e richiede che tutte le ricerche su
animali siano condotte in conformità ad essi.
Il lavoro deve essere accompagnato dalla seguente dichiarazione firmata DA TUTTI GLI AUTORI:
«I sottoscritti Autori trasferiscono la proprietà dei
diritti di autore alla rivista Medicina dello Sport.
Dichiarano che l’articolo è originale, non è stato
inviato per la pubblicazione ad altra rivista, e non
è stato già pubblicato. Essi dichiarano di essere
responsabili della ricerca, che hanno progettato e
condotto e di aver partecipato alla stesura e alla
revisione del manoscritto presentato, di cui approvano i contenuti. Si impegnano a segnalare conflitti
di interesse, in particolare eventuali accordi finanziari con ditte farmaceutiche o biomedicali i cui
prodotti siano pertinenti all’argomento trattato nel
manoscritto. Nel caso di studi condotti sugli esseri
umani gli Autori riferiscono che lo studio è stato
approvato dal comitato etico e che i pazienti hanno sottoscritto il consenso informato. Dichiarano
inoltre che la ricerca riportata nel loro lavoro è stata
eseguita nel rispetto della Dichiarazione di Helsinki
e dei Principi internazionali che regolano la ricerca
sugli animali».
Gli Autori accettano implicitamente che il lavoro
venga sottoposto in modo anonimo all’esame del
Comitato di Lettura e, in caso di accettazione, a
revisione editoriale.
A tutti sarà dato cenno di ricevimento.
L’EDITORIALE viene commissionato su invito del
Direttore. Deve riguardare un argomento di grande
rilevanza in cui l’Autore esprime la sua opinione
personale. L’articolo non deve essere suddiviso in
sezioni.
Medicina dello Sport riserva uno spazio per la
pubblicazione gratuita di tesi di Specializzazione
in Medicina dello Sport giudicate degne di stampa
dalle rispettive Scuole nel numero massimo di due
per numero sotto forma di estratto della lunghezza
di sei pagine di stampa per ciascuna.
Dattiloscritti
I lavori, in lingua italiana o inglese, devono essere
inviati alla redazione online raggiungibile dal sito
Edizioni Minerva Medica:
www.minervamedica.it
Gli autori che desiderino sottomettere i loro
manoscritti devono collegarsi al sito www.
minervamedica.it e accedere alla sezione
“Online submission”. Accedendo per la prima volta, gli Autori devono creare il proprio
account cliccando su “Create new account”.
Dopo aver creato l’account, potrà incominciare
la sottomissione dei manoscritti attraverso la
piattaforma online indirizzando il lavoro alla
Rivista “Medicina dello Sport”. Per loggarsi,
basterà inserire il proprio username e la propria password e cliccare su “Login” seguendo
le istruzioni per la sottomissione di un nuovo
manoscritto.
I lavori devono inoltre essere spediti in tre
copie a “Medicina dello Sport” - Federazione
Medico-Sportiva Italiana, Viale Tiziano 70,
00196 Roma.
Se il primo Autore è socio della FMSI i dattiloscritti
dovranno essere corredati da una fotocopia della
tessera FMSI e del rinnovo annuale comprovante
la regolarità della sua posizione di socio in quanto, in base alle nuove norme contrattuali, non sarà
richiesto alcun contributo stampa e spetteranno n.
20 estratti omaggio con copertina nonché il 10% di
sconto sulle tariffe in vigore per ulteriori estratti ed
eventuali costi aggiuntivi (traduzioni, fotolito, tabelle, ecc.).
L’elaborato dovrà essere presentato in formato elettronico (floppy disk e/o CD Rom) e in cartelle dattiloscritte con spaziatura doppia su una sola facciata
e articolato nelle seguenti sezioni:
Pagina di titolo
• Titolo conciso, senza abbreviazioni, nella lingua
originale, con traduzione nella seconda lingua.
• Nome, Cognome e Firme degli Autori.
• Istituto e Università, Divisione e Ospedale, o Ente
di appartenenza di ciascun Autore.
• Firma di autorizzazione alla stampa del Direttore
dell’Istituto Universitario o del Primario Ospedaliero o del Responsabile dell’Ente di appartenenza. Questi dovranno indicare se “il lavoro spetti
in parti uguali agli autori” ovvero specificare la
funzione svolta da ciascuno degli autori
• Nome, indirizzo e numero telefonico dell’Autore
al quale dovranno essere inviate la corrispondenza e le bozze stampa.
• Dati di eventuali Congressi ai quali il lavoro sia
già stato presentato.
• Menzione di eventuali finanziamenti o contratti
di ricerca.
• Ringraziamenti.
Riassunto e Parole chiave
Il riassunto deve sintetizzare in modo esauriente gli
elementi essenziali del lavoro.
Devono essere inviati un riassunto in lingua italiana
e uno in lingua inglese di non più di 300 parole, strutturati nel seguente modo: Scopo, Metodi,
Risultati, Discussione, Conclusioni (Objective,
Methods, Results, Discussion, Conclusions).
Dovranno inoltre essere indicate le parole chiave
(con un massimo di 5) nella lingua originale e nella
seconda lingua.
Per le parole chiave usare i termini del Medical
Subject Headings (MeSH) dell’Index Medicus.
Testo
Il testo deve essere composto da:
Introduzione
Illustrante lo stato attuale delle conoscenze sull’argomento trattato e lo scopo della ricerca e quali
sono i motivi per cui i risultati vengono pubblicati.
Materiali e metodi
Descrizione delle procedure cliniche, tecniche o
sperimentali seguite nella ricerca. I metodi e le
procedure statistiche pubblicati per esteso in precedenza devono essere citati nelle appropriate voci
bibliografiche. I dati che si riferiscono al materiale
devono essere espressi in modo esauriente e preciso ma anche semplice e breve.
Occorre seguire rigorosamente le Guidelines for
Statistical Reporting in Articles for Medical Journals
(Ann Int Med 1988;108:266-273).
Di tutti i farmaci si deve citare nome generico,
dosaggio e vie di somministrazione; non sono acettati marchi di fabbrica.
I simboli e le sigle vanno spiegati alla prima apparizione nel testo e devono essere conformi agli standards internazionali.
Risultati
Vanno riportati sotto forma di tabelle e grafici eventualmente elaborati statisticamente, con l’ausilio di
materiale illustrativo e una presentazione concisa
nel testo evitando commenti e interpretazioni.
Discussione dei risultati
e considerazioni conclusive
Finalizzate al commento sui risultati con eventuale
confronto con i dati della letteratura, ai fini della
pratica clinica e della ricerca sperimentale.
Bibliografia
La bibliografia, che deve comprendere i soli Autori
citati nel testo, va numerata con numeri arabi in
ordine consecutivo di prima citazione nel testo. Il
richiamo delle voci bibliografiche nel testo deve
essere fatto con numeri arabi posti tra parentesi. La
bibliografia deve essere citata nello stile standardizzato approvato dall’International Committee of
Medical Journals Editors.
Riviste. Per ogni voce si devono riportare il cognome e l’iniziale del nome degli Autori (elencare tutti
gli Autori fino a sei; se sette o più elencare solo i
primi sei nomi seguiti da: et al.), il titolo originale
dell’articolo, il titolo della rivista (attenendosi alle
abbreviazioni usate dall’Index Medicus), l’anno di
pubblicazione, il numero del volume, il numero di
pagina iniziale e finale. Nelle citazioni bibliografiche seguire attentamente la punteggiatura standard
internazionale.
Esempio: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.
Intracapsular technique of transplant nephrectomy.
Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Libri e Monografie. Per pubblicazioni non periodi-
che dovranno essere indicati i nomi degli Autori, il
titolo, l’edizione, il luogo di pubblicazione, l’editore
e l’anno di pubblicazione.
Esempio: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia. IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tabelle
Ogni tabella deve essere presentata, in foglio separato, correttamente dattiloscritta, preparata graficamente secondo lo schema di impaginazione della
rivista, numerata in cifre romane, corredata da un
breve titolo. Eventuali annotazioni devono essere
inserite al piede della tabella e non nel titolo.
Le tabelle devono essere richiamate nel testo.
Figure
Le fotografie devono essere inviate sotto forma
di nitide copie su carta. Esse devono riportare sul
retro una etichetta che indichi la numerazione in
cifre arabe, il titolo dell’articolo, il nome del primo
autore, l’orientamento (alto, basso) e devono essere
richiamate nel testo.
Non scrivere sul retro delle figure e non graffiare o
rovinare le stesse utilizzando graffe. Eventuali diciture all’interno della figura devono essere realizzate
a caratteri di stampa con i trasferibili.
La riproduzione deve essere limitata alla parte
essenziale ai fini del lavoro.
Le foto istologiche devono sempre essere accompagnate dal rapporto di ingrandimento e dal metodo
di colorazione.
Le didascalie vanno dattiloscritte su un foglio a
parte.
Disegni, grafici e schemi devono essere eseguiti
in forma definitiva a china su carta da lucido o su
cartoncino bianco liscio da disegnatori esperti, utilizzando dove necessario i trasferibili (tipo Letraset),
oppure possono essere realizzati con il computer.
Gli esami radiologici vanno presentati in copia fotografica su carta. Elettrocardiogrammi, elettroencefalogrammi, ecc. devono essere inviati in forma originale o eventualmente fotografati, mai fotocopiati.
Per le figure a colori specificare sempre se si desidera la riproduzione a colori o in bianco e nero.
Lettere, numeri, simboli dovrebbero essere di
dimensioni tali che quando ridotti per la pubblicazione risultino ancora leggibili.
Le dimensioni ottimali per la riproduzione sulla
rivista sono:
— cm 7,2 (base)×cm 4,8 (altezza)
— cm 7,2 (base)×cm 9,8 (altezza)
— cm 15,8 (base)×cm 9,8 (altezza)
— cm 15,8 (base)×cm 18,5 (altezza): 1 pagina
Gli elaborati devono rispondere rigorosamente alle
suddette norme: in difetto non saranno presi in
considerazione.
La correzione delle bozze di stampa dovrà essere
limitata alla semplice revisione tipografica; eventuali modificazioni del testo saranno addebitate agli
Autori. Le bozze corrette dovranno essere restituite
entro 15 giorni a medicina dello sport - Edizioni
Minerva Medica - Corso Bramante 83-85 - 10126
Torino.
In caso di ritardo, la Redazione della rivista potrà
correggere d’ufficio le bozze in base all’originale
pervenuto.
I moduli per la richiesta di estratti vengono inviati
insieme alle bozze.
Rivista stampata su acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
MEDICINA DELLO SPORT
Vol. 66
Dicembre 2013
Numero 4
INDICE
463
513
EDITORIALE
Lesioni osteo-articolari in un rematore di
galea: alcune considerazioni su analogie e differenze nei canottieri
Dragoni S.
Studio della relazione tra composizione corporea e performance anaerobica di braccia e
gambe in lottatori adolescenti di élite
Demirkan E., Koz M., Kutlu M., Özal M., Güçlüöver
A., Favre M.
523
473
AREA FISIOLOGICA
Postura corporea nelle lottatrici prima e dopo
l’allenamento fisico specializzato
Valutazione dello sforzo percepito e risposte del
lattato ematico durante uno “special judo fitness
test” in judoisti iraniani titolati e non titolati
Arazi H., Heidari N.
Sokołowski M., Kaiser A., Mrozkowiak M.
531
AREA MEDICA
485
Valutazione preliminare dell’esoscheletro correttivo per il corpo umano
Mantini S., Ciccarelli A., Ripani M.
497
Vol. 66 - N. 4
Sponsiello N., Rucci S., Buonocore D., Focarelli A.,
Doria E., Negro M., Marzatico F.
545
Accelerometri: uno strumento di valutazione
dell’attività fisica
Santos-Lozano A., Garatachea N.
Valutazione sperimentale dello stato di idratazione durante l’allenamento di fitness
Effetti di un programma di pilates con materassino sulla flessibilità in donne in età avanzata
Fourie M., Gildenhuys G. M., Shaw I., Shaw B. S.,
Toriola A. L., Goon D. T.
MEDICINA DELLO SPORT
IX
INDICE
555
Valutazione della soglia anaerobica mediante
misurazioni respiratorie durante sforzo incrementale su studenti di sesso maschile e femminile del Dipartimento di Educazione Fisica
e Sport
607
Difetto interatriale (DIA) tipo ostium secundum in atleta con familiarità per morte
improvvisa
Ciccarone G., Martelli G., Ismael M., Scalchi G.,
Bilardo G.
Karatosun H., Unal M.
613
565
AREA ORTOPEDICA
Osteolisi distale della clavicola in atleti agonisti
Dragoni S., Rossi F.
LA MEDICINA DELLO SPORT …
PER SPORT
Il tennistavolo: richiesta motoria, energetica e
neurosensoriale
Nuzzi G.
573
Distorsione di caviglia negli sportivi: studio
retrospettivo
Pedrini M. F., Petraglia F., Licari O., Costantino C.
583
621
LA MEDICINA DELLO SPORT …
PER SPORT NEI FASCICOLI
Valutazione ambulatoriale della mobilità articolare e della forza muscolare durante il recupero infortuni mediante un dispositivo indossabile basato su sensori inerziali
625
599
629
Tranquilli C., Bernetti A., Picerno P.
CASI CLINICI
Sottoslivellamento del segmento ST falsamente positivo nel corso di prova da sforzo in presenza di inversione dell’onda T: utilità della
tomografia computerizzata cardiaca multislice in medicina dello sport. Case report
Fallavollita L., Biasini V.
X
FORUM
L’attività motoria è terapia
Francavilla G., Francavilla C.
NOTIZIARIO FEDERALE
631
RINGRAZIAMENTI
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
MEDICINA DELLO SPORT
Vol. 66
December 2013
No. 4
CONTENTS
463
513
EDITORIAL
Osteo-articular lesions in a galea rower: some
remarks on analogies and differences in
today’s oarsmen
Dragoni S.
The investigation of relationship between the
body composition and arms-legs anaerobic
performance in adolescent elite wrestlers
Demirkan E., Koz M., Kutlu M., Özal M., Güçlüöver
A., Favre M.
523
473
PHYISIOLOGICAL AREA
Body posture in female wrestlers before and
after specialized physical training
Rating of perceived exertion and blood lactate
responses during special judo fitness test in
Iranian elite and non-elite judo players
Arazi H., Heidari N.
Sokołowski M., Kaiser A., Mrozkowiak M.
531
MEDICAL AREA
485
Preliminary assessment of a corrective exoskeleton for the human body
Mantini S., Ciccarelli A., Ripani M.
497
Vol. 66 - N. 4
Sponsiello N., Rucci S., Buonocore D., Focarelli A.,
Doria E., Negro M., Marzatico F.
545
Accelerometers: a physical activity assessment tool
Santos-Lozano A., Garatachea N.
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
Effects of a mat pilates program on flexibility
in elderly women
Fourie M., Gildenhuys G. M., Shaw I., Shaw B. S.,
Toriola A. L., Goon D. T.
MEDICINA DELLO SPORT
XI
CONTENTS
555
607
Karatosun H., Unal M.
Ciccarone G., Martelli G., Ismael M., Scalchi G.,
Bilardo G.
565
613
Anaerobic thresholds assessment from respiratory measurements during incremental
exercise, on male and female students of
Physical Education and Sport Department
ORTHOPEDIC AREA
Distal clavicular osteolysis in competitive
athletes
Dragoni S., Rossi F.
Ankle sprain in athletes: retrospective study
Pedrini M. F., Petraglia F., Licari O., Costantino C.
583
Ambulatory joint mobility and muscle
strength assessment during rehabilitation
using a single wearable inertial sensor
Tranquilli C., Bernetti A., Picerno P.
621
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
IN PAST ISSUES
625
FORUM
Physical exercise is therapy
629
False positive ST segment depression during
exercise stress test in presence of T-waves
inversion: usefulness of multislice cardiac
computed tomography in sports medicine.
Case report
XII
Table tennis: motor, energetic and neurosensory requirements
Francavilla G., Francavilla C.
599
Fallavollita L., Biasini V.
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
Nuzzi G.
573
CASE REPORTS
Ostium secundum atrial septal defect in a
young athlete with a positive family history of
sudden death
FEDERAL NEWSLETTER
631
AKNOWLEDGEMENTS
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013

Editorial
Editoriale
MED SPORT 2013;66:463-71
Osteo-articular lesions in a galea rower:
some remarks on analogies and
differences in today’s oarsmen
Lesioni osteo-articolari in un rematore di galea:
alcune considerazioni su analogie e differenze nei canottieri
S. DRAGONI
Unit of Imaging Diagnostics, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport del CONI, Rome, Italy
T
he paper “A peculiar pattern of musculoskeletal stress markers in a skeleton from
16th century Sardinia: a galea rower of the Alghero seaport?”, which appeared in the 3rd issue of Medicina dello Sport, will most certainly
have aroused readers’ interest because, through
the study of morphological bone changes in
response to functional stresses, it gives us a
reasonably approximate glimpse into the life
style and working activity of a subject exhumed
more than 400 years after his death.1
The skeletal changes thus reflect the overloading to which the organism was subjected
in life and many of these changes have close
analogies with what it is observed in subjects
who engage more or less intensively in sport in
our own day.
I
l lavoro “Un caratteristico modello di marcatori
di stress muscolo-scheletrici in un sardo del XVI
secolo: un rematore di galea del porto di Alghero?”, comparso nel 3° numero della rivista Medicina dello Sport, avrà sicuramente stimolato l’interesse dei lettori perché consente di risalire, con
buona approssimazione attraverso lo studio delle
alterazioni morfologiche delle ossa in risposta a
stress funzionali, alle abitudini di vita e all’attività
lavorativa di un soggetto riesumato dopo oltre 400
anni dalla sua scomparsa 1.
Le alterazioni scheletriche rappresentano quindi
l’espressione dei sovraccarichi ai quali è stato sottoposto l’organismo in vita e molte di queste presentano strette analogie con quanto è possibile rilevare anche in soggetti che, ai nostri giorni, praticano
in modo più o meno intenso una attività sportiva.
Traumatologia da sport
dell’apparato locomotore
Sport induced trauma of
the locomotor system
As we all know, sports traumatology studies the damage which acute or chronic traumas
cause to the osteomyoarticular system of an
athlete during his competitive career.
Because of its intrinsic competitive characteristics involving major functional commitment,
sporting activity is one of those occupations in
which the person in question subjects his or
her organism to exceptional work loads that
cannot be compared with those he encounters
in everyday life, to the point of eventually determining or opening the way to the onset of
osteoarticular pathology.
Right from its very earliest days, sports medi-
Vol. 66 - No. 4
La traumatologia dello sport si occupa, come è
noto, degli effetti lesivi che eventi traumatici acuti o cronici inducono sull’apparato osteo-mio-articolare di un atleta nel corso della sua carriera
agonistica.
L’attività sportiva, per le sue caratteristiche intrinseche di agonismo ed elevato impegno funzionale è una di quelle occupazioni nelle quali il soggetto sottopone il proprio organismo a carichi di
lavoro eccezionali, non comparabili a quelli delle
comuni attività delle vita quotidiana al punto da
determinare o facilitare, nel tempo, l’instaurarsi di
una patologia osteo-articolare.
Sin dai suoi albori la medicina dello sport ha
individuato nel sovraccarico la causa più comu-
MEDICINA DELLO SPORT
463
DRAGONI
Osteo-articular lesions in a galea rower
cine pinpointed overloading as the commonest
cause of the onset of pathological forms; owing
to the potential harm implicit in the very essence of the sporting action it is precisely the
locomotor system that is first affected by the
damaging effects of physical activity.
On the basis of this distinction sports traumatology thus studies forms that develop chronically from the overloading to which the locomotor system is subjected in the course of the
sports activity, as well as acute injuries.
It is almost universally admitted that sports
activity, especially if performed long-term or incorrectly, acts as an accelerating factor in the
wear and tear of articular and extra-articular
structures which is seen normally, albeit more
slowly, even in subjects who do not take part in
intensive, working or sporting, physical activity.
Many of these lesions have been classified
under the term athlopathies owing to the frequency of their observation and close pathogenetic relationship with the dynamics of a
number of sporting events and inter-related
sports; the typical nature of the lesion must
reside in the significant, constant presence of
clinical signs and comparable anatomo-pathological pictures in the anatomical districts involved. In this sense, the concept of athlopathy
has been scaled down over recent years, losing
much of its initial originality and there are few
forms that can still be included in this group
today.
By the term functional overload today we
mean the repetition of sporting actions or motor actions of any kind for excessively long periods or with an extremely high intensity such as
to provoke mechanical or traumatic wear and
tear on locomotor system structures to the extent of inducing pathological reactions.2, 3
One particular aspect of functional overload
is that its signs are observed in the structures
most engaged by the sporting action both during training and during the competition, with
specific correlations between the potentially
damaging activity and its clinical expression.
The tissues affected by these pathologies are
the tendons (mechanically-induced tendinopathies), bone tissue (stress fractures) and cartilage
with the appearance of regressive, dystrophic
type changes and the onset of conditions comparable anatomically to those of arthrosis.
The latter in particular have attracted the attention of scholars because of their clear-cut
anatomo-radiological picture and it is thanks
also to the use of traditional radiology that it
464
ne dell’insorgere di forme patologiche; per una
implicita noxa racchiusa nell’essenza stessa del
gesto sportivo è proprio l’apparato locomotore a
risentire per primo degli effetti lesivi dell’attività
fisica.
Sulla base di tale distinzione la traumatologia
dello sport comprende quindi, accanto alle lesioni
acute, forme ad evoluzione cronica che prendono
origine dal sovraccarico cui viene sottoposto l’apparato locomotore nel corso della sua attività.
E’ infatti, pressoché universalmente ammesso
che l’attività sportiva agisca, specie se a lungo o
non correttamente eseguita, quale fattore accelerante dei fenomeni di usura delle varie strutture
articolari ed extrarticolari che normalmente si
producono, sebbene in maniera più lenta, anche
in soggetti non dediti ad attività fisica intensa, lavorativa o sportiva.
Molte di queste lesioni sono state definite nel
tempo con il termine di atlopatie per le loro caratteristiche di frequenza di osservazione e di stretto
rapporto patogenetico con la dinamica di alcune
discipline sportive o di sport affini tra loro; la tipicità della lesione deve risiedere nella significativa,
costante presenza di segni clinici e quadri anatomo-patologici tra loro sovrapponibili nei distretti
anatomici interessati. In tal senso, il concetto di
atlopatia si è andato fortemente ridimensionando
nel corso degli ultimi anni, perdendo buona parte
della sua iniziale originalità e sono ben poche le
forme che ancora oggi meritano di essere inserite
in questo gruppo.
Attualmente con il termine di sovraccarico funzionale si intende la ripetizione di gesti sportivi o
comunque di atti motori per tempi eccessivamente lunghi o con intensità di azione estremamente
elevate che provocano una azione meccano-traumatica usurante sulle varie strutture dell’apparato
locomotore al punto da indurre reazioni patologiche 2, 3.
Un aspetto peculiare del sovraccarico funzionale è quello di manifestarsi a livello delle strutture
maggiormente impegnate dal gesto sportivo sia nel
corso dell’allenamento che della gara con precise
correlazioni tra attività potenzialmente lesiva ed
espressività clinica.
I tessuti interessati da queste forme patologiche sono quelli tendinei, nei quali compaiono le
tendinopatie ad etiologia meccanica, quello osseo
con le fratture da stress e quello cartilagineo con
alterazioni a carattere regressivo e distrofico e la
comparsa di quadri sovrapponibili per le caratteristiche anatomiche a quelli della artrosi.
Soprattutto questi ultimi hanno richiamato da
tempo l’attenzione degli studiosi specialmente a
causa del loro vistoso quadro anatomo-radiologico
che grazie all’uso della radiologica tradizionale ha
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Osteo-articular lesions in a galea rower
DRAGONI
has been recognised right from the earliest days
of Sports Medicine.
Analysis of occupational stress markers
(OSM) applied to the skeletal remains enabled
the authors to make, in the light of the historical context in which the subject spent his life,
a number of deductions regarding the type of
physical activity he engaged in, the purpose of
which, of course, was not sport but work.
More specifically, from the distribution of the
lesions in the skeleton it is possible to hypothesise that:
—— the subject had been engaged in intensive, prolonged physical activity that determined pathological changes of an arthrosic
type which were more pronounced in the vertebral column, shoulders and joints of knees
and hands;
—— the intensive, repeated contractile activity
of certain muscular groups also led to the onset
of changes of osteopathic type at the junctional
segments with the bone in the form of osteophytes or areas of rarefaction as a result of reabsorption secondary to tractional mechanisms;
—— the predominance of changes triggered
by an overload condition with respect to the
acute traumatic lesions is evident and agrees
substantially with what is observed in modern
sports traumatology.
contribuito maggiormente, sin dagli albori della
Medicina dello Sport, al loro riconoscimento.
L’analisi dei marcatori di stress occupazionale
(MOS) applicata ai resti scheletrici ha consentito
agli autori di ricavare, alla luce del contesto storico nel quale il soggetto ha trascorso la sua vita,
alcune deduzioni sul tipo di attività fisica praticata, il cui fine non è stato, naturalmente, quello
sportivo bensì quello lavorativo.
In particolare, dalla distribuzione delle lesioni
a carico dello scheletro è possibile ipotizzare che:
—  il soggetto sia stato impegnato in una attività
fisica intensa e prolungata che ha determinato alterazioni patologiche di tipo artrosico più marcate
sulla colonna vertebrale, sulle spalle e sulle articolazioni delle ginocchia a delle mani;
—  l’intensa e ripetuta attività contrattile di
alcuni gruppi muscolari ha altresì determinato
la comparsa di alterazioni di tipo entesopatico a
carico dei segmenti giunzionali con l’osso sotto
forma di entesofiti o di aree di rarefazione per riassorbimento secondario a meccanismi trazionali;
—  la predominanza di alterazioni provocate
da una condizione di sovraccarico nei confronti
delle lesioni traumatiche acute appare evidente e
sostanzialmente in accordo con quanto si rileva
nella moderna traumatologia dello sport.
Lesions typical of the galea rower and of
athletes who engage in activities with oars
Sulla base delle lesioni osservate nello scheletro
di Alghero è stato possibile ipotizzare che l’attività fisica svolta dal soggetto in vita sia stata quella
del rematore impiegato nell’equipaggio di qualche
nave da guerra o commerciale che percorreva le
rotte del Mediterraneo.
La complessa e impegnativa gestualità del­
l’azione di remata descritta nel lavoro rende ragione del tipo di lesioni riscontrate e delle sedi
anatomiche di insorgenza che vedono nelle spalle, nella colonna, nelle mani e nelle ginocchia le
aree maggiormente sottoposte ad una condizione
di sovraccarico.
Il tentativo di assimilare il gesto del rematore a
quello eseguito da atleti impegnati ai nostri giorni
in attività analoghe con remi o pagaie è, intuitivamente e come ben sottolineano gli Autori, difficilmente proponibile anche se non è raro osservare
alcuni aspetti patologici che richiamano quanto
rilevato nel rematore di Alghero (Figura 1).
Un tentativo di confronto al fine di individuare
analogie e discordanze è quindi possibile con il
canottaggio che come è noto è uno sport completo
multilaterale con impegno muscolare simmetrico
che si realizza attraverso continue tensioni e ri-
On the basis of the lesions observed in the
Alghero skeleton it was possible to hypothesise
that the physical activity performed by the subject when alive was that of a rower working in
the crew of a warship or commercial vessel on
the Mediterranean routes.
The complex, demanding series of actions
involved in rowing as described in the paper
explains the type of lesions observed and the
anatomical locations of onset that we see in the
shoulders, the spinal column, the hands and in
the knees, namely the areas most subjected to
an overload condition.
The attempt to liken the action of the rower
to that of athletes engaging in our own day in
similar activities with oars or paddles is intuitively difficult to propose, as is well underlined
by the authors, even though it is not rare to observe certain pathological aspects which recall
that of the Alghero rower (Figure 1).
An attempt to identify similarities and differ-
Vol. 66 - No. 4
Lesioni tipiche del rematore e degli
atleti che praticano attività con remi
MEDICINA DELLO SPORT
465
DRAGONI
Osteo-articular lesions in a galea rower
A
B
Figure 1.—A, B) Oarsmen and galea rowers.
Figura 1. — A, B) Canottieri e rematori di galea.
ences is therefore possible with rowing which
is a complete multilateral sport with symmetrical muscular involvement that is carried out by
way of constant tension and relaxation that determine an alternation of loading and unloading
actions on joint structures.
Competitive activity means the involvement
of practically all muscular groups of the upper
and lower extremities and of the trunk which
during training and in competition are subjected to intensive, prolonged effort.
The considerable increase in the number of
people practicing sport over recent years has
not led to a parallel increase in our epidemiological knowledge of acute and chronic traumas of the locomotor system.
The most significant papers on the subject in
Italy have appeared in two issues of Medicina
della Sport produced by the medical sector of
the Italian Rowing Federation.4, 5
These papers confirm the almost complete
absence in rowing of acute traumas whose appearance is to be sought more in sporadic incidents during complementary training activities
than in the course of actually rowing a boat.
The commonest pathologies are therefore
those due to overloading caused by a number
of factors related to the series of actions typical
of the sport with clinical signs at the tendons,
bones and joints.
The most frequent pathologies observed in
rowers and canoers involve the vertebral column (above all in the dorso-lumbar segment)
and to a lesser extent the ribs, knees, shoulders
and hands; the tendinous formations most fre-
466
lasciamenti che determinano azioni alternate di
carico e scarico sulle strutture articolari.
L’attività agonistica prevede il coinvolgimento di
pressoché tutti i gruppi muscolari degli arti superiori, inferiori e del tronco che vengono sottoposti
durante gli allenamenti e le gare a uno sforzo intenso e prolungato.
Il notevole aumento del numero dei praticanti
rilevato nel corso degli ultimi anni non ha coinciso
con un parallelo incremento delle conoscenze epidemiologiche sugli eventi traumatici acuti e cronici dell’apparato locomotore.
I lavori più significativi sull’argomento nel nostro paese sono quelli comparsi in due numeri
della rivista Medicina dello Sport realizzati dal
settore sanitario della Federazione Italiana Canottaggio 4, 5.
Da questi lavori emerge la conferma della pressoché completa assenza, in questa disciplina sportiva, di eventi traumatici acuti la cui comparsa va
ricercata più in sporadici incidenti durante attività allenanti complementari che nel corso dell’impegno in barca.
Le forme patologiche più comuni risultano quindi quelle da sovraccarico provocate da molteplici
fattori legati alla gestualità tipica della disciplina,
con manifestazioni cliniche a carico dei tendini,
delle ossa e delle articolazioni.
Le patologie più frequenti che si manifestano
nei canottieri ma anche nei canoisti sono quelle a carico della colonna vertebrale (soprattutto
a livello nel segmento dorso-lombare) e in minor
misura delle costole, delle ginocchia, delle spalle e
delle mani; le formazioni tendinee più frequentemente interessate sono quelle afferenti ai muscoli
dell’avambraccio inquadrabili nell’ambito delle
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Osteo-articular lesions in a galea rower
DRAGONI
quently affected are those afferent to the forearm muscles classifiable among elbow insertional tendinopathies and tenosynovitis of the
hand and finger extensors at the level of the
distal third of the forearm.
It is well known that so-called “backache in
oarsmen” is an extremely common, invalidating
condition that can negatively affect the sporting
career of many athletes and is caused by column overload provoked by a strenuous training
programme.5
Numerous NMR studies have shown a decided increase in disc pathologies in rowers when
compared with a control group; 95% of male athletes prsented changes to an intervertebral disc
and 42% suffered from a herniated disc although
the incidence of neurological findings was very
small overall notwithstanding the instrumental
observation of disc conditions or herniation.7
Equally common in rowers is the observation, as also found in the Alghero skeleton, of
changes classifiable as a vertebral osteochondrosis of the young with dorsal and more frequently lumbar location; in such cases the X-ray
picture shows the presence of irregular somatic
end plates that take on an undulating, serrated
appearance and Schmorl intraspongious nuclear hernias with perimetral sclerosis (Figure 2).
tendinopatie inserzionali al gomito e delle tenosinoviti degli estensori della mano e della dita a
livello del terzo distale dell’avambraccio.
La cosiddetta “lombalgia del canottiere” è, come
è noto, una condizione estremamente comune e
invalidante in grado di condizionare negativamente la carriera sportiva di molti atleti ed è provocata dal sovraccarico sulla colonna provocata
da uno strenuo programma di allenamento 5.
Numerosi studi mediante risonanza magnetica
nucleare hanno permesso di dimostrare un netto
incremento delle patologie discali nei soggetti praticanti il canottaggio nei confronti di un gruppo
di controllo; il 95% degli atleti di sesso maschile
presentava alterazioni a carico di un disco intervertebrale e il 42% era affetto da una ernia discale
anche se l’incidenza dei reperti neurologici è risultata complessivamente molto modesta nonostante
il riscontro strumentale di discopatie o ernie 7.
Altrettanto comune negli atleti praticanti il canottaggio è il riscontro, così come rilevato nello
scheletro di Alghero, di alterazioni inquadrabili
nell’ambito delle osteocondrosi vertebrali giovanili a localizzazione dorsale e più frequentemente
lombare; in questi casi il quadro radiografico dimostra la presenza di irregolarità delle limitanti
somatiche che assumono un aspetto ondulato e
dentellato e di ernie nucleari intraspongiose di
Schmorl con sclerosi perimetrale (Figura 2).
A
B
Figure 2.—A) Vertebral osteochondrosis with irregularities of the somatic end plates and intraspongious herniation;
B) anatomical findings of intraspongious herniation [From Giuffra et al.].1
Figura 2. — A) Osteocondrosi vertebrale con irregolarità delle limitanti somatiche ed ernie intraspongiose; B) reperti
anatomici di ernie intraspongiose [Da Giuffra et al.] 1.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
467
DRAGONI
Osteo-articular lesions in a galea rower
By contrast, the finding of osteochondrosis in other anatomical locations is quite rare
in oarsmen, unlike the finding in the Alghero
rower.
As regards the effects of overloading on
bone (stress fractures), pathological changes
to the bones of the foot or leg have almost
never been observed in oarsmen (unlike what
happens in other sports in which the lower
extremities are intensively involved); sporadic
episodes have been described in the fibula and
shinbone, the origin of which is the running
done in training.
On the contrary, stress fractures of the ribs
is quite typical of oarsmen and their incidence
has been increasing steadily over recent years,
particularly in female athletes.8
The pathogenetic mechanism is to be sought
in the repeated contractions of the external oblique and the anterior serrated muscles during
the rowing stroke which produce torsion stresses on the lateral segment of the ribs to the point
of causing the lesion (Figure 3).
Study of the lesions identified in the Alghero
skeleton has made it possible to identify major
arthrosic changes in the hands, particularly in
the metacarpo-phalangeal joints of the first and
third radii, demonstration of intensive prensile
effort with both hands.
In spite of the fact that the series of actions
performed by an oarsman is almost exactly comparable to that performed by our galea rower,
it is very rare to observe regressive changes of
Per contro il rilievo di condizioni di osteocondrosi in altre sedi anatomiche sono del tutto rare
negli atleti praticanti il canottaggio contrariamente a quanto individuato nel rematore di Alghero.
Per quello che riguarda gli effetti del sovraccarico sull’osso (fratture da stress) non sono quasi mai
state rilevate negli atleti praticanti il canottaggio
alterazioni patologiche a carico delle ossa del piede
o della gamba (contrariamente a quanto avviene
in altre discipline sportive nelle quali gli arti inferiori sono impegnati in modo intenso); sporadici
episodi sono stati descritti a carico del perone e
della tibia la cui genesi va fatta risalire alle attività
allenanti della corsa.
Per contro, del tutto tipico degli atleti praticanti
il canottaggio è il rilievo di fratture da stress a carico dello scheletro costale la cui incidenza è andata
progressivamente aumentando nel corso degli ultimi anni soprattutto nelle atlete di sesso femminile 8.
Il meccanismo patogenetico va ricercato nelle
ripetute contrazioni dei muscoli obliquo esterno e
serrato anteriore durante la remata che esercitano
forze di torsione sul segmento laterale delle costole
fino a provocarne la lesione (Figura 3).
Lo studio delle lesioni individuate nello scheletro
di Alghero ha permesso di individuare importanti
alterazioni artrosiche a carico delle mani e in particolare sulle articolazioni metacarpo-falangee del
primo e terzo raggio a dimostrazione di un intenso
impegno prensile con entrambe le mani.
Nonostante la gestualità del canottaggio preveda un’attività quasi del tutto sovrapponibile a
quella svolta dal rematore dell’epoca è molto raro
osservare nei canottieri alterazioni regressive di
Figure 3.—A) The action of the external oblique and major serrated muscles exercises torsion forces on the ribs to the
point of causing a stress fracture (B, arrow).
Figura 3. — A) L’azione dei muscoli obliquo esterno e grande dentato esercita forze di torsione sulle costole sino a
provocare la frattura da stress (B, freccia).
468
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Osteo-articular lesions in a galea rower
DRAGONI
this type in the metacarpo-phalangeal or interphalangeal joints in oarsmen.
By contrast a finding of this type is very common in field athletes practicing throwing sports,
particularly shot-putters, where it is common to
find arthrosis of the metacarpo-phalangeal joint
of the third and fourth radii, defined as “shotputter’s hand”, classifiable among the athlopathies (Figure 4).9
In top flight oarsmen pain syndromes are
found with some frequency in the shoulders
and knees; the former, more frequent in specialities where only one oar is used in which the
inherent asymmetricity of the action may be the
factor that triggers the onset of tendinopathies
of the rotator cuff due to subacromial attrition
(Figure 5).
Pain in the knees is almost always attributable to insertional tendinopathies of the patella
and wear and tear of the femoro-patellar joint;
both pathologies seem to be caused more by
the complementary training activities such as
running and jumping with external overloading
than by the series of actions typical of the rowing stroke (Figure 6).
A
questo tipo a carico delle articolazioni metacarpofalangee o interfalangee.
Per contro, un reperto di questo tipo è molto
frequente negli atleti praticanti l’atletica leggera
impegnati nelle specialità dei lanci, soprattutto del
peso, nei quali è comune l’individuazione di manifestazioni artrosiche a carico della metacarpofalangea del terzo e quarto raggio, definita con il
termine di “mano del lanciatore di peso”, inquadrabile nell’ambito delle atlopatie (Figura 4) 9.
Nei canottieri di elevato valore agonistico è inoltre possibile riscontrare con una certa frequenza
sindromi dolorose a carico delle spalle e della ginocchia; le prime, più frequenti nei praticanti la
specialità di punta nei quali una intrinseca asimmetricità del gesto sportivo può rappresentare un
fattore favorente alla comparsa di tendinopatie
della cuffia di rotatori per condizione di attrito
sottoacromiale (Figura 5). A carico delle ginocchia
le forme dolorose sono da attribuire quasi sempre
a tendinopatie inserzionali del rotuleo e a fenomeni di usura dell’articolazione femoro-patellare;
entrambe le patologie sembrano essere provocate
più dalle attività allenanti complementari quali la
corsa e i balzi con sovraccarichi esterni che dalla
gestualità tipica della vogata (Figura 6).
B
Figure 4.—A) X-ray picture and B) anatomical finding (B) of arthrosis of the metacarpo-phalangeal of the third radius
[From Giuffra et al.].1
Figura 4. — A) Quadro radiografico e B) reperto anatomico [Da Giuffra et al.] 1. di artrosi della metacarpo-falangea
del terzo raggio.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
469
DRAGONI
Osteo-articular lesions in a galea rower
A
B
Figure 5.—A) X-ray examination with prominent aspect of the anterior acromial margin and B) anatomical finding
[From Giuffra et al.].1
Figura 5. — A) Esame radiografico con aspetto prominente del margine anteriore dell’acromion e B) reperto anatomico [Da Giuffra et al.] 1.
Figure 6.—Proximal patellar tendinopathy in an oarsman; the ECG shows thickening and structural dyshomogeneity
of the tendon in the deep proximal junctional location.
Figura 6. — Tendinopatia inserzionale rotulea in un canottiere; l’esame ecografico mostra ispessimento e disomogeneità strutturale del tendine in sede giunzionale prossimale profonda.
Conclusions
Conclusioni
In spite of the undeniable problems involved
in pinpointing the activities of an individual
who died more than 400 years ago, the authors,
on the basis of a historical reconstruction and
analysis of occupational stress markers, reach
the convincing interpretation that the individual
was occupied in an intensive physical activity
consistent with the practice of rowing.
Nonostante le innegabili difficoltà di risalire
con certezza e precisione alle attività praticate in
vita da un individuo scomparso oltre 400 anni fa
gli autori, sulla base della ricostruzione storica e
dell’analisi dei marcatori di stress occupazionali, giungono alla convincente interpretazione che
l’individuo è stato sottoposto in vita ad una intensa
attività fisica coerente con la pratica della remata.
470
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Osteo-articular lesions in a galea rower
DRAGONI
We obviously have no way of knowing
whether this activity was carried out voluntarily
as a free man or whether it was forced upon
him as a prisoner; in any case it is probable
that, apart from the rowing activity, the individual also engaged in tiring physical activity as
well, such as lifting and moving loads.
Many, albeit not all, the anatomical findings
and their respective pathological pictures, are
also present in athletes who perform an activity
involving major physical commitment such as
rowing.
The most obvious reflection is that, in spite
of the passing of the centuries, the locomotor
system reacts in a substantially similar fashion
to the way it did for our ancestors when subjected to an external load whether working or
sporting, although our present-day knowledge
of the causes of the damage and its clinical
signs have developed significantly thanks to the
use of instruments which permit us to identify
the lesion at a fairly early stage.
Bearing in mind that the effects of an overload develop in the course of rather prolonged
periods of time, the advantage of this is that it
is possible to take preventive action and apply
suitable treatment without having to await the
onset of major clinical and anatomical signs for
which, especially at joint level, there is often little that can be done.
This notwithstanding, it should be realistically considered that what occurred in the past
and that we currently experience in our everyday practice with athletes will in all probability
also be present in the future because it is unfortunatley very difficult to completely eliminate
the wear and tear of intensive, prolonged physical activity on the anatomical formations of the
locomotor system.
References/Bibliografia
1) Giuffra V, Bianucci R, Milanese M.
Fornaciari G. A peculiar pattern of musculoskeletal stress marker in a skeleton
from 16 th century Sardinia: a galea rower of the Alghero seaport? Med Sport
2013;66:443-60.
2) Santilli G. La patologia da sovraccarico funzionale dell’apparato locomotore.
Med Sport 1975;28:371-76
3) Santilli G Lesioni da sovraccarico funzi-
Non è dato ovviamente sapere se questa attività
è stata svolta in modo volontario da uomo libero
ovvero in modo coercitivo in quanto prigioniero;
in ogni caso è probabile che, oltre all’attività remiera, l’individuo sia stato sottoposto anche ad
attività fisiche usuranti complementari quali il sollevamento e lo spostamento di carichi.
Molti anche se non tutti i rilievi anatomici individuati, con i corrispettivi quadri patologici, sono
presenti anche negli atleti che svolgono un attività
a così rilevante impegno fisico quale il canottaggio.
La riflessione più ovvia è che l’apparato locomotore nonostante il trascorrere dei secoli reagisce in
modo sostanzialmente analogo a quanto avvenuto nei nostri progenitori alla somministrazione di
uno stimolo esterno sia esso lavorativo che sportivo
sebbene le nostre conoscenze attuali sulle cause dei
danni e sulle loro manifestazioni cliniche si siano
sviluppate in modo assai significativo grazie anche
all’ausilio delle indagini strumentali che ci consentono di individuare la lesione in una fase del
tutto iniziale.
Tale opportunità è assai vantaggiosa in quanto,
tenendo presente che gli effetti del sovraccarico si
sviluppano nel corso di periodi di tempo piuttosto
prolungati, è possibile intervenire precocemente attuando azioni preventive e applicando trattamenti
idonei senza dover attendere la comparsa di manifestazioni cliniche e anatomiche imponenti per
le quali, soprattutto a livello articolare, talvolta
poco si può fare.
Ciononostante va realisticamente considerato che quello che si è verificato nel passato e che
attualmente viviamo nella pratica quotidiana a
fianco degli atleti sarà con ogni probabilità presente anche nel futuro perché è purtroppo molto
difficile poter eliminare completamente gli effetti
usuranti di una attività fisica intensa e prolungata sulle formazioni anatomiche dell’apparato locomotore.
onale. In: Diagnostica per Immagini in Medicina dello Sport a cura di Antonio Francone. Milan: Masson Editore; 1989. p. 61-5.
4) Spataro A Il Canottaggio. Med Sport
1999;3:214-25.
5) Spataro A, Crisostomi B, Cifra B, Di
Cesare A, Di Giacinto B, De Blasiis E et
al. Il Canottaggio dieci anni dopo. Med
Sport 2009;62:209-40.
6) Hosea TM, Hannafin JA. Rowing Injuries. Sports Health 2012;4:236-45.
7) Maurer M, Soder RB, Baldisserotto M.
Spinal abnormalities depicted by magnetic resonance imaging in adolescent
rowers. Am J Sports Med 2011;39:392-7.
8) Dragoni S, Giombini A, Di Cesare A,
Ripani M, Magliani G. Stress fractures
of the ribs in elite competitive rowers:
a report of nine cases. Skeletal Radiol
2007;36:951-4.
9) Rossi F, Dragoni S. Osteoartrthritis of
the metacarpo-phalangeal joints in shotputters. 3rd European Congress of Sports
Traumatology, Madrid; 2004.
Conflicts of interest.—None.
Corresponding author: Dott. S. Dragoni, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport del CONI, Largo Piero Gabrielli 1, 00197
Rome, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
471

Physiological area
Area fisiologica
MED SPORT 2013;66:473-84
Body posture in female wrestlers before
and after specialized physical training
Postura corporea nelle lottatrici prima
e dopo l’allenamento fisico specializzato
M. SOKOŁOWSKI 1, A. KAISER 2, M. MROZKOWIAK 3
1Department
of the Methodology of Physical Education, University School of Physical Education,
Poznan’, Poland
2Department of Tourism and Recreation, School of Banking, Poznan
’, Poland
3Department of Physiotheraphy, Szczecin Higher School Collegium, Balticum, Poland
SUMMARY
Aim. This study discusses the changes in the parameters of body posture caused by a 90-minute physical training
aimed at mastering wrestling techniques.
Method. The examinations were carried out in July 2011 among the 30 female members of The Polish National Wrestling Team (mean ± SD, age: 16.8±1.21 years; body height: 163±5.77 cm; body mass: 54.1±9.28 kg). The research
method consisted in carrying out measurements of the 29 parameters describing pelvis and physiological spinal curvatures in the sagittal, frontal and transverse planes before and after physical training using Posturometer M method.
Results. After physical effort the length and height of thoracic kyphosis and lumbar lordosis increased very significantly, with the medium statistical deepening of the lumbar lordotic angle. The verticality of the body improved considerably because of a very significant reduction in the angle of extension and some not very significant changes in
the angle of trunk bend. Due to these changes the total spine length increased significantly. In the female wrestlers
with their pelvis rotated to the right in the transverse plane the rotation increased, whereas in those with left-rotated
pelvis, the rotation was reduced.
Conclusion. The most substantial training-induced changes in the body posture of the female wrestlers can be observed in the sagittal plane. Smaller changes occurred in the transverse plane, while the smallest effect was observed
in the frontal plane. Preventing back pain syndrome or postural defects should become a routine in the supplementary
physical training. Initial part of basic training should contain exercises that build up the strength of postural muscles,
whereas its final part should focus on relaxation and stretching.
Key words: Posture - Spine - Pelvis - Kyphosis - Wrestling.
RIASSUNTO
Obiettivo. Questo studio illustra i cambiamenti dei parametri della postura corporea causati da un allenamento fisico
di 90 minuti mirato ad approfondire le tecniche di lotta.
Metodo. Gli esami sono stati effettuati nel luglio 2011 e hanno coinvolto 30 atlete della squadra nazionale polacca di
lotta (media ± DS, età: 16,8±1,21 anni; altezza: 163±5,77 cm; massa corporea: 54,1±9,28 kg). Il metodo di ricerca
consisteva nell’esecuzione di misurazioni dei 29 parametri che descrivono la pelvi e le curvature fisiologiche della
colonna vertebrale nei piani sagittale, frontale e trasverso prima e dopo l’allenamento fisico utlizzando un Posturometro M.
Risultati. Dopo lo sforzo fisico la lunghezza e l’altezza della cifosi toracica e della lordosi lombare sono aumentate in
modo molto significativo, con approfondimento statistico medio dell’angolo di lordosi lombare. La verticalità corporea
è migliorata notevolmente a causa di una riduzione molto significativa dell’angolo di estensione e di alcune modifiche
non molto significative dell’angolo di piegamento del tronco. A causa di questi cambiamenti, la lunghezza totale della
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
473
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
colonna vertebrale è aumentata notevolmente. Nelle lottatrici con la pelvi ruotata verso destra nel piano trasverso, la
rotazione aumentava, mentre in quelle con la pelvi ruotata verso sinistra, la rotazione era ridotta.
Conclusioni. Le variazioni più significative, indotte dall’allenamento, nella postura corporea delle lottatrici si possono
osservare nel piano sagittale. Si sono verificate piccole variazioni nel piano trasverso, mentre l’effetto minore è stato
osservato nel piano frontale. La prevenzione della sindrome di dolore lombare o di difetti posturali deve diventare
routine nell’allenamento fisico complementare. La parte iniziale dell’allenamento di base deve contenere esercizi che
rafforzino i muscoli posturali, mentre la parte finale deve concentrarsi sul rilassamento e lo stretching.
Parole chiave: Postura - Colonna - Pelvi - Cifosi - Lotta.
F
aulty body posture and defective spinal
functions that result in a severe back pain
pose serious clinical and social problems in
highly developed countries.1-3 Back pain is, on
the one hand, the effect of a limited level of daily physical activities. On the other hand, spinal
conditions result from low back strain, adopting
certain disadvantageous positions during physical exercise, making asymmetrical movements,
as well as from the accumulation of micro-injuries or too intense sports training.
The present study argues that the specialized
physical training in the group of young female
wrestlers has positive effects on their body posture, such as the prevention of postural problems or back pain syndrome. Multiple studies
have successfully examined the question of the
effectiveness of the system of postural control
and body posture.4-14 However, empirical data
concerning the effects of a sports training on
the shape of the vertebral column is equivocal.
Human body functions most effectively if all its
parts are, in biomechanical terms, adequately
related to one another. If at least one bodily
segment is out of linearity, upper and lower
segments will tend to compensate.15, 16 Special
diagnostic schemes should, therefore, be implemented in order to ensure equilibrium in the
physical development of an athlete and to prevent the negative effects of unilateral specialization. With respect to the facts above, this study
aims to assess the effect of a 90-minute physical
exercise oriented towards the improvement of
a wrestling technique on the posture in young
female wrestlers.
Materials and methods
Characterization of the research sample
The research study was carried out in The
Wrestling Training Centre in Poznań, Poland,
during a sports camp. Physical examinations included 30 female representatives of the Polish
474
U
na postura corporea errata e funzioni spinali
difettose che provocano un forte dolore lombare pongono seri problemi clinici e sociali nei
paesi altamente sviluppati 1-3. Il dolore lombare è,
da una parte, l’effetto del livello limitato di attività fisica quotidiana. D’altra parte, le patologie
spinali derivano dallo sforzo della parte inferiore
della schiena, dovuto all’adozione di posizioni errate durante l’esercizio fisico, a movimenti asimmetrici, oltre che all’accumulo di micro-lesioni o
all’allenamento sportivo troppo intenso.
Il presente studio sostiene che l’allenamento fisico specializzato nel gruppo di giovani lottatrici
abbia effetti positivi sulla loro postura corporea,
quali la prevenzione di problemi posturali o di
sindromi di dolore lombare. Diversi studi hanno
esaminato con successo la tematica dell’efficacia
del sistema di controllo posturale e della postura corporea 4-14. Tuttavia, i dati empirici riguardanti gli effetti di un allenamento sportivo sulla
forma della colonna vertebrale sono ambigui. Il
corpo umano funziona più efficacemente se tutte
le sue parti, in termini biomeccanici, sono adeguatamente connesse una all’altra. Se almeno un
segmento corporeo è fuori linearità, i segmenti
superiori e inferiori tendono a compensare 15, 16.
Pertanto è opportuno implementare schemi diagnostici speciali per garantire l’equilibrio dello
sviluppo fisico di un atleta e prevenire gli effetti
negativi della specializzazione unilaterale. Per
quanto riguarda i fatti di cui sopra, questo studio
mira a valutare l’effetto di un esercizio fisico di 90
minuti, orientato al miglioramento della tecnica
di lotta, sulla postura delle lottatrici giovani.
Materiali e metodi
Caratterizzazione del campione di ricerca
Lo studio di ricerca è stato effettuato presso il
Centro di Allenamento alla Lotta a Poznań, in Polonia, durante un campo sportivo. Gli esami fisici
inclusi hanno compreso 30 atlete della squadra
nazionale polacca di lotta, di età compresa tra i
15 e i 20 anni, che rappresentano l’86% dei mem-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Body posture in female wrestlers
SOKOŁOWSKI
Table I.—Sample group.
Tabella I. — Gruppo esaminato.
N.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Mean values (± SD)
Date of birth
(age)
Body mass (kg)
Body height
(cm)
Age category*
Weight class*
Training
experience
(years)
1996 (15)
1996 (15)
1996 (15)
1996 (15)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1995 (16)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1994 (17)
1993 (18)
1992 (19)
1993 (18)
1993 (18)
1992 (19)
16.8±1.21
39
44
54
43
51
39
60
48
70
46
56
57
45
52
61
53
68
60
64
53
67
40
67
49
72
52
58
48
52
54.1±9.28
153
155
165
158
160
161
160
155
163
158
167
165
160
156
165
170
166
167
169
165
170
160
165
160
180
168
158
158
168
163±5.77
Youngling
Youngling
Youngling
Youngling
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Cadet
Junior
Junior
Junior
Junior
Junior
-
5 (40kg)
6 (44kg)
9 (57kg)
6 (44kg)
6 (52kg)
2 (40kg)
8 (60kg)
5 (49kg)
10 (70kg)
4 (46kg)
7 (56kg)
8 (60kg)
4 (46kg)
7 (56kg)
9 (65kg)
7 (56kg)
10 (70kg)
8 (60kg)
9 (65kg))
7 (56kg
10 (70kg)
2 (40kg)
10 (70kg)
5 (49kg)
8 (72kg)
4 (55kg)
5 (59kg)
2 (48kg)
4 (55kg)
-
5
4
4
7
4
4
3
7
8
5
4
4
6
7
3
6
6
5
3
6
2
4
8
7
6
6
3
5
6
5.2±1.62
* FILA – International Wrestling Regulations (Corsie-sur-Vevey (SUI) – February 2010.
National Wrestling Team, aged 15 to 20 years,
which accounts for 86% of the national team
members in this age category. The average
body mass in the examined group amounted
to 54 kg, with an average height of 163 cm and
average training experience of 5 years (Table
I). The wrestlers were in their transition period
that began after the last wrestling competition,
the transition period included two mesocycles: a period of active rest and the period of
preparation for training. The first mesocycle included various forms of exercises, which were
different in nature from a professional wrestling fight, they were often in the form of play
and were characterized by a low intensity of
physical effort. In order to heal and prevent
injuries biological regeneration treatment was
introduced, which involved recreational activities at the swimming pool as well as carrying
Vol. 66 - No. 4
bri della squadra nazionale in questa categoria
di età. La massa corporea media nel gruppo esaminato era di 54 kg, con un’altezza media di 163
cm e un’esperienza di allenamento media di 5
anni (Tabella I). Le lottatrici erano nel periodo di
transizione, iniziato dopo l’ultima gara; il periodo di transizione includeva due mesocicli: un periodo di riposo attivo e il periodo di preparazione
per l’allenamento. Il primo mesociclo comprendeva varie forme di esercizi, di natura diversa dalla
lotta professionistica, spesso sotto forma di gioco e
caratterizzati da uno sforzo fisico di bassa intensità. Per poter guarire e prevenire lesioni è stato
introdotto un trattamento di rigenerazione biologica, che implicava attività ricreative in piscina,
nonché l’effettuazione di esami medici periodici.
Al termine del mesociclo le lottatrici sono state
preparate fisicamente e mentalmente per la stagione successiva di lotta. In preparazione per l’al-
MEDICINA DELLO SPORT
475
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
out periodic medical examinations. At the end
of the mesocycle the wrestlers were prepared
physically and mentally for the next wrestling
season. In preparation for the training the wrestlers participated in an increased number of
sports activities, the so-called practical subjects,
such as team games and overall general fitness
activities. At the end of their transition period
the female wrestlers took part in the specialized
wrestling training. This study was carried out in
the last days of training. Parental and guardian
consent had been obtained before testing team
members under 18. The authors were given informed consent and approval by Ethics Committee to carry out their research. The Bioethics
Committee of Poznań University of Medical Sciences granted permission to use their research
findings in the present study within the project
“Characteristics of body posture in people with
varied physical activity levels (sportspeople,
children, teenagers, adults)”, according to Resolution No. 525/11.
Procedures
In their research objective the authors were
guided by the need to provide the most reliable and full spatial representation of the body
posture in wrestlers. The fundamental objective
of the study was to assess body posture as a
relatively constant individual characteristic of
a human being. The most essential element of
this method consisted in a simultaneous measurement of all actual values of a spatial arrangement of individual bodily sections. The final
outcome of the research was based on the 29
selected parameters describing the body posture in the sagittal, frontal and transverse planes
in the area of pelvis and physiological spinal
curvatures. The measurements of individual
parametric values were made before and after
a 90-minute physical training designed to improve wrestlers’ speed and fighting technique
(Table II).
In order to measure the selected parametric
values, a stand for computer-aided assessment
of body posture (Posturometer M) was used.
The measurement stand was composed of a
computer, a card, dedicated software, a printer
and projector-receiver equipment with a camera
for the measurement of the selected parameters
in the pelvis-vertebral column system. Spatial
graphic representation is obtained through displaying a line with specific parameters on the
back of an examined person. The lines which
476
lenamento, le lottatrici hanno partecipato a un
maggior numero di attività sportive, le cosiddette
materie pratiche, come giochi di squadra e attività
complessive di fitness generale. Al termine del periodo di transizione, le lottatrici hanno partecipato all’allenamento specialistico per la lotta. Questo
studio è stato effettuato negli ultimi giorni di allenamento. Il consenso di genitori e tutori era stato
ottenuto prima di esaminare i membri della squadra di età inferiore ai 18 anni. Gli autori hanno
ricevuto il consenso informato e l’approvazione
del comitato etico per effettuare le loro ricerche.
Il Comitato di Bioetica dell’Università di Scienze
Mediche di Poznań ha concesso l’autorizzazione
a utilizzare i risultati della ricerca nel presente
studio all’interno del progetto “Caratteristiche della postura corporea in soggetti con diversi livelli
di attività fisica (sportivi, bambini, adolescenti,
adulti)”, in base alla Risoluzione n. 525/11.
Procedure
L’obiettivo di ricerca degli autori era guidato
dalla necessità di fornire la rappresentazione più
affidabile e completa spaziale della postura corporea delle lottatrici. L’obiettivo fondamentale dello studio era valutare la postura corporea come
caratteristica individuale relativamente costante
di un essere umano. L’elemento fondamentale
di questo metodo consisteva in una misurazione
simultanea di tutti i valori effettivi della disposizione spaziale delle singole sezioni corporee.
Il risultato finale della ricerca era basato sui 29
parametri selezionati, che descrivono la postura
corporea nel piano sagittale, frontale e trasverso
nella zona del bacino e delle curvature spinali
fisiologiche. Le misurazioni dei singoli valori parametrici sono state effettuate prima e dopo un
allenamento fisico di 90 minuti volto a migliorare
la velocità e la tecnica di combattimento delle lottatrici (Tabella II).
Al fine di misurare i valori parametrici selezionati, è stato utilizzato un macchinario computerassistito (Posturometro M) per la valutazione della
postura corporea. Il macchinario di misurazione
era composto da un computer, una scheda, software dedicato, una stampante e un’apparecchiatura proiettore-ricevitore con una telecamera
per la misurazione dei parametri selezionati nel
sistema colonna vertebrale-pelvi. La rappresentazione grafica spaziale si ottiene attraverso la visualizzazione di una linea con parametri specifici sulla schiena del soggetto esaminato. Le linee
visualizzate sulla schiena sono distorte, a seconda
della configurazione della superficie. L’uso della
telecamera permette di ricevere l’immagine di un
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Body posture in female wrestlers
SOKOŁOWSKI
Table II.—Parameters measured for pelvis-vertebral column system.
Tabella II. — Parametri misurati per pelvi- sistema della colonna vertebrale.
N.
Symbol
Parameters
Unit
Name
Details
Sagittal plane
1
2
3
4
5
6
Alpha
Beta
Gamma
Delta
DCK
KPT
degree
degree
degree
degree
mm
degree
Inclination of lumbopelvic region
Inclination of thoracolumbar region
Inclination of upper thoracic region
Total of angular values
Total length of the spine
Angle of extension
7
KPT -
degree Angle of body bent
8
9
10
11
DKP
KKP
RKP
GKP
mm
degree
mm
mm
thoracic kyphosis length
Angle of thoracic kyphosis
Thoracic kyphosis height
Thoracic kyphosis depth
12
13
14
15
DLL
KLL
RLL
GLL -
mm
degree
mm
mm
Lumbar lordosis length
Angle of lumbar lordosis
Lumbar lordosis height
Lumbar lordosis depth
Delta = Alpha + Beta + Gamma
Distance between C7 and S1, measured in vertical axis
Defined as a deviation of C7-S1 line from vertical position (backwards)
Defined as a deviation of C7-S1 line from vertical position (forwards)
Distance between points C7 and PL
KKP = 180 – (Beta+Gamma)
Distance between points C7 and PL
Distance measured horizontally between the vertical
lines passing through the points PL and KP
Distance between point KP and S1
KLL = 180 – (Alpha + Beta)
Distance between point PL and S1
Distance measured horizontally between the vertical
lines passing through the points PL and LL
Frontal plane
16
KNT -
degree Angle of body bent to the side
17
KNT
degree
18
19
20
21
22
LBW LBW
LŁW
LŁW OL
mm
mm
mm
mm
mm
23
OL -
24
25
26
KNM
KNM UK
27
UK -
Defined as a deviation of C7 – S1 line from vertical position to the left
Defined as a deviation of C7 – S1 line from vertical position to the right
Distance measured vertically between horizontal lines
passing through points B2 and B4
Distance measured vertically between horizontal lines
passing through points Ł1 and Łp
Difference of the distance of lower angles of scapulas
from the line of spinous processes measured horizontally along the lines passing through points Łl and Łp
Right shoulder up
Left shoulder up
Left scapula up
Right scapula up
Lower angle of left scapula more
distant
mm Lower angle of right scapula more
distant
degree Pelvis tilt, right ilium up
Angle between horizontal line and the straight line
passing through the points M1 and Mp
degree Pelvis tilt, left ilium up
mm Max. inclination of 1 spinous process Maximal deviation of spinous process from the line
to the right
from S1. Distance measured in horizontal line.
mm Max. inclination of 1 spinous process
to the left
Transverse plane
28
KSM
29
KSM -
degree Pelvis rotated to the right
degree Pelvis rotated to the left
are displayed on the back are distorted, depending on a surface configuration. The use of the
camera allows to receive the picture of a subject
through the optical system and then to transfer it onto the computer screen. Line distortions,
Vol. 66 - No. 4
Angle between the line passing through Ml, perpendicular to the camera axis, and the straight line passing
through Ml and MP. Pelvis rotated to the right.
Angle between the line passing through Mp, perpendicular to the camera axis, and the straight line passing
through Ml and MP. Pelvis rotated to the left.
soggetto attraverso il sistema ottico e poi di trasferirla sullo schermo del computer. Le distorsioni di
linea, che sono memorizzate nella memoria del
computer, vengono elaborate mediante un algoritmo numerico in mappe di contorno della su-
MEDICINA DELLO SPORT
477
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
which are stored in the computer memory, are
processed by a numerical algorithm into contour
maps of the measured surface. The picture of the
surface of the back allows for a comprehensive
interpretation of the body posture. Apart from
the assessment of a trunk asymmetry in the frontal plane, the method also allows for determining spatial angular and linear parameters, which
describe the pelvis, physiological curvatures,
and frontal asymmetry of the spinous processes
in the vertebral column, i.e. distances of deviation of a spinous process of a vertebra from line
C7-S1. The results obtained in the form of the
spatial graphic representation allow for a quantitative description of the measured parameters.
Linear values are determined by the distances
between selected anthropometric points on the
back of the examined person. Angular values
are determined by the differences in their position in relation to the level and distance from
the camera. A relatively short time is needed to
register the subject’s profile, which helps avoid
the exertion of postural muscles, as is often the
case with somatoscopic methods.17
Statistical analyses
Statistical analysis was used to establish how
physical training influences the changes in
parametric values – for this purpose standard
deviation, minimal, maximal and mean values
were set. Student’s t test for paired sample was
employed to assess the relevance of the parametric changes (P<0.05).
Results
The final estimate parametric values were obtained on the basis of statistical mean, minimal
and maximal values, standard deviations and
the statistical significance of the differences.
The average parametric values were grouped
according to the following pattern: class 1 – the
results obtained before performing physical exercise, class 2 – the results obtained after performing physical exercise (Table III).
A very significant increase in the length
(DKP) and height (RKP) of thoracic kyphosis
and lumbar lordosis (DLL, RLL) was observed.
The examinations also showed that the angle of
lumbar lordosis (KLL) deepened quite significantly. It could also be seen that the depth of
lumbar lordosis (GLL) and the angle of thoracic
kyphosis (KKP) non-significantly shallowed.
There was a small increase in an inclination an-
478
perficie misurata. L’immagine della superficie della schiena consente una completa interpretazione
della postura corporea. A parte la valutazione di
un’asimmetria del tronco sul piano frontale, il
metodo consente inoltre di determinare parametri
spaziali angolari e lineari, che descrivono la pelvi, le curvature fisiologiche e l’asimmetria frontale
dei processi spinosi della colonna vertebrale, cioè
le distanze della deviazione di un processo spinoso di una vertebra dalla linea C7-S1. I risultati
ottenuti sotto forma di rappresentazione grafica
spaziale consentono una descrizione quantitativa
dei parametri misurati. I valori lineari sono determinati dalle distanze tra i punti antropometrici
selezionati sulla schiena del soggetto esaminato.
I valori angolari sono determinati dalle differenze nella posizione in relazione al livello e alla distanza dalla telecamera. È necessario un periodo
relativamente breve per registrare il profilo del
soggetto, e ciò aiuta a evitare lo sforzo dei muscoli
posturali, come è spesso il caso con i metodi somatoscopici 17.
Analisi statistica
L’analisi statistica è stata utilizzata per stabilire
in che modo l’allenamento fisico influenzi i cambiamenti dei valori parametrici – a questo scopo
sono stati impostati deviazione standard, valore
minimo, massimo e medio. Il test t di Student per
campione accoppiato è stato impiegato per valutare la rilevanza dei cambiamenti parametrici
(P<0,05).
Risultati
I valori parametrici stimati finali sono stati ottenuti sulla base dei valori statistici medi, minimi
e massimi, deviazioni standard e significatività
statistica delle differenze. I valori medi parametrici sono stati raggruppati secondo il seguente
modello: classe 1 – i risultati ottenuti prima di eseguire l’esercizio fisico, classe 2 – i risultati ottenuti
dopo l’esecuzione di esercizi fisici (Tabella III).
È stato osservato un aumento molto significativo nella lunghezza (DKP) e altezza (RKP) di
cifosi toracica e lordosi lombare (DLL, RLL). Gli
esami hanno mostrato inoltre un approfondimento alquanto significativo dell’angolo di lordosi
lombare (KLL). Si è potuto inoltre osservare che la
profondità della lordosi lombare (GLL) e l’angolo della cifosi toracica (KKP) non si abbassavano
significativamente. C’è stato un piccolo aumento
dell’angolo di inclinazione della sezione lombosacrale (Alfa), insieme a un aumento della somma
degli angoli parziali (Delta) della colonna verte-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Body posture in female wrestlers
SOKOŁOWSKI
Table III.—Significance of differences in selected parameters which spatially describe habitual body posture
in female wrestlers before and after training.
Tabella III. — Significatività delle differenze tra i parametri selezionati che descrivono la postura abituale
delle lottatrici prima e dopo l’allenamento.
Habitual posture
N.
Symbol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Alpha
Beta
Gamma
Delta
DCK
KPT
KPTDKP
KKP
RKP
GKP
DLL
KLL
RLL
GLLKNTKNT
KLBKLB
LŁLŁ
OLOL
KNM
KNMKSM
KSMUK
UK-
Class 1
Significance of
differences
Class 2
min
max
x
1
8
4
16
4.55
180
0
393
150
241
18
325
147
161
22
1
0
1
0
0
1.7
0
0
0
1
0
1
2
1
18
18
19
41
641
189
0
543
167
355
57
482
173
290
62
1
1
10
14
18.8
25.6
14.8
0
10
18
10
18
2
9
8.53
11.23
9.47
28.63
533.13
183.23
0
464.83
159.5
306.97
29.22
388.13
160.7
226.23
37.23
1
0.42
4.94
4.31
5.12
12.54
5.55
0
4.89
6.67
3.61
6.67
2
4.18
SD
4.08
2.33
3.03
6.45
37.96
1.96
0
33.49
4.05
32.53
7.88
37.47
5.55
30.41
8.81
0
0.5
2.54
4.68
7.41
6.04
4.18
0
2.93
4.12
3.24
0
0
1.87
min
max
x
SD
1
6
6
19
540
179
0
441
151
272
19
340
148
188
22
1
0
1
0
0
1.7
0
0
0
1
0
1
2
2
20
17
14
42
672
185
0
574
167
403
44
506
169
302
60
1
1
10
7
15.4
29
19.8
0
9
13
11
13
4
8
10.4
11.43
9.93
81.87
592.93
181.9
0
511.97
158.7
345.5
33.83
412.73
158.13
247.3
39.87
1
0.17
4.15
3.24
5.88
11.63
7.24
0
4
4.85
5.18
4.85
3
4.22
4.41
2.4
2.24
6.03
33.99
1.56
0
34.13
3.56
29.67
5.97
37.94
5.54
28.7
9.65
0
0.38
3.16
2.61
5.49
6.64
5.36
0
3.1
3.69
3.54
3.69
1
1.8
**
**
***
***
***
***
**
***
**
***
*
*
*
*
For explanations of symbols see Table II. *** statistically very significant difference�����������������������������������������������������
P<0.001; **
�������������������������������������������
statistically medium significant difference P<0.01 – 0.001; * statistically little significant difference P<0.05 – 0.01. Empty field: statistically insignificant difference.
gle of the lumbosacral section (Alpha), together
with an increase in the sum of the partial angles (Delta) of the spine. Significant improvements were found in the verticality of a body
trunk since the angle of extension was reduced
to a great extent, yet with little change in trunk
bending. Consequently, all these changes contributed to an increase in a total spine length. In
wrestlers with their pelvis rotated to the right in
the transverse plane, a slight increase in the rotation was observed, whereas in those with pelvis rotated to the left, the rotation was reduced.
A further analysis of the final estimate parameter values was focused on establishing which
age category most frequently showed statistically significant changes (Tables IV, V). In the frontal plane, among the female subjects aged 17,
Vol. 66 - No. 4
brale. Miglioramenti significativi sono stati rilevati nella verticalità del tronco, poiché l’angolo di
estensione era ridotto in misura notevole, seppure con poca variazione nella flessione. Di conseguenza, tutti questi cambiamenti hanno contribuito a un aumento della lunghezza totale della
colonna vertebrale. Nelle lottatrici con il bacino
ruotato a destra nel piano trasverso, è stato osservato un lieve aumento della rotazione, mentre in
quelle con il bacino ruotato a sinistra, la rotazione era ridotta.
Un’ulteriore analisi dei valori dei parametri di
valutazione finale è stata incentrata sullo stabilire quale categoria di età mostrasse con maggiore
frequenza variazioni statisticamente significative
(Tabelle IV, V). Sul piano frontale, tra i soggetti
femminili di 17 anni, il caso più frequente era
MEDICINA DELLO SPORT
479
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
Table IV.—Significance of changes in selected parameters in frontal and transverse planes for habitual posture
before and after training in individual age categories.
Tabella IV. — Significatività dei cambiamenti nei parametri selezionati nei piani frontale e trasversale della
postura abituale prima e dopo l’allenamento in categorie individuali di età.
Subject
N.
Symbol, parameter number
KNT
16
KNT17
KLB18
KLB
19
LŁW
20
LŁW21
OL
22
OL23
KNM
24
KNM25
UK
26
UK27
KSM
28
KSM29
15 years
9
11
22
25
P
P
P
P
M
M
M
16 years
1
2
3
4
5
16
15
21
M
M
M
M
P
P
P
P
P
P
M
P
P
P
M
P
17 years
6
7
8
10
14
17
19
20
23
26
27
30
P
M
M
P
P
P
P
P
M
P
M
P
P
M
M
M
P
P
P
18 years
13
16
18
28
P
P
P
P
P
M
P
P
P
P
19 years
14
20 years
29
For explanations of symbols see Table II. P: statistically significant increase in the value; M: statistically significant decrease. Empty
field: statistically insignificant difference.
the most frequent occurrence was the deepening of trunk bend to the right and pelvis tilt to
the left; among subjects aged 15, 16, 17 and 18,
shoulder and scapula asymmetry was observed.
In the transverse plane, subjects aged 16 and 17
most often exhibited scapula and pelvis asymmetry. No significant changes in the parametric
480
l’approfondimento della flessione del tronco verso
destra e l’inclinazione del bacino verso sinistra;
tra i soggetti di 15, 16, 17 e 18 anni è stata osservata asimmetria scapolare. Nel piano trasverso,
i soggetti di 16 e 17 anni mostravano più spesso
asimmetria di scapola e bacino. Nessun cambiamento significativo nei valori parametrici è stato
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Body posture in female wrestlers
SOKOŁOWSKI
Table V.—Significance of changes in selected parameters in sagittal planes for habitual posture before and
after training in individual age categories.
Tabella V. — Significatività dei cambiamenti nei parametri selezionati nei piani sagittali della postura abituale prima e dopo l’allenamento in categorie individuali di età.
Compared
examinations
Symbol, parameter number
Alpha
1
Beta
2
Gamma
3
Delta
4
DCK
5
KPT
6
KPT7
DKP
8
KKP
9
RKP
10
GKP
11
DLL
12
KLL
13
M
M
M
P
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
P
P
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
RLL
14
GLL15
M
M
M
P
15 years
9
11
22
25
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
P
M
M
M
16 years
1
2
3
4
5
16
15
21
P
P
M
P
M
M
M
M
M
M
P
M
M
P
M
M
M
M
M
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
M
M
M
M
P
M
P
P
P
M
P
P
P
P
M
M
M
P
M
M
M
P
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
M
M
M
P
M
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
17 years
6
7
8
10
14
17
19
20
23
26
27
30
M
M
P
M
M
M
P
P
M
M
M
M
M
M
P
M
M
M
M
M
P
M
P
P
M
M
M
M
M
M
P
M
M
M
M
M
P
M
M
P
M
M
M
M
M
M
M
N
M
M
M
M
M
M
P
P
P
P
M
P
M
P
P
M
P
P
P
P
P
M
M
M
P
P
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
P
M
M
P
P
P
P
P
M
M
M
18 years
13
16
18
28
M
M
M
M
M
M
M
M
M
P
M
M
M
P
P
P
P
M
M
M
M
M
M
M
P
P
P
P
M
M
M
P
P
19 years
24
M
P
29
M
M
M
M
P
M
P
P
M
M
M
M
P
M
P
P
M
P
20 years
P
P
M
For explanations of symbols see Table II. P: statistically significant increase in the value; M: statistically significant decrease. Empty
field: statistically insignificant difference.
values were found in the frontal and transverse
planes for the age category 19 and 20 years.
As for the sagittal plane, statistically significant
changes in almost all parameters were observed
for all ages.
Vol. 66 - No. 4
rilevato nei piani frontale e trasverso per la fascia
di età di 19 e 20 anni. Per quanto riguarda il piano sagittale, variazioni statisticamente significative in quasi tutti i parametri sono state osservate
per tutte le età.
MEDICINA DELLO SPORT
481
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
Discussion
Discussione
Among the population of the female wrestlers included in the study, major traininginduced changes in the body posture were
observed in the sagittal plane, whereas statistically minor and insignificant changes were
found in the frontal and transverse planes. Despite all their efforts, the authors did not find
studies of a similar nature in either Polish or
foreign publications on the subject. Therefore,
this study was based solely on the results of the
authors’ own examinations carried out in this
and other populations of athletes. Endurance
exercises did not affect, either to a high or to a
medium degree, the selected parametric values
of the body posture in the group of wrestlers.
The only difference was in the height of the
waist triangles and in the bending of the body
to the right. Intense physical effort contributed, however, to a slight statistical deepening
of body bend angle among the wrestlers with
their pelvis rotation to the left in the transverse
plane.18 In the population of judo contestants,
for example, exercises of a similar nature contributed to a significant statistical shoulder and
pelvis asymmetry in the frontal and transverse
planes. Physical exercises quite significantly influenced the total spine length, as well as the
length and height of lumbar lordosis. Physical
effort also proved to have had some effect on
the length of thoracic kyphosis and the body
bend angle.19
With regard to equivocal effects of physical
exercises on the body posture it has to be emphasized that the training of young wrestlers/
athletes should be supervised with special attention. It is important to remember that physical training is not all about gaining success in
sport, but it is also supposed to ensure optimal
health of sportspeople. The strength of muscles
and physical endurance should be developed
in a stable way – good health has a positive
influence on the life of athletes.20, 21 Physical
exercises accompanying the wrestling training,
as examined in the present study, contributed
to the changes in the positions of bone points
and to the reduction of the tension in the chest
muscles and the muscles in the lumbar part of
the back. Physical effort increased tension in
the thoracic section of the back, and in the abdominal muscles and the pelvic girdle; it also
shallowed sagittal curvatures of the spine and
reduced spinal length. Schemes aimed at preventing injuries during wrestling fight should
Tra la popolazione delle lottatrici incluse nello
studio, i principali cambiamenti indotti dall’allenamento nella postura corporea sono stati osservati nel piano sagittale, mentre i cambiamenti
statisticamente minori e insignificanti sono stati
rilevati nei piani frontale e trasverso. Nonostante tutti i loro sforzi, gli autori non hanno trovato
studi di natura simile nelle pubblicazioni polacche o straniere sul tema. Pertanto, questo studio si
è basato esclusivamente sui risultati degli esami
degli autori eseguiti in questa e in altre popolazioni di atleti. Gli esercizi di resistenza non hanno influenzato, a livello elevato o medio, i valori
parametrici selezionati della postura corporea del
gruppo di lottatrici. L’unica differenza era nell’altezza dei triangoli del girovita e nella flessione del
corpo a destra. L’intenso sforzo fisico ha contribuito, tuttavia, a un leggero approfondimento
statistico dell’angolo di flessione del corpo tra le
lottatrici con rotazione del bacino a sinistra nel
piano trasverso 18. Nella popolazione di atleti di
judo, per esempio, esercizi di natura simile hanno contribuito a un’asimmetria statisticamente
significativa della spalla e del bacino nei piani
frontale e trasverso. Gli esercizi fisici hanno influenzato in modo significativo la lunghezza totale della colonna vertebrale, nonché la lunghezza
e l’altezza della lordosi lombare. Lo sforzo fisico
ha inoltre dimostrato di avere qualche effetto sulla lunghezza della cifosi toracica e dell’angolo di
flessione del corpo 19.
Per quanto riguarda gli effetti equivoci degli
esercizi fisici sulla postura corporea è opportuno
sottolineare che l’allenamento di giovani lottatori/
atleti deve essere controllato con particolare attenzione. È importante ricordare che l’allenamento
fisico non serve solo a ottenere il successo nello
sport, ma è anche rivolto a garantire la salute ottimale degli sportivi. La forza muscolare e la resistenza fisica devono essere sviluppate in modo
stabile ‑ la buona salute ha un’influenza positiva
sulla vita degli atleti 20, 21. Gli esercizi fisici che
accompagnano l’allenamento di lotta, secondo
quanto esaminato nel presente studio, hanno contribuito ai cambiamenti delle posizioni dei punti
ossei e alla riduzione della tensione nei muscoli del torace e in quelli della parte lombare della
schiena. Lo sforzo fisico aumenta la tensione nella
sezione toracica della schiena e nei muscoli addominali e della cintura pelvica; inoltre, ha abbassato le curvature sagittali della colonna vertebrale
e ridotto la lunghezza della colonna vertebrale. I
programmi che mirano a prevenire gli infortuni
durante la lotta devono incorporare, all’inizio e
482
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Body posture in female wrestlers
SOKOŁOWSKI
incorporate, at the beginning and end of the
training (after an appropriately long warm-up),
the exercises that correct movement range deficiencies. In order to avoid muscle injuries in
both abdominal and back muscle mass, our
research team recommends that each training session should include, in its initial part
(warm-up), a dynamic stretching in the area of
all torso muscles and joints (individually and in
pairs), as well as isometric and acrobatic exercises in pairs. Stretching should also be added
at the end of a warm-up. The final part of the
training session should include stretching exercises, a deep relaxation massage and slow jog
trot. Exercises focused on correcting deficiencies in joint motion range should account for
ca. One quarter of the duration of a training
session.
It is worth noting that the improper wrestling training may affect in a negative way the
vertebral column in young females, which
might be the cause of potential medical complications during pregnancy, when additional
load acts on the vertebral column and hormonal changes affect a configuration of bones
and joints in the area of pelvis and the vertebral column. Therefore, trainers are advised to
employ at each training session exercises that
will prevent back pain or sagittal plane postural problems.
In conclusion, there is a need for taking
comprehensive measures that would prevent
development of body asymmetry and related
health problems among professional athletes,
with particular focus on those at developmental age. Similarly to modern physical education,
tourism and recreation, physical activity should
also take into consideration health-related aspects.22-24 It is important then to include healthbuilding exercises in the standard sports training in order to protect young athletes’ health
now and in the future.
alla fine dell’allenamento (dopo un adeguato riscaldamento) esercizi che correggano le carenze
di gamma di movimento. Al fine di evitare lesioni della massa muscolare sia addominale, sia
lombare, il nostro team di ricerca raccomanda
che ogni sessione di allenamento includa, nella
parte iniziale (riscaldamento), un allungamento
dinamico di tutti i muscoli e delle articolazioni
del tronco (individualmente e a coppie), nonché
esercizi isometrici e acrobatici a coppie. Inoltre,
è opportuno aggiungere lo stretching alla fine del
riscaldamento. La parte finale della sessione di allenamento deve includere esercizi di allungamento, un massaggio di rilassamento profondo e una
corsa lenta. Gli esercizi focalizzati sulla correzione di carenze della gamma di movimenti articolari devono rappresentare circa un quarto della
durata di una sessione di allenamento.
Vale la pena notare che un allenamento di lotta inadeguato può influenzare in modo negativo
la colonna vertebrale nelle giovani donne, e ciò
potrebbe comportare potenziali complicazioni
mediche durante la gravidanza, quando il carico aggiuntivo agisce sulla colonna vertebrale
e i cambiamenti ormonali possono influire sulla
configurazione di ossa e articolazioni della zona
del bacino e della colonna vertebrale. Pertanto,
si consiglia agli allenatori di impiegare in ogni
sessione di allenamento esercizi che prevengano
il dolore lombare o problemi posturali sul piano
sagittale.
In conclusione, è necessario adottare misure
complete che prevengano lo sviluppo di asimmetria corporea e relativi problemi di salute tra le
atlete professioniste, con particolare attenzione
a quelle in età evolutiva. Analogamente all’educazione fisica moderna, al turismo e alla ricreazione, l’attività fisica deve prendere in considerazione anche gli aspetti relativi alla salute 22-24.
È importante quindi includere esercizi salutari
nell’allenamento sportivo standard al fine di tutelare la salute dei giovani atleti ora e in futuro.
Conclusioni
Conclusions
The most significant training-induced changes in body posture in female wrestlers occurred
in the sagittal plane. Smaller changes could be
observed in the transverse plane and the least
significant changes were found in the frontal
plane.
The specialized physical training supplementing basic training should focus on preventing back pain and postural problems. Hence,
Vol. 66 - No. 4
I cambiamenti più significativi indotti dall’allenamento nella postura corporea delle lottatrici si
sono osservati nel piano sagittale. Si sono riscontrati cambiamenti minori nel piano trasverso e
variazioni meno significative sono state rilevate
sul piano frontale.
L’allenamento fisico specializzato che completa
l’allenamento di base deve concentrarsi sulla prevenzione di dolore lombare e problemi posturali.
Quindi, la parte iniziale dell’allenamento deve
MEDICINA DELLO SPORT
483
SOKOŁOWSKI
Body posture in female wrestlers
the initial part of training should contain exercises which improve the strength of postural
muscles, and the final part of training should
include elements of relaxation and stretching.
References/Bibliografia
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failure loads with in situ vs. ex situ dual
energy X-ray absorptiometry. J Biomech
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Acknowledgments.—The authors would like to thank the staff of The Wrestling Training Centre in Poznań for their kind
and disinterested help with the following project. Thank you all for making your sports venue accessible for research as
well as for making it possible to carry out measurements in the rooms specially adapted for this purpose. The authors also
extend their gratitude to the authorities of The Polish Wrestling Federation who kindly gave their permission for carrying
out research during the assembly of the Polish National Wrestling Team.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on December 6, 2012. - Accepted for publication on November 28, 2013.
Corresponding author: M. Sokołowski, PhD, Department of Methodology of Physical Education University School of Physical Education in Poznań, Królowej Jadwigi St. 27/39, 61-871 Poznań, Poland. E-mail: [email protected]
484
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013

MED SPORT 2013;66:485-95
Preliminary assessment of a corrective
exoskeleton for the human body
Valutazione preliminare dell’esoscheletro
correttivo per il corpo umano
S. MANTINI, A. CICCARELLI, M. RIPANI
Department of Health and Human Motor Sciences, Foro Italico University, Rome, Italy
SUMMARY
Aim. Postural disease are caused by specific pathologies that regard the locomotor apparatus but can be also associated
to habits acquired during the normal day-to-day activity. Furthermore the changing of the structural organization of the
anatomical parts associated to the development processes influences the postural dynamics. Actually active therapy,
as postural gymnastic, and passive therapy as braces are the principal method to intervene on the postural diseases.
In the present study has been evaluated the efficiency of a new modular brace named human body posturizer (HBP).
This system is composed by five elements that intervene on the anatomical districts involved in postural processes.
Methods. The analysis has been executed evaluating both the portability and the morphological changes associated
to the treatment trough HBP. A SF-36 test has been used to describe the compatibility of the HBP with the normal
movements. A geometric morphometrics approach has been used to quantify the morphological variation of the back
after the HBP treatment.
Results. Results show that the HBP is highly compatible with the most of the normal movements of the body. At the
same time the morphological analysis shows that the principal variations have been observed in the superior portion
of the backs, involving principally the shoulders and the scapular regions.
Conclusion. Although the results of this analysis have to be considered preliminary, they suggest that the HBP could
be an usefull system in the prevention and therapeutic rehabilitation of the postural diseases.
Key words: Human Body - Posture - Pain.
RIASSUNTO
Obiettivo. Gli squilibri posturali sono dovuti generalmente a patologie specifiche che interessano l’apparato locomotore ma possono essere associate anche a problematiche dovute ad abitudini acquisite durante le normali attività
quotidiane. Inoltre la riorganizzazione dei diversi distretti anatomici dovuta all’accrescimento può influenzare in
modo significativo le dinamiche posturali ed essere causa di disfunzioni muscolari che portano ad asimmetria di alcune regioni anatomiche. Le principali linee di intervento proposte fino ad oggi hanno preso in considerazione l’utilizzo
di terapie attive come la ginnastica posturale e passive come l’utilizzo di busti e tutori. In questo studio descrittivo è
stata valutata l’efficacia in termini di riequilibrio muscolare, di un nuovo strumento innovativo conosciuto come esoscheletro correttivo del corpo umano (Human Body Posturizer, HBP). Tale strumento è composto da cinque moduli
che intervengono sui distretti anatomici coinvolti nei preocessi posturali.
Metodi. L’analisi è stata eseguita valutando le variazioni nella morfologia del dorso in termini di disposizione spaziale
di diversi punti di repere su soggetti sportivi che presentavano asimmetrie e paramorfismi.
Risultati. In termini morfologici, si è evidenziata una maggiore influenza sui distretti superiori del dorso, associata ad
un aumento di simmetria bilaterale dopo utilizzo di HBP.
Conclusioni. Sebbene i risultati di questa analisi siano preliminari, essi presentano un quadro positivo dal punto di
vista delle applicazioni dell’HBP sia in campo terapeutico sia nel campo della prevenzione delle disfunzioni posturali.
Parole chiave: Esoscheletro Correttivo del Corpo Umano, morfometria geometrica, postura
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
485
MANTINI
Corrective exoskeleton for the human body
P
L
osture is a highly complex branch of medicine that involves a number of specialities
including orthopedics, psychiatry, ophthalmology and otorhinolarynology. It has been shown
that a postural defect can trigger invalidating
pain symptoms.
Major advances in posture studies have been
made in recent years as a result of technological
innovations that have concerned both diagnostic instruments and therapeutic techniques.
The literature contains a myriad of papers on
posture and related problems, attention being
focused on different therapeutic and methodological aspects.1-3
These studies have revealed that postural imbalances may occur not only as a consequence
of pathologies but due to other factors also,
including habits acquired during the performance of normal everyday activities, working activity and particular emotive and psychological
states.4
Particular attention should also be paid to the
postural modifications that occur during growth.
It has, in fact, been shown that during growth
the change in body proportions produces a reorganisation of postural dynamics and this leads
the various anatomical districts to adapt.11
Up to now the main postural changes have
been treated actively (postural gymnastics) or
passively (orthopedic corsets and braces) on the
basis of general principles of body segment realignment 1, 5 with special attention to the spinal
column.6
The purpose of the present paper was to report preliminary testing of a new therapeutic resource called a Human Body Posturizer (HBP),
which is able to dynamically correct postural
changes. The Posturizer consists of a system of
interconnected components that allow the subject to modify his or her posture in static equilibrium. Specifically, the assembled components
(Figure 1) have the task of keeping anatomical regions in a neutral position (orthostatism)
with respect to the normal range. So by wearing
the Posturizer an optimal static posture can be
achieved and after carrying out a more or less
complex movement the subject can be returned
to an optimal neutral position. So physical activity can be performed that is more suited to
the subject’s physical characteristics.
a postura è una branca della medicina molto
complessa che interessa più specialità, dall’ortopedia alla psichiatria, dall’oculistica all’otorinolaringoiatria. Si è potuto stabilire ad oggi come un
difetto di questa provochi sintomatologie dolorose
invalidanti.
Negli ultimi anni gli studi sulla postura, hanno
compiuto grossi passi avanti grazie alle innovazioni
tecnologiche che hanno interessato sia gli strumenti
di indagine diagnostica sia le tecniche terapeutiche.
In letteratura, molti autori si sono interessati di
postura e delle eventuali problematiche ad essa correlate, puntando l’attenzione su differenti aspetti
sia terapeutici che metodologici 1-3.
Tali studi hanno messo in evidenza che gli squilibri posturali si possono verificare non solo a causa
di patologie, ma anche per altri fattori, tra cui le
abitudini acquisite dalle persone durante lo svolgimento delle normali attività quotidiane, la loro
attività lavorativa e particolari stati emotivi e psicologici 4.
Inoltre, particolare attenzione va data alle modificazioni posturali che avvengono durante l’accrescimento. Infatti è stato evidenziato che durante
l’accrescimento il cambiamento delle proporzioni
corporee produce una riorganizzazione delle dinamiche posturali producendo modificazioni e adattamento dei diversi distretti anatomici 11.
Fino ad oggi le principali modificazioni posturali sono state trattate con terapie di tipo attivo (ginnastica posturale) e passivo (busti e tutori) basate
su principi generici di riallineamento dei segmenti
corporei 1, 5 con particolare attenzione alla colonna
vertebrale 6.
Lo scopo di questo lavoro è quello di testare in
via preliminare un nuovo strumento terapeutico
chiamato Human Body Posturizer (HBP) in grado
di correggere le alterazioni posturali in modo dinamico. Infatti lo strumento consiste in un sistema di
più componenti articolati tra di loro che permettono al soggetto di modificare il proprio assetto posturale in equilibrio statico. Le componenti assemblate
tra loro (Figura 1) hanno specificamente il ruolo di
mantenere nel range di normalità le varie regioni
anatomiche nella posizione neutra (ortostatismo).
Pertanto indossandolo si può riuscire ad ottenere
un assetto posturale statico ottimale e dopo aver
compiuto un movimento più o meno complesso, di
riportare il soggetto alla posizione neutra ottimale.
Quindi il soggetto può svolgere un’attività fisica più
confacente alle sue caratteristiche fisiche.
Detailed description of the system
Descrizione particolareggiata del sistema
The HBP is a fully articulated orthesis. The
system’s thoracic bearing structure consists
L’HBP è una ortesi totalmente articolata. La
struttura portante toracica del sistema, è costituita
486
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Corrective exoskeleton for the human body
Figure 1.—Corrective exoskeleton of the human body.
Figura 1. — Esoscheletro correttivo del corpo umano.
mainly of a central flexible support in plastic
that rests on the back, fully respecting the physiological angle of the patient’s dorsal tract. Upper and lower components are inserted into this
and are able to work individually or combined
in a single structure. Each element of this structure comes into contact with various anatomical
zones and adapts to every type of human body,
thus permitting normal everyday activities.
The HBP consists of 5 modules (Figure 1):
—— the plastic modular back element: this
consists of a central part whose geometric form
is characterised by an elastic part that enables it
to adapt to the back profile of the wearer and
this is fastened by two upper belts that lie on
the shoulders like braces and two lower belts
that cross the armpits and are attached to the
upper belts by a buckle at the shoulder. This
first element presents two flexible components
at the sides which can be adjusted for width
and they adapt to the rear and side walls of the
thorax by way of two adjustable belts which are
fixed at the front by a buckle;
Vol. 66 - No. 4
MANTINI
principalmente da un supporto plastico centrale
flessibile che viene adagiato sul dorso rispettando
l’angolo fisiologico del tratto dorsale del paziente.
A questo vengono inserite una componente superiore ed una inferiore, che possono lavorare singolarmente o unite in un’ unica struttura. Ogni
elemento di questa struttura, entra in contatto con
vari distretti anatomici, e si modella ad ogni tipologia di corpo umano permettendo così le normali
attività quotidiane.
L’HBP è composto da 5 moduli (Figura 1):
—  elemento modulare e plastico del dorso: è
costituito da una parte centrale che ha la forma
geometrica caratterizzata da una parte elastica
che permette di adattarsi al profilo del dorso di
ciascun individuo, questo, modellandosi si fissa
attraverso due cinghie superiori che oltrepassano
le spalle a mo di bretelle e due cinghie inferiori che
attraversano il cavo ascellare fissandosi con quelle
superiori con una fibbia anteriormente alla spalla. Questo primo elemento presenta due componenti laterali flessibili, sono regolabili in larghezza e si modellano alle pareti posteriori e laterali
del torace dell’individuo per mezzo di due cinghie
regolabili che si fissano anteriormente attraverso
una fibbia;
—  elemento modulare e plastico del sacro e
bacino: è una struttura del sistema costituita da
un elemento centrale che ha la forma geometrica
della regione sacrale caratterizzata da una parte elastica che permette di adattarsi al profilo del
sacro ed ha due componenti laterali regolabili in
larghezza che permettono di abbracciare il bacino
modellandosi e per mezzo di cinghie regolabili di
fissare l’elemento attraverso una fibbia sulla parete antero-inferiore dell’addome. Inoltre è inserito
sulla parte postero superiore un cuscino rigido regolabile in altezza e in profondità che va a poggiare sul tratto lombare della colonna vertebrale
in modo da indurre l’individuo ad una posizione
corretta evitando così atteggiamenti di ipo o iperlordosi;
—  elemento modulare e plastico cranio cervicale: è costituito da una parte che si fissa all’elemento dorsale con la possibilità di regolare la
posizione in altezza adattandolo all’ altezza
dell’individuo, e per mezzo di una molla libera
permette tutti i movimenti del collo dell’individuo;
tale molla libera si fissa alla guida che è posizionata sul vertice del casco;
—  casco: elemento modulare e plastico che
rispetta l’anatomia della testa e la sua circonferenza; questo si fissa in modo stabile alla testa
attraverso una manopola posteriore regolabile in
corrispondenza della base del cranio permettendo
così di bloccare il casco. Una ulteriore molla è si-
MEDICINA DELLO SPORT
487
MANTINI
Corrective exoskeleton for the human body
—— the plastic modular element of the sacrum and pelvis: this structure consists of a central element with the geometric shape of the
sacral region characterised by an elastic part
which allows it to adapt to the sacral profile
and with two side components adjustable for
width that make it possible to adapt to the pelvis and by means of adjustable belts to fasten
the element through a buckle to the anteroinferior wall of the abdomen. In addition, a
height- and depth-adjustable rigid cushion is
inserted on the postero-superior part and this
rests on the lumbar tract of the spinal column
so as to induce the individual to assume a correct position and prevent hypo- or hyper-lordosis postures;
—— the plastic modular cranio-cervical element: this consists of a part that is fastened to
the dorsal element and its position can be adjusted height-wise by adapting it to the individual’s height while a free spring permits all neck
movements; this spring is attached to the guide
positioned on the top of the helmet;
—— helmet: a modular and plastic element that
respects head anatomy and its circumference;
this is fastened stably to the head by means of
an adjustable rear knob in correspondence with
the base of the cranium so enabling the helmet
to be blocked. A further spring is located above
the helmet which in its turn presents a guide for
the insertion of the cranio-dorsal spring which
enables all movements of the head and neck in
any direction with the possibility of returning
them to the correct posture;
—— plastic modular element of the lower
limbs: these are two symmetrical structures,
each attached to the side component of the
pelvis: they are applied at the level of the hip
joint and permit the controlled rotation of the
hip and its movements, bringing it back to its
normal position. Each element consists of two
rigid height-adjustable parts connected through
a central junction that is positioned at knee
level to enable it to perform movements; each
element is attached to the thigh and leg with
appropriate adjustable buckles.
Materials and methods
The present analysis looks at 17 individuals engaged in sport at competitive level and
aged between 20 and 27 (mean and SD 24+1.98) who presented asymmetries and paramorphisms of their back structures. We selected
488
tuata al di sopra del casco che a sua volta presenta una guida per l’inserimento della molla cranio
dorsale che permette tutti i movimenti della testa e
del collo in qualsiasi direzione con la possibilità di
riportare la testa e il collo nella corretta postura;
—  elemento modulare e plastico degli arti inferiori: sono due strutture simmetriche ognuna fissata alla componente laterale del bacino; vengono
applicate a livello dell’articolazione dell’anca e
ciascuna permetterà attraverso uno snodo la rotazione controllata dell’anca e dei suoi movimenti
riportandola in posizione normale. Ogni elemento
è costituito da due parti rigide regolabili in altezza collegate per mezzo di uno snodo centrale che
verrà posizionato a livello del ginocchio per permettere allo stesso di compiere tutti i movimenti;
ciascun elemento verrà fissato alla coscia e gamba
con opportune fibbie regolabili.
Materiali e metodi
Nella presente analisi sono stati analizzati 17
individui che praticavano sport a livello agonistico, di età compresa tra 20 e 27 anni (media e dev.
standard 24+-1,98) che presentavano, asimmetrie
e paramorfismi delle strutture del dorso. Abbiamo scelto soggetti sportivi che presentassero masse
muscolari ben rappresentate, affinché potessero
essere più facilmente studiate in anatomia di superficie. Ogni soggetto ha indossato l’esoscheletro
correttivo per il corpo umano (HBP) per 1 mese
con periodicità di 3 volte a settimana per 30 minuti. I tempi di utilizzo sono stati scelti prendendo come esempio le principali sedute terapeutiche
riferite ad altre metodologie. L’esoscheletro è stato
applicato sui soggetti da un unico operatore sanitario esperto che ha poi seguito tutte le fasi della
sperimentazione. L’applicazione dell’HBP è stata
eseguita posizionando l’elemento modulare del
sacro in corrispondenza del tratto che va da L5 a
S3 posizionando le porzioni laterali in corrispondenza dell’articolazione coxo-femorale; l’elemento modulare del dorso è stato posizionato facendo
corrispondere la porzione superiore con la seconda vertebra toracica; l’elemento modulare cranio
cervicale è stato invece regolato in modo da mantenere una corretta lordosi cervicale.
Per valutare l’effettiva funzionalità dello strumento, il dorso dei soggetti è stato campionato mediante Surfacer, prima di indossare l’esoscheletro
(pretrattamento) e alla fine dell’intero ciclo di trattamento (post-trattamento).
Il Surfacer è uno strumento non invasivo, che
permette una ricostruzione tri-dimensionale del
dorso in tempo reale (5 s). L’immagine viene ela-
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Corrective exoskeleton for the human body
sports subjects presenting well-represented
muscular masses so that their surface anatomy
could be more easily studied. Each subject wore
an HBP 3 times a week for 30 minutes over a
period of 1 month. Utilisation times were chosen taking as an example the principal therapeutic sessions related to other methodologies.
The exoskeleton was applied to the subjects by
a single expert operator who also watched over
all the experimental stages. Application of the
HBP was carried out by positioning the modular element of the sacral bone in correspondence with the tract running from L5 to S3, positioning the side portions in correspondence
with the coxofemoral joint; the dorsal modular
element was positioned by making the superior
portion correspond with the second thoracic
vertebra; the cranio-cervical modular element
was adjusted so as to maintain correct cervical
lordosis.
In order to assess the real effectiveness of
the instrument, the backs of subjects were sampled using the Surfacer before putting on the
exoskeleton (pre-treatment), and at the end of
the full treatment cycle (post-treatment).
The Surfacer is a non-invasive instrument
which permits three-dimensional reconstruction
of the back in real time (5 s). The image is processed and enables the position of the back’s
principal anatomical landmarks to be recorded
through their Cartesian coordinates (Figure 2).
Samples of anatomical landmarks as described
by their Cartesian coordinates, defined as landmark configurations, are taken from each subject. To assess the morphological differences in
the subjects analysed, their landmark configurations can be compared using mathematical
criteria which eliminate the background noise
produced by size and space orientation. The
methods most employed are Procuste’s superimposition and Bookstein’s superimposition 7.
In the first method the landmark configurations
are translated to a shared centroid, scaled to a
unitary size and rotated so as to minimise the
distances between corresponding landmarks. In
the second landmark configurations are aligned
on a shared line keeping two anatomical landmarks fixed while keeping distances between
landmarks unchanged.
Following the superimposition processes the
differences between landmark configurations
are assessed by analysing residues between
corresponding landmarks and as these are numerical values they can be evaluated using multivariate statistical analysis.
Vol. 66 - No. 4
MANTINI
Figure 2.—Three-dimensional reproduction of the back
using the surfacer system. The principal landmarks of
the back can be seen and recorded as Cartesian coordinates in space. The analysis considers 11 landmarks:
1) C7, seventh cervical; 2) Sp., shoulders; 3) Ss, superior
scapular; 4) Si, inferior scapular; 5) Il, lumbar inversion;
6) Sp, sips.
Figura 2. — Riproduzione tridimensionale del dorso elaborata utilizzando il sistema surfacer. I principali punti
di repere del dorso possono essere visualizzati e registrati come coordinate cartesiane nello spazio. Nell’analisi
sono stati considerati 11 punti di repere: 1) C7, settima
cervicale; 2) Sp, spalle; 3) Ss, scapolare superiore; 4) Si,
scapolare inferiore; 5) Il, inversione lombare; 6) Sp, sips.
borata e permette di registrare la posizione dei
principali punti di repere anatomici del dorso
mediante le loro coordinate cartesiane (Figura
2). Su ogni soggetto vengono quindi campionati
dei punti di repere anatomici, descritti dalle loro
coordinate cartesiane, definiti configurazioni di
landmarks. Per valutare le differenze morfologiche tra i soggetti analizzati le configurazioni di
landmarks possono essere sovrapposte utilizzando
dei criteri matematici che eliminano il rumore di
fondo dato dalla taglia e dall’orientamento nello
spazio. I metodi più utilizzati sono la superimposizione di Procuste e la superimposizione di Bookstein 7. Nel primo metodo le configurazioni di
landmark vengono traslate su un centroide comune, scalate ad una taglia unitaria e ruotate in
modo da minimizzare le distanze tra landmark
corrispondenti. Nella seconda le configurazioni
di landmarks vengono allineate su una retta comune tenendo fissi due punti di repere anatomici
mantenendo invariate le distanze tra landmark.
MEDICINA DELLO SPORT
489
MANTINI
Corrective exoskeleton for the human body
Figure 3.—Bookstein superimposition was carried out along the line uniting the seventh cervical vertebra and the
coccyx.
Figura 3. — La superimposizione di Bookstein è stata eseguita lungo la retta che unisce la settima vertebra cervicale
e il coccige.
In the present analysis subjects were set in
orthostatic position with their feet placed at
an angle of 30°. On the processed images 11
anatomical landmarks (Figure 3) were recorded
using tpsDig2 8 software. The coordinates of
the landmarks were then projected on to the
frontal plane to obtain configurations of twodimensional landmarks.
The landmark configurations obtained were
superimposed using the Procuste method
and tpsRelw software 9 and using the Bookstein method with Morpheus et al. software.10
Bookstein’s superimposition was carried out
along the line uniting C7 and the coccyx (Fig-
490
Dopo i processi di superimposizioni le differenze
tra configurazioni di landmark vengono valutate
analizzando i residui tra landmark corrispondenti che essendo valori numerici possono essere valutati mediante analisi statistiche multivariate.
Nella presente analisi i soggetti sono stati disposti in posizione ortostatica e i piedi posizionati con
un angolo di 30°. Sulle immagini elaborate sono
stati registrati 11 punti anatomici (Figura 3) utilizzando il software tpsDig2 8. Le coordinate dei
punti sono state poi proiettate sul piano frontale
ottenendo configurazioni di punti bidimensionali.
Le configurazioni di landmark ottenute sono
state superimposte secondo il metodo di Procuste
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Corrective exoskeleton for the human body
MANTINI
Table I.—Wearability of the exoskeleton.
Tabella I. — Tabella della portabilità dell’esoscheletro.
Feeling
Weight
Lightness
Other
Yes
No
N.
%
11
6
3
14
64.71
35.29
17.65
82.35
Table II.—Wearability while walking and running.
Tabella II. — Portabilità durante la deambulazione (Deamb) e la corsa (Cor).
Walking
Running
Grado
N.
%
ins
suf
good
fair
exc.
ins
suf
good
fair
exc.
0
3
7
2
5
1
7
9
0
0
0.00
17.65
41.18
11.76
29.41
5.88
41.18
52.94
0.00
0.00
ure 3). Following the superimposition the
configurations recorded before HBHP treatment were compared with those obtained after treatment.
The residues of the two superimpositions
were analysed using a permutations test (999
permutations, P<0.05) on the residues obtained
before and after treatment.
The analysis was carried out after obtaining
the approval of the Ethics Committee of the
Policlinico Umberto I (Ref 2487/14062012).
Results
The individuals examined underwent an
appreciation test following treatment and this
gave positive results both as regards feeling
and as regards wearability (Table I). Most of
the subjects tested observed a feeling of lightness (64.7%) and noted that the structure was
not excessively heavy (82.3%). Positive results
were obtained considering the different anatomical districts and their mobility during treatment (Figure 4). If worn correctly in fact, the
exoskeleton permits all head movements such
as rotation and flexion. For the lower limbs
good mobility was observed for all movements
considered excluding extra and intra-rotation
movements (5.88% insufficient). With regard to
the trunk and scapular belt the principal prob-
Vol. 66 - No. 4
utilizzando il software tpsRelw 9 e quello di Bookstein utilizzando il software Morpheus et al. 10.
La superimposizione di Bookstein è stata eseguita
lungo la retta che unisce il punto C7 e il Coccige
(Figura 3). Dopo la superimposizione le configurazioni registrate prima del trattamento con HBP
sono state confrontate con quelle ottenute dopo il
trattamento.
I residui delle due superimposizioni sono state
analizzate utilizzando un test di permutazioni
(999 permutazioni, P<0,05) sui residui ottenuti
prima e dopo il trattamento.
L’analisi è stata eseguita dopo aver ottenuto
l’approvazione dal Comitato Etico del Policlinico
Umberto I (Rif 2487/14062012).
Risultati
Abbiamo sottoposto agli individui esaminati un
test di gradimento effettuato dopo il trattamento che riporta dei risultati positivi sia per quanto
riguarda la sensazione sia per quanto riguarda
la portabilità (Tabella I). La maggior parte dei
soggetti testati ha riscontrato una sensazione di
leggerezza (64,7%) e ha constatato che la struttura indossata non era eccessivamente pesante
(82,3%). Considerando i diversi distretti anatomici e la loro mobilità durante il trattamento sono
stati ottenuti risultati positivi (Figura 4). Se indossato correttamente infatti, l’esoscheletro permette
MEDICINA DELLO SPORT
491
MANTINI
Corrective exoskeleton for the human body
Figure 4.—Mobility of anatomical districts during treatment with HBP.
Figura 4. — Mobilità dei distretti anatomici durante il trattamento con HBP.
lems were observed in extension movements
(11.76% insufficient) of the trunk, and anteposition of the scapular belt (23.53% insufficient).
As for walking, the sample tolerated the exoskeleton well while 5.88% of the sample found
running difficult (Figure 2).
Differences were observed from a morphological viewpoint between the conformation
of the back before and after treatment. ����
Procuste superimposition points to significant differences in back morphology after treatment
(P<0.05). The main changes are observed at the
lower scapular angle which is shifted internally
to produce an intra-rotation of the scapula (Figure 5B).
The Bookstein superimposition shows significant results (P=0.018). Aligning the subjects along the line that joins C7 to the coccyx (spinal column) an internal rotation of
the lower scapular angles is observed in asso-
492
tutti i movimenti della testa come la rotazione e
la flessione. Per gli arti inferiori si è riscontrata
una buona mobilità per tutti i movimenti considerati ad esclusione dei movimenti di extra e intrarotazione (5,88% insufficiente). Relativamente al
tronco e al cingolo scapolare, le difficoltà maggiori
sono state riscontrate nei movimenti di estensione
(11,76% insufficiente) del tronco, e di anteposizione del cingolo scapolare (23,53% insufficiente).
Per quanto riguarda la deambulazione, il campione ha trovato una buona tollerabilità dell’esoscheletro, mentre il 5,88% del campione ha trovato
difficoltà nella corsa (Figura 2).
Da un punto di vista morfologico sono state evidenziate delle differenze tra la conformazione del
dorso prima e dopo il trattamento. La superimposizione di Procuste evidenzia differenze significative nella morfologia del dorso dopo il trattamento
(P<0,05). Le variazioni maggiori si osservano a
livello dell’angolo scapolare inferiore che subisce
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Corrective exoskeleton for the human body
MANTINI
Figure 5.—A) Procuste superimposition shows that the main changes involve the inferior angles of the scapula which
undergo medial rotation; B) bookstein superimposition, on the other hand, shows a more complex process in which
the medial shift of the inferior angle of the scapula is associated with an upwards shift of the superior scapular angle,
producing internal rotation of the scapulae.
Figura 5. — A) La superimposizione di Procuste mostra che le principali variazioni interessano gli angoli inferiori
delle scapole che subiscono una rotazione mediale; B) la superimposizione di Bookstein mostra invece un processo più
complesso in cui lo spostamento mediale dell’angolo inferiore della scapola è associato ad uno spostamento superiore
dell’angolo scapolare superiore producendo l’intra-rotazione delle scapole.
ciation with an upwards shift of the scapulae
(Figure 5B).
Discussion
The purpose of the preliminary analysis contained in this paper is to assess the reliability
of the human body exoskeleton as a corrective
instrument for posture. The early results provide encouraging data both as regards wearability and as regards observed morphological
changes. In fact the flexibility and lightness of
the instrument permit prolonged and constant
application in time, improving the quality of life
even during normal everyday activities. At the
same time this corrective instrument seems to
have a positive influence on the structural organisation of the anatomical districts involved,
suggesting a positive implication on postural
Vol. 66 - No. 4
uno spostamento verso l’interno producendo una
intra-rotazione della scapola (Figura 5A).
La superimposizione di Bookstein mostra risultati significativi (P=0,018). Allineando i soggetti
lungo la retta che unisce C7 con il coccige (colonna vertebrale) si osserva un’intro-rotazione degli
angoli scapolari inferiori associata allo spostamento verso l’alto delle scapole (Figura 5B).
Discussioni
L’analisi preliminare eseguita in questo lavoro
ha lo scopo di valutare l’attendibilità dell’esoscheletro correttivo del corpo umano come strumento
correttivo della postura. I primi risultati forniscono dati incoraggianti sia per quanto riguarda la
portabilità sia per quanto riguarda le variazioni
morfologiche osservate. Infatti l’elasticità e la leggerezza dello strumento permettono un’applicazione
prolungata e costante nel tempo, migliorando la
MEDICINA DELLO SPORT
493
MANTINI
Corrective exoskeleton for the human body
dynamics. Naturally the results obtained in this
analysis are to be considered as indicative only
and will have to be backed up by future indepth analyses.
The purpose of the present analysis was to assess the effectiveness of the HBP in the therapy
of postural imbalances. A sample of 17 sports
persons was submitted to 30 days’ treatment in
order to analyse morphological changes to the
back after treatment. The results obtained show
that the main variations involve the superior
portion of the back, mainly the scapular region.
The upwards shift of the superior scapular angle is associated with a restriction of the lower
scapular angles, leading to an adduction process
of the scapulae with consequent closing of the
medial margins to the median line of the back.
As analysis was carried out to investigate the displacement of the landmarks on the front plane,
scapular adduction could be associated with a
retraction of the shoulders, suggesting an overall reorganisation of the upper structures of the
back and in particular of the spinal column. Such
reorganisation may be due to the intervention of
certain muscular components of the back.
Scapular adduction could be caused by the
intervention of the major rhomboid that originates from the spinous processes of the first
four vertebrae and inserts on the medial margin of the scapula and by the minor rhomboid
which originates with the seventh cervical vertebra and inserts into the triangular surface of
the scapular spine (scapular adduction). Retraction of the shoulders could be related to the
intervention of the infraspinous muscle which
originates on the medial surface of the infraspinous fossa and inserts on the middle face of
the greater tuberosity of the humerus and the
teres minor that originates from the rear face
and the lateral margin of the scapula and inserts in the lower face of the lateral margin of
the scapula, and inserts in the lower face of
the greater tuberosity of the humerus (shoulder retraction). This retraction is confirmed by
the data obtained in the SFR-36 test in which
the difficulty for many subjects of carrying out
movements of scapular belt anteposition is
pointed out.
By contrast, the lack of an effect on the
lower structures of the back is hard to explain
especially if we consider that each adaptation
of body segments corresponds to a complete
reorganisation of the whole body (Penha et al.
23005). Nevertheless these results should be
interpreted bearing in mind that the subjects
494
qualità della vita anche durante le normali attività quotidiane. Allo stesso tempo, questo strumento
correttivo sembra influire positivamente sull’organizzazione strutturale dei diversi distretti anatomici considerati suggerendo un’implicazione positiva sulle dinamiche posturali. Naturalmente i
risultati conseguiti in questa analisi devono essere
considerati come indicativi e dovranno essere supportati da analisi future più approfondite.
La presente analisi ha lo scopo di valutare l’efficacia dell’HBP nel trattamento terapeutico degli
squilibri posturali. Un campione di 17 soggetti
sportivi è stato sottoposto ad un trattamento di 30
giorni per analizzare le variazioni morfologiche
del dorso dopo il trattamento. I risultati ottenuti
mostrano che le principali variazioni interessano
la porzione superiore del dorso coinvolgendo principalmente la regione scapolare. Lo spostamento
verso l’alto dell’angolo scapolare superiore è associato ad un restringimento degli angoli scapolari
inferiori, producendo un processo di adduzione
delle scapole con un conseguente avvicinamento
dei margini mediali alla linea mediana del dorso. Poiché l’analisi è stata eseguita considerando
lo spostamento dei punti sul piano frontale, l’adduzione delle scapole potrebbe essere associato a
una retrazione delle spalle suggerendo una riorganizzazione complessiva delle strutture superiori
del dorso e in particolare della colonna. Tale riorganizzazione può essere dovuta all’intervento di
alcune componenti muscolari del dorso.
L’adduzione delle scapole potrebbe essere causata dall’intervento del grande romboide che origina
dai processi spinosi delle prime quattro vertebre e
si inserisce sul margine mediale della scapola e dal
il piccolo romboide che origina dalla settima vertebra cervicale e si inserisce nella superficie triangolare della spina della scapola (adduzione delle
scapole). Mentre la retrazione delle spalle potrebbe
essere correlata all’intervento del muscolo infraspinato che origina sulla superficie mediale della
fossa omonima e si inserisce sulla faccia media
della grossa tuberosità dell’omero e del piccolo rotondo ha origine dalla faccia posteriore e dal margine laterale della scapola, e si inserisce sulla faccetta inferiore della grande tuberosità dell’omero
(retrazione delle spalle). Tale retrazione è confermata dai dati ottenuti nel test SFR-36, in cui si evidenzia la difficoltà per molti soggetti ad eseguire
movimenti di anteposizione del cingolo scapolare.
Al contrario il mancato effetto sulle strutture inferiori del dorso è difficile da spiegare soprattutto
se si considera che ogni adattamento dei segmenti
corporei corrisponde a una completa riorganizzazione di tutto il corpo (Penha et al, 2005). Tuttavia questi risultati vanno interpretati tenendo
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Corrective exoskeleton for the human body
considered, all of them young sports persons,
present a balanced body structure with minor
postural imbalances which in the case of the
present sample only involve the upper portions
of the back.
Although the present analysis is only preliminary, the changes observed suggest that the
HBP is able to modify posture even in subjects
who only present minimum back asymmetries
and that postural re-education pursued actively
by way of artificial constraints could be an integrative solution for the treatment of the commonest postural imbalances. Furthermore, in
future analyses, it would be advisable to verify
how the modifications observed behave in the
periods subsequent to the therapy. Long-term
follow-up is hypothesised.
References/Bibliografia
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chronic low back pain in patients with
spinal deformities using a sagittal realignment brace. Scoliosis 2009;9:4-7.
2) Lisi C, Crapanzano F, Di Natali G,
Mazzacane B, Zanellato S, Tinelli C et
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adolescenziale con corsetto cheneau realizzato con software CAD-CAM: risultati
preliminari. Eur Med Phys 2008;44:14.
3) Périé D, Aubin CE, Petit Y, Labelle H,
Dansereau J. Personalized biomechanical simulations of orthotic treatment in
idiopathic scoliosis. Clinical Biomechan-
MANTINI
presente che i soggetti considerati, essendo tutti
giovani sportivi, presentano una struttura corporea equilibrata con piccoli squilibri posturali che
nel caso del presente campione interessano solo le
porzioni superiori del dorso.
Sebbene la presente analisi sia di tipo preliminare le variazioni osservate suggeriscono che
l’HBP è in grado di modificare l’atteggiamento posturale anche in soggetti che presentano solo minime asimmetrie del dorso e che una rieducazione
posturale seguita in modo attivo tramite vincoli
artificiali potrebbe rappresentare una soluzione
integrativa nel trattamento dei più comuni squilibri posturali. Inoltre sarebbe opportuno verificare,
con analisi future, l’andamento delle modificazioni osservate nei periodi successivi alla terapia,
ipotizzando un follow-up prolungato nel tempo.
ics 2004;19:190-5.
4) Montenegro M, Mateus-Vasconcelos
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7) Zelditch ML, Swidersky DL, Sheets
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8) Rohlf FJ. Tps-Dig2, Version 2.10. Ecology & Evolution 2008; SUNY at Stoony
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9) Rohlf FJ. Tps-Relw, Version 2.10. Ecology & Evolution 2006; SUNY at Stoony
Brook.
10) Slice DE. Morpheus et al. State of
University of New York 2000; Stony
Brook.
11) Penha PJ, João SM, Casarotto RA,
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����������������
assessment of girls between 7 and 10 years of
age. Clinics 2005;60:9-16.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on February 19, 2013. - Accepted for publication on November 29, 2013.
Corresponding author: S. Mantini, Department of Health and Human Motor Sciences, Foro Italico University, Rome, Italy.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
495

MED SPORT 2013;66:497-511
Accelerometers: a physical
activity assessment tool
Accelerometri: uno strumento
di valutazione dell’attività fisica
A. SANTOS-LOZANO 1, N. GARATACHEA 2
1Department
of Biomedical Sciences, University College of Health Sciences,
University of Leon (Ponferrada Campus), Leon, Spain
2Department of Physiotherapy and Nursing, Faculty of Health and Sport Science,
University of Zaragoza, Zaragoza, Spain
SUMMARY
The purpose of this revision was to address methodological issues related to accelerometer-based assessments of
physical activity (PA). Special interest is also put on recently updated technology. No definitive evidence currently
exists to indicate which are the most valid and reliable accelerometer models for use with different kind people.
When it comes to selecting an accelerometer, issues of affordability, product reliability, monitor size, technical support, and comparability with other studies may be equally as important as the relative validity and reliability of an
instrument. Accelerometers can provide reliable information on mobility and objective measurement of PA. These
activity monitors have significant advantages when compared with other quantitative methods for measurement of
energy expenditure. Accelerometers are currently used mainly in a research setting; however, with recent advances,
incorporation into clinical and fitness practice is possible and increasing.
Key words: Physical activity - Accelerometry - Exercise.
RIASSUNTO
Lo scopo di questa review è quello di affrontare le questioni metodologiche relative alle valutazioni con accelerometro sull’attività fisica (AF). Particolare interesse è anche riposto su una tecnologia recentemente aggiornata. Nessuna
prova definitiva esiste attualmente per indicare quali sono i modelli di accelerometro più validi e affidabili per l’uso
corrente. Quando si tratta di scegliere un accelerometro, questioni di convenienza, affidabilità del prodotto, dimensioni del monitor, il supporto tecnico, e la comparabilità con altri studi possono essere altrettanto importanti quanto la
relativa validità e l’affidabilità di uno strumento. Gli accelerometri sono in grado di fornire informazioni affidabili sulla
mobilità e la misurazione oggettiva della AF. Questi controlli di attività hanno notevoli vantaggi rispetto ad altri metodi
quantitativi per la misurazione del consumo energetico. Gli accelerometri sono attualmente utilizzati principalmente
in un ambiente di ricerca, tuttavia, con i recenti progressi, l’incorporazione nella pratica clinica e fitness è possibile e
in aumento.
Parole chiave: Attività fisica - Accelerometria - Esercizio fisico.
P
hysical activity (PA) is often defined as any
bodily movement produced by the skeletal
muscles that elevates the energy expenditure
above the resting values.1 Different methods
Vol. 66 - No. 4
L’
attività fisica è spesso definita come un qual‑
siasi movimento corporeo generato dai musco‑
li scheletrici, il quale aumenta il dispendio energe‑
tico oltre i valori misurati in condizioni di riposo 1.
MEDICINA DELLO SPORT
497
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
have been developed to measure PA. Two
types of methods can be distinguished: subjective and objective methods.2
The objective methods are the activity monitors (pedometer and accelerometer), commonly used for obtaining objective measurements
of free-living PA in humans.3 However, the application of pedometers also has limitations
such as the only the total steps per day are
displayed, the intensity and frequency of PA
cannot be measured 4 and the most active moment of the day cannot be deduced. For these
reasons, in the last decade, accelerometers
have gained acceptance as perhaps the most
effective way to obtain objective information
about PA levels in the population.3 In 1990s,
accelerometry was still considered to be in the
developmental stage and in 1999 the meeting
“Measurement of Physical Activity” was hosted in the Cooper Institute. Some conclusions
and future recommendations about accelerometry were given to scientific community. Since
then, the researchers have dedicated high efforts to respond the need for improvements
in this field with technological developments
and novel applications of existing and new
technology. The published scientific literature
provides a demonstration of the magnitude
of this response. Figure 1 shows the trend in
scientific articles related to accelerometry, the
data were obtained by searching the Medline
bibliographic database for original research articles or reviews,5 that included the terms “accelerometer” or “activity monitor” and “physical activity or exercise or sport” in the title, key
Sono stati sviluppati diversi metodi di misurazione
dell’attività fisica, tra i quali possono esserne distin‑
ti di due tipi: i metodi soggettivi e i metodi obiettivi 2.
I metodi obiettivi sono rappresentati dai disposi‑
tivi di monitoraggio dell’attività fisica (pedometri e
accelerometri), utilizzati comunemente per ottene‑
re misurazioni obiettive dell’attività fisica praticata
dagli esseri umani nella normale vita quotidiana 3.
Tuttavia, l’applicazione dei pedometri presenta al‑
cuni limiti, come il fatto che vengano visualizzati
solamente i passi totali effettuati in un giorno, che
non sia possibile misurare l’intensità e la frequenza
dell’attività fisica 4 o che non sia possibile desumere
il momento più attivo della giornata. Per tali mo‑
tivi, nell’ultimo decennio gli accelerometri si sono
imposti come la maniera probabilmente più effica‑
ce per ottenere informazioni obiettive sui livelli di
attività fisica nella popolazione 3. Negli anni ’90,
l’accelerometria era considerata ancora un settore
in via di sviluppo e nel 1999 presso l’Istituto Cooper
si tenne il meeting “Measurement of Physical Ac‑
tivity” (misurazione dell’attività fisica), nel quale
si formularono alcune conclusioni e raccoman‑
dazioni per il futuro alla comunità scientifica. Da
allora, i ricercatori hanno dedicato notevoli sforzi
per rispondere alla necessità di miglioramenti in
tale settore, attraverso gli sviluppi tecnologici e le
nuove applicazioni della tecnologia nuova ed esi‑
stente. La letteratura scientifica pubblicata fornisce
una dimostrazione dell’entità di tale risposta. La
Figura 1 mostra tale tendenza negli articoli scien‑
tifici relativi all’accelerometria; i dati sono stati
ottenuti effettuando una ricerca nel database bi‑
bliografico Medline di articoli di ricerca originali
o review 5 che includessero i seguenti termini nel
titolo, nelle parole chiave o nell’abstract: “accelero‑
metro” o “dispositivo di monitoraggio dell’attività” e
Figure 1.—Trends in publications over time.5
Figura 1. — Tendenze nelle pubblicazioni nel tempo 5.
498
MEDICINA DELLO SPORT
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Accelerometers
SANTOS-LOZANO
words, or abstract. The journal that has mostly
covered accelerometry as topic of research interest is Medicine and Science in Sport and Exercise, followed by Journal of Physical Activity
and Health. Also, Europe and United States are
the two main focus in where accelerometry research is mainly performed. The top author in
accelerometry research is Westerterp, KR from
Maastricht, the Netherlands. Others important
authors in accelerometry are Sallis J, Pate R,
Freedson P and Trost S.
The most notable development has been the
proliferation of monitor devices that provide an
estimation of frequency, intensity and duration
of PA performed by the subject who wore the
monitor.6 Several acelerometers are available
to measure physical activity, the selection of
the model device depends on the study aims,
the target population, the activity component
of interest and the feasibility of the work (cost
and logistics).7 In Table I are presented a sum-
“attività fisica o esercizio fisico o sport”. La rivista
scientifica che ha trattato di più l’accelerometria
come argomento di ricerca è Medicine and Science
in Sport and Exercise, seguita dal Journal of Physi‑
cal Activity and Health. Inoltre, la ricerca sull’ac‑
celerometria è stata condotta perlopiù in Europa e
Stati Uniti. Il principale autore della ricerca sull’ac‑
celerometria è Westerterp KR, da Maastricht, Paesi
Bassi. Altri importanti autori nel settore dell’accele‑
rometria sono Sallis J, Pate R, Freedson P e Trost S.
Il progresso più importante nel settore dell’acce‑
lerometria è stato la proliferazione dei dispositivi di
monitoraggio che forniscono una stima della fre‑
quenza, dell’intensità e della durata dell’attività fi‑
sica effettuata dal soggetto che indossa il dispositivo
di monitoraggio 6. Esistono numerosi accelerometri
in grado di misurare l’attività fisica; la scelta del
dispositivo di monitoraggio dipende dagli obiettivi
dello studio, dalla popolazione studiata, dalla com‑
ponente di interesse dell’attività fisica e dalla fatti‑
bilità del lavoro (costi e logistica) 7. Nella Tabella I è
mostrato un riassunto dei dispositivi di monitorag‑
Table I.—Sumary of monitor device and its characteristics.
Tabella I. — Riepilogo del dispositivo di monitoraggio e caratteristiche.
Monitor
GT3X+
Distribuitor web site
Sensor
Minimum Epoch
Lengh/ Output Data
aggregation
Raw data outcomes
www.theactigraph.com
Triaxial accelerometer Activity counts
Steps
GT3X
www.theactigraph.com
Triaxial accelerometer Activity counts
Steps
GT1M
www.theactigraph.com
Triaxial accelerometer Activity counts
Steps
Actical
www.actical.respironics.com Omnidirectional
Activity counts
accelerometer
Steps
Biotrainer Pro
www.imsystems.net
Biaxial accelerometer Activity counts
Estimated Energy
Expenditure
RT3
www.stayhealthy.com
Triaxial accelerometer Activity counts
Steps
Kenz Lifecorder EX www.new-liestyles.com
Single-axis
Activity counts
accelerometer
Frequency counts
ActivPalTM
www.paltechnologies.com
Single-axis
Time sitting, lying,
accelerometer
walking and quite
standing.
Actitrainer
www.theactigraph.com
Triaxial accelerometer Activity counts
Steps
Heart Rate
Actiheart
www.camntech.com
Omnidirectional
Activity counts
accelerometer
Heart Rate
SenseWear
sensewear.bodymedia.com Uniaxial
Steps
accelerometer
Heart Rate
Energy Expenditure
Acceleration
Sleep duration
Lying down time
IDEAA
www.minisun.com
Five biaxial sensor
Daily activities
Energy Expenditure
Physical activity
pattern
Hear Rate
Battery
life
(days)
Raw data
30
1 s or raw data
20
1 s·epoch-1
20
s·epoch-1
15
180
Variable
(15 s to 1 min)
180
1 s·epoch-1
4 s·day
15 s·epoch-1
60
150
8
1 s·epoch-1
15 s·epoch-1 with HR
14
15 s·epoch-1
21
-
4
1 s·epoch
3
Adapted from Welk et al.6
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
499
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
mary of the most used commercially available
monitors device with its main features.
gio più utilizzati disponibili in commercio e delle
loro principali caratteristiche.
Discussion
Discussione
Validità/affidabilità degli accelerometri
Validity/reliability of accelerometers
The first steps to obtaining accurate and
objective information are the calibration and
validation of the accelerometer.8 It is important begin defining the concept of validity,
reliability 9 and calibration. So, validity is the
extent to which an instrument measures what
it is intended to measure. Reliability could be
defined as the tendency toward consistency
found in repeated measurements of the same
phenomenon. The more consistent the results
given by repeated measurements, the higher
the reliability of the measuring procedure, conversely the less consistent the results, the lower
the reliability. Finally, calibration is a comparison between measurements – one of know
magnitude or correctness made or set with one
device and another measurement made in as
similar a way as possible with a second device. The first one is assigned correctness and
is called the standard and the second one is
the unit under test.
Thus, while reliability focuses on a particular
property of empirical indicators, validity concerns the crucial relationship between concept
and indicator. Calibration refers to the process
of improve the accuracy of device.
Several times the calibration and validation
are used interchangeably by the researches,
and can be misleading validation and validity
because there are different concepts.
In the literature are present several works
checking the reliability of different accelerometer models. These works are focus on the
technical inter-variability during mechanical
conditions, like on a shaker or vibration machines, or during real physical activities, under
controller activities or in free-living conditions.
In the other hand, researches are most interested studying the calibration of the accelerometers using a criterion, which is a measure
with a high accuracy and precision and many
times is defined like “gold standard”, such as
indirect calorimetry, room calorimetry, double
labeled water or direct observation. One of the
most used methods is the indirect calorymetry,
this method allow the calculation of energy
expenditure and typically later to calculate a
500
I primi passi per ottenere informazioni accurate
e obiettive sono la calibratura e la convalida dell’ac‑
celerometro 8. È importante iniziare con il definire
i concetti di validità, affidabilità 9 e calibratura. La
validità è il grado con cui uno strumento riesce a
misurare ciò per cui è stato predisposto. L’affidabi‑
lità può essere definita come la tendenza verso la
costanza osservata nelle misurazioni ripetute dello
stesso fenomeno. Più costanti sono i risultati forniti
dalle misurazioni ripetute, maggiore è l’affidabi‑
lità della procedura di misurazione; al contrario,
meno costanti sono i risultati, minore è l’affidabi‑
lità. Infine, la calibratura è un confronto tra mi‑
surazioni ‑ una della correttezza o ampiezza nota
impostata in un dispositivo e un’altra della misura‑
zione effettuata nella maniera più simile possibile
con un secondo dispositivo. La prima è la correttez‑
za assegnata ed è chiamata lo standard mentre la
seconda è l’unità oggetto di studio.
Pertanto, mentre l’affidabilità si concentra su
una particolare proprietà degli indicatori empirici,
la validità concerne la relazione cruciale tra con‑
cetto e indicatore. La calibratura fa riferimento al
processo di miglioramento della precisione del di‑
spositivo.
Spesso calibratura e convalida sono concetti uti‑
lizzati in maniera intercambiabile dai ricercatori,
e possono fuorviare la convalida e la validità per‑
ché sono entità diverse.
Nella letteratura sono presenti numerosi lavori
che controllano l’affidabilità di diversi modelli di
accelerometri. Tali lavori sono incentrati sull’in‑
ter-variabilità tecnica in condizioni meccaniche,
come su agitatori o dispositivi a vibrazione o du‑
rante le reali attività fisiche, in attività controllate o
in condizioni di normale vita quotidiana.
D’altro canto, i ricercatori sono più interessati
a studiare la calibratura degli accelerometri utiliz‑
zando un criterio, cioè una misurazione dotata di
un’elevata accuratezza e precisione, spesso defini‑
ta “standard di riferimento”, come la calorimetria
indiretta, la calorimetria in camera respiratoria,
l’acqua doppiamente marcata o l’osservazione
diretta. Uno dei metodi più utilizzati è la calori‑
metria indiretta; tale metodo consente il calcolo
del dispendio energetico e il successivo calcolo di
un’equazione di regressione lineare del dispendio
energetico. Tuttavia, l’equazione di regressione li‑
neare è un metodo limitato 10 perché la supposizio‑
ne che esista una relazione lineare tra il dispendio
energetico e i conteggi di attività fisica non si verifi‑
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Accelerometers
SANTOS-LOZANO
Figure 2.—Plateau phenomenon showed by John et al.16
Figura 2. — Fenomeno del plateau mostrato da John et al.16
linear regression energy expenditure equation.
However, the linear regression equation is a
limited method,10 because the assumption that
a linear relationship exists between energy expenditure and activity counts does not always
occur.11 The plateau phenomenon (Figure 2)
is showed in many cases when the accelerometers counts showed a slight constant value,
even decrease, while continue increasing the
energy expenditure. This problem indicates
the inability of accelerometers to define PA accurately at high levels of energy expenditure
or an anaerobic contribution to exercise metabolism, which causes the relationship to become more complex.12
Nowadays works validating monitors are
increased and there are too many equations
in the literature that make difficult select one.
Moreover, one monitor could be accurate
measuring PA levels but does not sedentary
behavior, or could be a good tool to use with
children but does not with old adults. So all
of these questions must be taken into account
when a determined accelerometer model is
chosen. Many times from the energy expenditure equations are developed cut-points to categorize physical activities in light, moderate
and vigorous. The validity of these cut-points
must be checked evaluating how well the cutpoints classify physical intensity categories.8
Vol. 66 - No. 4
ca sempre 11. Il fenomeno del “plateau” (Figura 2) è
stato mostrato in numerosi casi quando i conteggi
degli accelerometri hanno mostrato un lieve valore
costante, anche in diminuzione, mentre continua‑
va a crescere il dispendio energetico. Tale problema
indica l’incapacità degli accelerometri di definire
in maniera accurata l’attività fisica a elevati livelli
di dispendio energetico o il contributo anaerobico
al metabolismo dell’esercizio fisico, che rende la re‑
lazione più complessa 12.
Al giorno d’oggi sono aumentati i lavori di con‑
valida dei dispositivi di monitoraggio ed esistono
troppe equazioni nella letteratura che rendono
difficile effettuare una selezione. Inoltre, un di‑
spositivo di monitoraggio potrebbe essere in grado
di misurare accuratamente i livelli dell’attività
fisica ma non il comportamento sedentario, op‑
pure potrebbe essere uno strumento adatto per
l’utilizzo nei bambini ma non altrettanto adat‑
to per l’utilizzo negli adulti. Perciò tutte queste
domande devono essere prese in considerazione
nella scelta di un determinato modello di acce‑
lerometro. Spesso, a partire dalle equazioni di
dispendio energetico vengono sviluppati valori di
soglia (cut-points) per classificare le attività fisi‑
che in attività ad intensità leggera, moderata ed
energica. La validità di tali valori di soglia deve
essere verificata quando si valuta con quale effi‑
cacia i valori di soglia classificano le diverse cate‑
gorie di intensità fisica 8.
Di seguito sono presentate alcune delle conclu‑
sioni più rilevanti sull’affidabilità degli accelero‑
MEDICINA DELLO SPORT
501
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
Bellow are presented some of the most relevant reliability conclusions about the main
used accelerometer in the research field.
metri maggiormente utilizzati nel settore della ri‑
cerca.
Affidabilità dei recenti accelerometri Actigraph
Reliability of the recently Actigraph accelerom‑
eters
GT3X+. Nowadays, no study assesses the reliability of the GT3X+.
GT3X. During controller mechanical conditions, high intra-and inter-instrument reliability were found for the frequencies between
2.1 and 4.1 Hz.13 However, results performing
treadmill activities 14 suggest that the addition
of the X and Z-axis does not provide further
benefits to assess the movement in typical PA
compared with “classical” uni-axial (Y-axis) assessment of activity counts. In general, data results support the use of the GT3X accelerometer as a reliable tool to estimate PA.
GT1M. This accelerometer was a step forward in the Actigraph technology showing an
improvement of the intermonitor variability
versus the previously generations (7164 and
71256) under mechanical conditions.15 In spite
of no works check the reliability of this monitor during real physical activities, no significant differences between GT1M versions were
showed during walking and running activities,
so it is indifferent the version used to estimate
physical activities and it is possible the use of
different versions in the same work.16
Reliability of the Actical
During a mechanical setup the Actical
showed similar (coefficient of intra-variation=0.5% and inter-variation=5.4%) values
than Actigraph (3.2% and 8.6%, respectively)
accelerometer and better than the RT3 (>40%
both).17 However, during treadmill activities
showed a poor reliability.18 More studies are
needed to understand the work of this monitor.
GT3X+. Al giorno d’oggi, nessuno studio ha va‑
lutato l’affidabilità dell’accelerometro GT3X+.
GT3X. Durante il controllo delle condizioni mec‑
caniche, è stata osservata un’elevata affidabilità in‑
tra- e inter-dispositivo per le frequenze comprese tra
2,1 e 4,1 Hz 13. Tuttavia, i risultati dell’esecuzione
di attività su tapis roulant 14 suggeriscono che l’ag‑
giunta dell’asse X e Z non fornisce ulteriori benefici
per valutare il movimento nella tipica attività fisi‑
ca rispetto alla “classica” valutazione monoassiale
(asse Y) dei conteggi di attività. In generale, i risul‑
tati supportano l’utilizzo dell’accelerometro GT3X
quale strumento affidabile per la stima dell’attività
fisica.
GT1M. Tale accelerometro ha rappresentato un
progresso nella tecnologia Actigraph, mostrando un
miglioramento nella variabilità inter-dispositivo ri‑
spetto alle precedenti generazioni (7164 e 71256)
in condizioni meccaniche 15. Nonostante nessun
lavoro abbia controllato l’affidabilità di questo di‑
spositivo di monitoraggio durante le reali attività
fisiche, non sono state osservate differenze signifi‑
cative tra le versioni GT1M durante la camminata
veloce e le attività di corsa, per cui è indifferente
quale sia la versione utilizzata per stimare le atti‑
vità fisiche ed è possibile utilizzare diverse versioni
nello stesso lavoro di ricerca 16.
Affidabilità di Actical
Durante una configurazione meccanica il di‑
spositivo Actical ha mostrato valori simili (coeffi‑
ciente di intra-variazione =0,5% e di inter-varia‑
zione =5,4%) rispetto all’accelerometro Actigraph
(rispettivamente 3,2% e 8,6%) e migliori rispetto
all’accelerometro RT3 (>40% entrambi) 17. Tutta‑
via, durante le attività su tapis roulant tale acce‑
lerometro ha mostrato una scarsa affidabilità 18.
Sono pertanto necessari ulteriori studi per com‑
prendere il funzionamento di questo dispositivo di
monitoraggio.
Affidabilità di RT3
Reliability of the RT3
During shaker conditions there were no
differences in activity counts recorded on the
three axes at 2.1 Hz, but the activity counts
recorded along the vertical axis (Y-axis) were
higher that the others (X and Z-axis) at 5.1 and
10.2 Hz.19
The RT3 demonstrated a reasonable stability measurement and discrimination walk-
502
Nelle condizioni dell’agitatore non sono state ri‑
levate differenze nei conteggi di attività registrati
sui tre assi a 2,1 Hz, ma i conteggi di attività regi‑
strati sull’asse verticale (asse Y) erano più elevati
rispetto agli altri (asse X e Z) a 5,1 e 10,2 Hz 19.
Lo RT3 ha mostrato una ragionevole misurazio‑
ne della stabilità e una discriminazione delle in‑
tensità di camminata nelle persone con andatura
bilanciata 20. Tuttavia, ciò è stato rivelato utiliz‑
zando un protocollo meccanico; lo RT3 ha mostra‑
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Accelerometers
SANTOS-LOZANO
ing intensities in people with balance gait.20
However, that was revealed using a mechanical protocol, the RT3 showed a poor reliability
assessing activities of low magnitude and frequency 21 and a intermonitor variability during
physical activities.22 For this reason, in longitudinal studies, each subject should use the
same unit model at each assessment, moreover
the use of multiple RT3-units in cross-sectional
studies is not recommended.23
Reliability of the Actiheart
The Actiheart was examined under mechanical, walking and running activities.24 Activity
counts and Actiheart HR showed that this monitor is technically reliable during this activities.
More studies are needed to assess its working
during free-living conditions.
Accelerometer thresholds for activity
intensities in different populations
The accelerometer information is used by
the researches to obtain PA patterns, energy
expenditure or total time spends in light, moderate or vigorous PA. The total time in each
intensity is calculated using defined thresholds
that have been derived mathematically form
prediction equations at predetermined physiological values. To date, the most common approach has been to establish the relationship
between activity counts and PA intensity using
a linear regression equation 25 (Table IV), but
other methods such as receiver operating characteristic (ROC) curves have been used lately.8, 26 These thresholds are called “cut-points”
and are specific to each single accelerometer
model and population.
For meaningful comparison between subjects, absolute measurements of energy expenditure should be normalized individually
for differences in the body mass, the age of
the participant and also their fitness. However,
normally for adults the thresholds have been
defined of 3 and 6 METs; light activities less
than 3 METs, moderate between 3 and 6 METs
and vigorous more than 6 METs.8 Nowadays a
consensus in thresholds, when the target population is children, adolescent and older people,
does not exist. At present, intensity thresholds
for adults are also use in other populations.
Today, multiple sets of intensity-related activity count cut-points exist for children, ado-
Vol. 66 - No. 4
to una scarsa affidabilità nel valutare le attività di
bassa ampiezza e frequenza 21 e una variabilità
inter-dispositivo durante le attività fisiche 22. Per
tale motivo, negli studi longitudinali, ogni soggetto
deve utilizzare lo stesso modello in ciascuna valu‑
tazione, inoltre l’utilizzo di molteplici unità di RT3
in studi trasversali non è raccomandato 23.
Affidabilità di Actiheart
Actiheart è stato esaminato in condizioni mec‑
caniche, in attività di camminata veloce e corsa 24.
I conteggi di attività e la FC di Actiheart hanno mo‑
strato che tale dispositivo di monitoraggio è tecni‑
camente affidabile durante l’esecuzione di tali at‑
tività. Sono necessari ulteriori studi per valutare il
suo funzionamento in condizioni di normale vita
quotidiana.
Soglie accelerometriche per intensità
di attività in diverse popolazioni
Le informazioni accelerometriche sono utilizza‑
te dai ricercatori per ottenere profili di attività fisi‑
ca, dispendio energetico o tempo totale impiegato
in un’attività fisica a intensità leggera, moderata
o energica. Il tempo totale in ciascuna intensità
viene calcolato utilizzando diverse soglie che sono
state dedotte matematicamente dalle equazioni
predittive a valori fisiologici predeterminati. Fino‑
ra, l’approccio più diffuso è stato quello di stabilire
la relazione tra i conteggi di attività e l’intensità
dell’attività fisica utilizzando un’equazione di re‑
gressione lineare 25 (Tabella IV), ma recentemente
sono stati utilizzati altri metodi come le curve del‑
le caratteristiche operative del ricevente (Receiver
operating characteristic, ROC) 8, 26. Tali soglie sono
chiamate “valori di soglia” (cut-points) e sono spe‑
cifiche per ogni singolo modello di accelerometro e
popolazione.
Per un confronto significativo tra i soggetti, le
misurazioni assolute del dispendio energetico de‑
vono essere normalizzate in maniera individuale
secondo le differenze nella massa corporea, nell’età
dei partecipanti e nel loro fitness. Tuttavia, normal‑
mente per gli adulti le soglie sono state definite a
3 e 6 equivalenti metabolici (metabolic equivalent,
MET); le attività leggere a meno di 3 MET, quelle
moderate tra 3 e 6 MET e quelle energiche a più di
6 MET 8. Al giorno d’oggi non esiste un consenso
sulle soglie quando la popolazione oggetto di studio
sono bambini, adolescenti e adulti in età avanzata.
Attualmente, le soglie di intensità per gli adulti sono
utilizzate anche nelle altre popolazioni.
Attualmente, nella letteratura scientifica esisto‑
no molteplici serie di valori di soglia per i conteggi
di attività relativi all’intensità per bambini, adole‑
scenti, adulti e adulti in età avanzata. Questi nu‑
MEDICINA DELLO SPORT
503
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
lescents, adults and older adults in the scientific literature. These several cut-point values
do increase the difficulty and the efforts of the
researches to choose the correct “cut-point value”, because they are significantly different in
magnitude due to the fact that they have been
obtained using dissimilar protocols and, as result, the final result reports are considerably
in contrast. Moreover, activity counts for each
manufacture differ in magnitude.
There is no consensus about the METs
thresholds and activity count cut-points for
each population. This chapter focuses on the
cut-points for Actigraph, Actical and RT3 accelerometer in several populations such as young,
adults and older adults.
Young people METs thresholds
The use of age-specific cut-points or a single cut-point for youth is a methodological issue not adequately addressed in the literature
yet,25 so several equation and cut-points are
defined in the scientific research.
Freedson et al.,27 Puyau et al.,28 Treuth et
al.,29 Mattocks et al.30 and Eveson et al.12 have
defined the most popular equations for estimating energy expenditure in youth using the
GT1M, as well as defined cut-point values (Table II).
In 2011 Trost et al.25 compared the estimated
energy expenditure using the above equations
and measured by indirect calorimetry in the
same group under different conditions (Figure 3). Overall, the Mattock et al.’s30 equation
showed better results predicting energy expenditure in different conditions than the others equations (Figure 3).
Moreover, cut-point values were defined using the above equations for light, moderate
and vigorous intensity. In the same way, Trost
et al.25 checked the accuracy of each cut-point
value and concluded that the most accurate
merosi valori di soglia aumentano la difficoltà e gli
sforzi dei ricercatori nello scegliere il corretto “va‑
lore di soglia”, poiché essi sono significativamente
diversi nell’ampiezza in quanto vengono ottenuti
utilizzando protocolli diversi e, come risultato, i
risultati finali riportati sono considerevolmente in
contrasto tra loro. Inoltre, i conteggi di attività per
ciascun prodotto presentano ampiezze diverse.
Non esiste un consenso sulle soglie MET e sui va‑
lori di soglia per i conteggi di attività in ciascuna
popolazione. Tale capitolo è incentrato sui valori di
soglia per gli accelerometri Actigraph, Actical e RT3
in numerose popolazioni, come i giovani, gli adulti
e gli anziani.
Soglie MET per i giovani
L’utilizzo di valori di soglia specifici per l’età o
l’utilizzo di un singolo valore di soglia per i giovani
è un problema metodologico non adeguatamente
affrontato nella letteratura 25, per cui nella lettera‑
tura scientifica vengono definite diverse equazioni
e valori di soglia.
Freedson et al.,27 Puyau et al.,28 Treuth et al.,29
Mattocks et al.,30 ed Eveson et al.,12 hanno defini‑
to le equazioni più diffuse per stimare il dispendio
energetico nei giovani utilizzando il GT1M, oltre a
valori di soglia definiti (Tabella II).
Nel 2011 Trost et al.,25 hanno confrontato il di‑
spendio energetico stimato utilizzando le equazio‑
ni sopramenzionate e hanno condotto misurazio‑
ni mediante la calorimetria indiretta nello stesso
gruppo in condizioni diverse (Figura 3). Nel com‑
plesso, l’equazione di Mattocks et al.,30 ha mostrato
risultati migliori nel predire il dispendio energetico
in diverse condizioni rispetto alle altre equazioni
(Figura 3).
Inoltre, i valori di soglia sono stati definiti utiliz‑
zando le equazioni sopramenzionate per l’attività
fisica a intensità leggera, moderata ed energica.
Allo stesso modo, Trost et al.,25 hanno controllato
l’accuratezza di ciascun valore di soglia e hanno
concluso che quelli più accurati erano i valori di
soglia definiti da Evenson et al.,12 suggerendo che
un singolo valore di soglia per un livello di attività
fisica da moderato a energico, pari a 575 conteggi
Table II.—Principal equations to predict energy expenditure in youth.1
Tabella II. — Principali equazioni per predire il dispendio energetico nei giovani 1.
Author
Sample
Equation
Freedson et al.27
n = 80 (6–18 yr)
Puyau et al.28
Treuth et al.29
Mattocks et al.30
n = 26 (6–16 yr)
n = 74 (13–14 yr)
n = 163 (12.4 yr)
METs = 2.757 + (0.0015 · activity counts · min-1) - (0.08957 · age (yr)) (0.000038 · activity counts · min-1 · age (yr))
EE = 0.0183 + 0.000010 (activity counts· min-1)
METs = 2.01 + 0.00171 (activity counts ·30 s-1)
EE (kJ·kg -1 ·min-1) = -0.933 + 0.000098 (activity counts·min-1) + 0.091 (age
(yr)) - 0.04(sex) (Male = 0; Female = 1)
504
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Accelerometers
SANTOS-LOZANO
Figure 3.—Comparison between estimated energy expenditure using different equations and indirect calorimetry energy expenditure during different conditions. Adapted from Trost et al.25 * Significant differences (P<0.004).
Figura 3. — Confronto tra il dispendio energetico stimato utilizzando diverse equazioni e il dispendio energetico
tramite calorimetria indiretta in diverse condizioni. Adattato da Trost et al.25 *Differenze significative (P<0,004).
was the cut-points defined by Evenson et al.12
and suggested that a single moderate to vigorous PA level cut point value of 575 activity
counts·15 s-1 epoch may function equally well
for youth between 6 to 15 year-young.
According to different studies, the Actical is a
good tool to assess PA in children too.10, 27, 30, 31
Pfeiffer et al.32 defined a calibration equation
for preschool children (VO2=activity counts 15
s-1 0.01437±9.73) and after also the cut-point
value showed in Table III. Puyau et al.28 defined
the cut-points thresholds for younger between
7-18 yr (N.=32) and Colley and Tremblay 33 reported similar values for moderate threshold
value but lower for vigorous. Also, both studies 27, 34 reported higher activity counts values
than Pfeiffer et al.32
In 2010 Vanhelst et al.35 defined also the
cut-points for younger using the RT3 and indirect calorimetry. Twenty participants aged
between 10-16 years performed different activities. They concluded that the age and sex
did not affect threshold counts, cut-point value
Vol. 66 - No. 4
15 s-1 epoca, potrebbe funzionare altrettanto bene
per i giovani di età compresa tra i 6 e i 15 anni.
D’altro canto, numerosi studi hanno concluso
che Actical è un buono strumento per valutare l’at‑
tività fisica anche nei bambini 10, 27, 30, 31. Pfeiffer et
al.,32 hanno definito un’equazione di calibratura
per bambini in età prescolare (VO2=conteggi di at‑
tività 15 s-1 0,01437±9,73) e in seguito hanno de‑
finito il valore di soglia mostrato nella Tabella III.
Puyau et al.,28 hanno definito i valori di soglia per
giovani di età compresa tra 7 e 18 anni (N.=32)
mentre Colley e Tremblay 33 hanno riportato valori
simili per il valore di soglia dell’attività moderata
ma inferiori per l’attività energica. Inoltre, entram‑
bi gli studi 27, 34 hanno riportato valori dei conteggi
di attività più elevati rispetto ai bambini in età pre‑
scolare riportati da Pfeiffer et al.,32
Nel 2010, Vanhelst et al.,35 hanno definito an‑
che i valori di soglia per i giovani utilizzando lo
RT3 e la calorimetria indiretta. Venti partecipanti
di età compresa tra 10 e 16 anni hanno effettuato
diverse attività. Gli autori hanno concluso che età
e sesso non influenzavano i conteggi delle soglie,
il valore di soglia è mostrato nella tabella 3, e che
MEDICINA DELLO SPORT
505
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
Table III.—Cut-point value defined for each age population and monitor model by different authors
Tabella III. — Valore di soglia definito per ciascuna popolazione di età e modello del dispositivo di monitorag‑
gio per diversi autori.
Author
Population
Freedson et al.4
Puyau et al.28
Treuth et al.29
Mattocks et al.48
Evenson et al.12
Pfeiffer et al.32
(pre-schoolers)
Colley and Tremblay33
Puyau et al.28
Vanhelst et al.49
Rowlands et al.37
Colley and Tremblay34
Hooker et al.41
Rowlands et al.37
Young
Young
Young
Young
Young
Young
people
people
people
people
people
people
Young people
Young people
Young people
Young people
Adults
Adults
Adults
Monitor
Epoch
Actigraph
Actigraph
Actigraph
Actigraph
Actigraph
Actical
Actical
Actical
RT3
RT3
Actical
Actical
RT3
Cut-point values
Light
Moderate
Vigorous
Activity count·min-1
Activity count·min-1
Activity count·30 s-1
Activity count·min-1
Activity count·min-1
Activity count·15 s-1
100
800
100
100
-
2220
3200
3000
3581
2296
715
4136
8200
5200
6130
4012
1411
Activity count·min-1
Activity count·min-1
Count·min-1
Count·min-1
Count·min-1
Count·min-1
Count·min-1
100
41
-
1600
1500
951
970
1535
1065
985
4760
6500
3410
2333
3960
2340.8
Table IV.—Equation proposed by difference authors to estimate energy expenditure. Adapted of Lyden et al.
(40). EE = energy expenditure; CV = coefficient of variation
Tabella IV. — Equazione proposta da diversi autori per stimare il dispendio energetico. Adattato da Lyden et
al.40 EE: dispendio energetico; CV: coefficiente di variazione.
Author
Sample Equation
Klippel and Heil50 n = 24 Activity counts · min-1 ≤50; EE = 1 MET
Activity counts · min-1 51 – 349; EE = 1.83 METs
Activity counts · min-1 > 350; EE = 2.826 + (0.0006526 · Counts · min-1)
Klippel and Heil50 n = 24 Activity counts · min-1 ≤50; EE = 1 MET
Activity counts · min-1 51 – 349; EE = 1.83 METs
Activity counts · min-1 350 – 1,999; EE = 1.935 + (0.003002 · Counts · min-1)
Activity counts · min-1 >1,199; EE = 2.768 + (0.0006397 · Counts · min-1)
n = 24 Activity counts · min-1 51 – 350; EE = 0.007565 kcal · min -1
Heil31
Activity counts · min-1 >350; EE = 0.02779 + [(1.143E5) · Counts · min-1]
n = 24 Activity counts · min-1 51 – 349; EE = 0.007565 kcal · min -1
Heil31
Activity counts · min-1 350 – 1,199; EE = 0. 01217 + [(5.268E5) · Counts · min-1]
Activity counts · min-1 >1,999; EE = 0. 02663 + [(1.107E5) · Counts · min-1]
n = 48 Activity counts · min-1 ≤10; EE = 1 MET
Crouter et al.39
Activity counts · min-1 > 10 and CV ≤ 13; EE = 2.55095 · exp (0.00013746 · Counts · min-1)
Counts · min-1 > 10 and CV > 13; EE = 1.466072 +0.210755 · [Ln(Counts · min-1)] –
0.0595362 · [Ln(Counts · min-1)2] + 0.0157002 ·[Ln(Counts · min-1)3]
are shown in Table III, and that the RT3 could
be used to quantify the duration of various
levels of activity in free living conditions assessing the PA levels of this population. This
conclusion is consistent with a previous study
by Sun et al.,36 in which they concluded that
the RT3 might be used to provide acceptable
estimates of free-living activity in children.
Moreover Rowlands et al.,37 in 2004, defined
different cut-point values for vigorous intensity but similar for moderate.
506
lo RT3 poteva essere utilizzato per quantificare la
durata dei diversi livelli di attività in condizioni
normali valutando i livelli di attività fisica di que‑
sta popolazione. Tale conclusione è in armonia
con un precedente studio condotto da Sun et al.,36
nel quale gli autori hanno concluso che lo RT3 po‑
trebbe essere utilizzato per fornire stime accettabili
dell’attività fisica nella normale vita quotidiana
dei bambini. Inoltre, Rowlands et al.,37 nel 2004
hanno definito valori di soglia diversi per l’attività
fisica a intensità energica ma simili per quella a
intensità moderata.
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Dicembre 2013
Accelerometers
SANTOS-LOZANO
Adults
Adulti
Sasaki et al.38 defined the next equation to
estimate the energy expenditure from the GT3X
triaxial Vector Magnitude: METs=0.000863 Vector Magnitude activity counts·min-1+0.668876.
From the defined equation they established VM
cut-points for adults (26.9±7.7 years): moderate
intensity activities (3-5.99 METs) between 2690
and 6166 counts·min-1, hard activities (6-8.99)
between 6167 and 9642 counts·min-1 and very
hard activities more than 9642 counts·min-1.
Previously, Crouter et at.39 studied the accuracy
of Freedson equation (Kcal·min-1=0.00094 activity counts·min-1±0.1346·body mass [kg]-7.37418)
using GT1M activity counts in adults (N.=20,
mean age: 29.4±7.1 years) and they concluded
that provided accurate estimates of total energy
expenditure at moderate to fast walking speeds
and moderate running speeds in spite of the
energy expenditure estimated underestimated
the calorimetry energy expenditure.
Several studies focus their research on the
Actical in this population too. Just like with
the Actigraph accelerometers the selection of
an equation to predict energy expenditure and
cut-point threshold value is complex. Moreover, like Actigrap, Actical prediction techniques
(Table III) tend to underestimate energy expenditure, with activities of daily living being
considerably more underestimated as compared to treadmill activities.40
In 2011 Colley and Tremblay 33 defined moderate and vigorous Actical cut-points values for
adults using like criterion indirect calorimetry.
Similarly, Hooker et al.41 established similar
threshold value for light and moderate intensities. Wong et al.42 suggested that a threshold
of 100 activity counts min-1 is appropriate for
classifying sedentary behavior of adults using
this monitor; moreover, Oliver et al.43 defined
the threshold of 0 counts min-1 to quantify sitting activities.
Rowlands et al.37 defined the RT3 cut-points
for adults. They concluded that this is a good
measure of PA after comparing the estimated energy expenditure in men (N.=15, mean
age=20.7±1.4 yr) with indirect calorimetry,
while men were performing treadmill activities
(walk and run), playing with a ball, playing
hopscotch and sit.
Sasaki et al.,38 hanno definito l’equazione suc‑
cessiva per stimare il dispendio energetico dall’am‑
piezza del vettore triassiale GT3X: MET=0,000863
conteggi di attività dell’ampiezza del vettore
min-1±0,668876. Dall’equazione definita essi han‑
no stabilito i valori di soglia dell’ampiezza del vetto‑
re per gli adulti (26,9±7,7 anni): attività a intensità
moderata (3-5,99 MET) tra 2690 e 6166 conteggi
min-1, attività energiche (6-8,99) tra 6167 e 9642
conteggi min-1, e attività molto energiche più di
9642 conteggi min-1. In precedenza, Crouter et al.,39
avevano esaminato l’accuratezza dell’equazione
di Freedson (Kcal min-1=0,00094 conteggi di atti‑
vità min-1±0,1346 massa corporea (kg)-7,37418)
utilizzando i conteggi di attività del GT1M negli
adulti (N.=20, età media: 29,4±7,1 anni) e hanno
concluso che fornisce stime accurate del dispendio
energetico totale a velocità di camminata da mode‑
rate a veloci e intensità di corsa elevate nonostante
la stima del dispendio energetico sottovalutasse il
dispendio energetico tramite calorimetria.
Numerosi studi si sono concentrati su Actical
anche in questa popolazione di pazienti. Proprio
come per gli accelerometri Actigraph, la selezione
di un’equazione in grado di predire il dispendio
energetico e i valori di soglia è complessa. Inol‑
tre, come con Actigraph, le tecniche di predizione
per Actical (Tabella III) tendono a sottostimare il
dispendio energetico, sottovalutando in maniera
considerevole le attività della vita quotidiana ri‑
spetto a quelle svolte su tapis roulant 40.
Colley e Tremblay 33 hanno definito nel 2011 va‑
lori di soglia per le intensità moderata ed energica
per Actical negli adulti utilizzando un simile crite‑
rio di calorimetria indiretta. Allo stesso modo, Ho‑
oker et al.,41 hanno stabilito un valore di soglia si‑
mile per le intensità leggera e moderata. Wong et al.
hanno suggerito che una soglia di 100 conteggi di
attività min-1 è adeguata per classificare un com‑
portamento sedentario degli adulti che utilizzano
questo dispositivo di monitoraggio; inoltre, Oliver et
al.,43 hanno definito una simile soglia di 0 conteggi
· min-1 per quantificare le attività sedentarie.
Inoltre, Rowlands et al.,37 hanno definito i valori
di soglia per il dispositivo RT3 negli adulti. Essi han‑
no concluso che tale dispositivo di monitoraggio è
in grado di misurare adeguatamente l’attività fisi‑
ca dopo avere confrontato il dispendio energetico
stimato negli uomini con la calorimetria indiretta
(N.=15, età media=20,7±1,4 anni); durante l’ese‑
cuzione di attività su tapis roulant (camminata e
corsa), di gioco con la palla, di gioco della campa‑
na e durante la posizione seduta.
Older adults
Adulti in età avanzata
In accordo con Strath et al.,44 la letteratura
scientifica ha mostrato l’assenza di dati specifici
In accordance with Strath et al.,44 research
literature showed the lack of data specific for
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
507
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
older adults. Further studies should focus on
validating the new accelerometer models in
older adults to improve the accuracy of future
results.
In the scientific literature, there are few
studies in which Actigraph cut-points and energy expenditure equation are defined for old
adults. Usually, researchers use the cut-points
defined for adults. Evenson et al.12 checked
results of different cut-points for adults using
the 7164 (previously model to GT1M). They reported differences between results in function
of the moderate to vigorous PA cut-point proposed in research literature (500, 1000, 1500 or
2000 counts·min-1). However, they did not use
a criterion to examine the accuracy of each
one, but they defined the sedentary behavior
in less than 100 activity counts·min-1.
Hooker et al.41 in their Actical study above
mentioned concluded that the cut-point value for light and moderate (1065 count·min-1)
could be used for adults whose age is more
than 45 years old.
In contrast and in spite of the RT3 is commonly used in research, studies assessing the
work of this monitor are needed.
Limitations of accelerometers
Despite the strengths of the accelerometer
devices to measure psychical activity levels
and estimate energy expenditure, they have
weakness that should be recognized:
1. weaknesses of accelerometers is the lack
of industry standards for conversion of accelerometer raw output to counts and proprietary
algorithms 45 reducing the possibility to compare between models and trademarks;
2. each trademark has its own software,
which is needed to initiate, setup and download the accelerometer register. Moreover, it is
only possible to setup and download the output of a single monitor device one at a time, so
in epidemiological studies, in which researchers use several accelerometers, long time is
needed to setup the monitors and download
the data;
3. staff time-consuming to process and analyse the data, greater in the multiple sensor
and epidemiological studies;46
4. post processing of the data requires staff
to carry out many quality control checks and
determine participants’ wearing time and compliance with the initial protocol;
508
per gli adulti in età avanzata. È necessario che i fu‑
turi studi concentrino la loro attenzione nel conva‑
lidare i nuovi modelli di accelerometri negli adulti
in età avanzata per migliorare l’accuratezza dei
risultati futuri.
Nella letteratura scientifica, vi sono pochi studi
nei quali i valori di soglia di Actigraph e l’equa‑
zione del dispendio energetico siano definiti per
gli adulti in età avanzata. In genere, i ricercatori
utilizzano i valori di soglia definiti per gli adulti.
Evenson et al.,12 hanno controllato i risultati di
diversi valori di soglia per gli adulti utilizzando
il 7164 (modello precedente al GT1M). Essi han‑
no riportato differenze tra i risultati in funzione
del valori di soglia dell’attività fisica proposti nel‑
la letteratura di ricerca (500, 1000, 1500 o 2000
conteggi min-1). Tuttavia, gli autori non hanno uti‑
lizzato un criterio per esaminare l’accuratezza di
ciascuno di essi. Inoltre, essi hanno definito il com‑
portamento sedentario con meno di 100 conteggi
di attività min-1.
Hooker et al.41 nel loro studio sopramenzionato
su Actical hanno concluso che il valore di soglia
per le attività a intensità leggera e moderata (1065
conteggi min-1) potrebbe essere utilizzato per gli
adulti di età superiore ai 45 anni.
Al contrario, e nonostante il dispositivo RT3 sia
comunemente utilizzato nella ricerca, sono neces‑
sari studi che valutino il funzionamento di questo
dispositivo di monitoraggio.
Limiti degli accelerometri
Nonostante i punti di forza dei dispositivi acce‑
lerometrici nel misurare i livelli di attività fisica e
stimare il dispendio energetico, essi presentano dei
punti deboli che devono essere affrontati:
1. i punti deboli degli accelerometri sono l’as‑
senza di standard industriali per la conversione
dell’output grezzo dell’accelerometro nei conteggi e
gli algoritmi proprietari 45, fattori che riducono la
possibilità di effettuare confronti tra modelli e mar‑
chi di fabbrica;
2. ciascun marchio di fabbrica possiede il pro‑
prio software che è necessario per avviare, configu‑
rare e scaricare il registro dell’accelerometro. Inol‑
tre, è solo possibile configurare e scaricare l’output
di un singolo dispositivo di monitoraggio alla volta,
perciò negli studi epidemiologici, nei quali i ricer‑
catori utilizzano diversi accelerometri, è necessario
un lungo tempo per impostare i dispositivi di moni‑
toraggio e scaricare i dati;
3. il personale deve seguire un lungo processo per
elaborare e analizzare i dati, i quali sono maggiori
negli studi epidemiologici con più sensori 46;
4. la post-elaborazione dei dati richiede che il
personale esegua numerosi controlli qualità e de‑
termini il tempo nel quale è stato indossato il dispo‑
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Accelerometers
SANTOS-LOZANO
5. users must be trained to use the monitor device properly, with a careful attention
on how the monitor is positioned,34 reporting
the monitoring period needed with details on
hours per day, number of days monitoring;46
6. the major limitation of most piezoelectric
accelerometers is that they can only reliably
be used to detect dynamic events because of
the phenomenon known as leakage, which occurs when the initial change in charge in the
piezoelectric element dissipates in time, even if
the static loading that caused the initial change
is still present (same speed, different acceleration).47 The rate at which this phenomenon occurs depends on the time constant, a physical
property of the piezoelectric material. So, the
piezoelectric accelerometers present an inability to detect the static component of the acceleration, this means that they are not able
to measure the angles of the attached surfaces
and postures with respect to gravity (standing
vs. sitting). However, newer monitor devices
like the Activpal, which is placed on the thigh,
has an inclinometer that detects the posture of
the person (standing, sitting or quite standing).
Moreover, others multisensor monitors provide
an accurate definition of the position, but the
data analysis is more complicated than when
using a single unit;
6. the accuracy and precision of each monitor device depends on a good unit calibration,
which reduces the intermonitor variability.
However, this unit calibration is not the same
as time goes by and it a periodic calibration is
needed. In the accelerometers made by cantilever bean technology the periodic calibration is needed often; however, in the currently
technology, with the integrated chip technology, the calibration is less frequent. Falls, high
and low temperatures, prolonged use and time
influence the correct unit calibration;
7. the main limitation of the wrist single
monitor accelerometers is the impossibility to
capture a kind of activity that is common in
life, in particular the upper body movements in
such everyday activities that occur while both
sitting and standing. In addition to others, such
as cycling and weight lifting;
8. in some cases, the accelerometer counts
showed a constant value and the energy expenditure continues increasing (plateau phenomenon). Research has attributed it to amplitude, the limitations of band-pass filtering
and, also, to the fact that the vertical acceleration is more constant in high level running
Vol. 66 - No. 4
sitivo da parte dei partecipanti e la compliance con
il protocollo iniziale;
5. gli utilizzatori devono essere istruiti sul cor‑
retto utilizzo del dispositivo di monitoraggio e pre‑
stare accurata attenzione a come il dispositivo vie‑
ne posizionato 34, oltre che riportare i dettagli sulle
ore giornaliere nelle quali è stato indossato, e sul
monitoraggio condotto nei giorni settimanali e nei
finesettimana 46;
6. il principale limite della maggior parte degli
accelerometri piezoelettrici è che possono essere uti‑
lizzati in maniera affidabile solo per rilevare eventi
dinamici, poiché si verifica il cosiddetto fenomeno
della dispersione (leakage), quando l’iniziale cam‑
biamento nella carica nell’elemento piezoelettri‑
co si dissipa nel tempo, anche se la carica statica
che ha causato il cambiamento iniziale è ancora
presente (stessa velocità, diversa accelerazione) 47.
La velocità con cui si verifica questo fenomeno di‑
pende dalla costante di tempo, una proprietà fisica
del materiale piezoelettrico. Perciò, gli accelerome‑
tri piezoelettrici non sono in grado di rilevare la
componente statica dell’accelerazione; ciò significa
che essi non sono in grado di misurare gli angoli
rispetto alla gravità delle relative superfici e posture
(in piedi vs. seduti). Tuttavia, i più recenti disposi‑
tivi di monitoraggio come Activpal, che è collocato
nella coscia, possiedono un inclinometro che rileva
la postura della persona (in piedi, seduta o quasi
in piedi). Inoltre, altri dispositivi di monitoraggio
dotati di più sensori forniscono un’accurata defi‑
nizione della posizione, ma l’analisi dei dati è più
complicata rispetto alle unità a sensore singolo.
6. l’accuratezza e la precisione di ciascun di‑
spositivo di monitoraggio dipendono da una buona
calibratura, che riduce la variabilità inter-disposi‑
tivo. Tuttavia, la calibratura dell’unità non è la
stessa col passare del tempo ed è necessario effettua‑
re una calibratura periodica. Negli accelerometri
con tecnologia “cantilever beam” è necessario effet‑
tuare una frequente calibratura periodica; tuttavia
nell’attuale tecnologia con chip integrato la cali‑
bratura è meno necessaria. Sbalzi di temperatura,
temperature troppo alte o basse, utilizzo prolungato
e tempo sono i fattori che diminuiscono la corretta
calibratura dell’unità;
7. il principale limite dei singoli accelerometri di
monitoraggio da polso è l’impossibilità di catturare
un tipo di attività che è comune nella vita di tut‑
ti i giorni, in particolare i movimenti della parte
superiore del corpo in numerose attività del vivere
quotidiano che vengono svolte sia in piedi che da
seduti, in aggiunta ad altre attività, come pedalare
e sollevare pesi;
8. in alcuni casi i conteggi dell’accelerometro
hanno mostrato un valore costante, con un dispen‑
dio energetico che continua a salire (fenomeno del
plateau). La ricerca ha attribuito ciò all’ampiezza,
ai limiti del filtro passa banda e all’accelerazione
MEDICINA DELLO SPORT
509
SANTOS-LOZANO
Accelerometers
activities than in walking or running at low
intensities;
9. a common limitation of the single and
multiple sensors is the inefficacy to detect the
full energy expenditure of certain activities
such as walking or running uphill/downhill or
carrying a load;
10. other limitations include financial cost of
each monitor.
verticale che è più costante in attività di corsa di
alto livello rispetto alla camminata veloce o alla
corsa a basse intensità;
9. un limite comune dei sensori singoli e multi‑
pli è l’inefficacia nel rilevare il completo dispendio
energetico di alcune attività come camminare o
correre in salita/discesa o portare un carico;
10. altri limiti includono il costo economico di
ciascun dispositivo di monitoraggio.
Conclusions
Conclusioni
The proliferation of monitor devices that
provide an estimation of frequency, intensity
and duration of PA performed by the subject
who wear the monitor have increased the possibilities to assess physical activity level and
patterns. However, this has complicated the
choice of the model by the researchers. The
affordability, product reliability, monitor size,
technical support, and comparability with other studies may be equally as important as the
relative validity and reliability of an instrument
assessing a population. The use of a correct
cut-points or the use of a validity equations to
predict EE is essential for getting accurate data.
La diffusione dei dispositivi di monitoraggio che
forniscono una stima di frequenza, intensità e du‑
rata dell’attività fisica effettuata dai soggetti che in‑
dossano il dispositivo ha aumentato le possibilità di
valutare il livello e il profilo dell’attività fisica svol‑
ta. Tuttavia, ciò ha complicato la scelta del modello
da parte dei ricercatori. L’accessibilità, l’affidabi‑
lità del prodotto, la dimensione del dispositivo di
monitoraggio, il supporto tecnico e la comparabi‑
lità con altri studi possono essere fattori altrettanto
importanti della relativa validità e affidabilità di
uno strumento di valutazione di una popolazione.
L’utilizzo di valori di soglia corretti o l’utilizzo di
valide equazioni per predire il dispendio energetico
è essenziale per ottenere dati accurati.
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Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on February 19, 2013. - Accepted for publication on November 26, 2013.
Corresponding author: Department of Physiotherapy and Nursing, Faculty of Health and Sport Science, University of
Zaragoza, Ronda Misericordia 5, 22001 Huesca, Spain. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
511

MED SPORT 2013;66:513-21
The investigation of relationship
between the body composition and
arms-legs anaerobic performance
in adolescent elite wrestlers
Studio della relazione tra composizione
corporea e performance anaerobica di braccia
e gambe in lottatori adolescenti di élite
E. DEMIRKAN 1, M. KOZ 2, M. KUTLU 3, M. ÖZAL 4, A. GÜÇLÜÖVER 5, M. FAVRE 6
1Physical
Education and Sports School, Hitit University, Çorum, Turkey
2Sport Science Faculty, Ankara University, Ankara, Turkey
3Department of Physical Education and Sport, Education Faculty, University of Kırıkkale, Kırıkkale, Turkey
4General Directorate of Sport, Ankara, Turkey
5Department of Physical Education and Sport, Education Faculty, the University of Kırıkkale, Kırıkkale, Turkey
6Direction of Olympic Sports S&C, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA
SUMMARY
Aim. Wrestling is a complex sports branch, which is dominantly anaerobic and necessitates maximal power, strength
for explosive attacks during the competition. The aim of this study was to investigate the relationship between the
changes of body composition and anaerobic performance values according to weight categories of cadet wrestlers.
Methods. One hundred twenty six elite wrestlers (age 15-17 years) participated to the study. The wrestlers were compared according to these weight categories (light, medium and heavier). The body composition was determined by
using skinfold. The arms and legs anaerobic performance were determined by Wingate test.
Results. There was no significant difference in relative leg peak power between light and heavier wrestlers, and between the medium and heavier wrestlers. There was no statistical significant difference in relative leg average power
between the light and heavier wrestlers. There was no statistical significant difference in relative arm peak power
between light and heavier wrestlers, and between the medium and heavier wrestlers. There was no significant difference in relative arm average power between the medium and heavier wrestlers.
Conclusion. These results demonstrated that no differences anaerobic parameters between light and heavier wrestlers
and significantly association between anaerobic parameters and %FFM. The coaches should take into account FFM
rather than %FM especially for heavier wrestlers to obtain higher anaerobic performance.
Key words: Wrestling - Body composition - Adolescent.
RIASSUNTO
Obiettivo. La lotta è una disciplina sportiva complessa, a carattere prevalentemente anaerobico, che richiede una
forza e una potenza massimali per gli attacchi esplosivi durante la competizione. Lo scopo del presente studio è stato
quello di esaminare la relazione tra le variazioni nella composizione corporea e nei valori di performance anaerobica
in base alle categorie di peso dei lottatori cadetti.
Metodi. Centoventisei lottatori di élite (età 15-17 anni) hanno preso parte al presente studio. I lottatori sono stati
confrontati in base alle categorie di peso leggero, medio e massimo. La composizione corporea è stata determinata
utilizzando le pliche cutanee. La performance anaerobica di braccia e gambe è stata determinata mediante il test di
Wingate.
Risultati. Non sono state osservate differenze significative nella potenza di picco relativa delle gambe tra i lottatori di
peso leggero e massimo e tra i lottatori di peso medio e massimo. Non è stata osservata nessuna differenza statistica significativa nella potenza media relativa delle gambe tra i lottatori di peso leggero e massimo. Non sono state osservate
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
513
DEMIRKAN
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
differenze statistiche significative nella potenza di picco relativa delle gambe tra i lottatori di peso leggero e massimo
e tra i lottatori di peso medio e massimo. Non è stata osservata nessuna differenza significativa nella potenza media
relativa delle gambe tra i lottatori di peso medio e massimo.
Conclusioni. Tali risultati hanno mostrato che non esistono differenze nei parametri anaerobici tra lottatori di peso
leggero e massimo né associazioni significative tra i parametri anaerobici e la percentuale di massa magra (%FFM).
Gli allenatori devono prendere in considerazione la massa magra piuttosto che la percentuale di massa grassa (%FM),
soprattutto nei lottatori di peso massimo, al fine di ottenere una performance anaerobica più elevata.
Parole chiave: Wrestling - Composizione corporea - Adolescente.
B
I
ody fat ratio is accepted to be an indicator
of health, and should be closely monitored
by the wrestler and coaches.1 Competitive wrestling activity is extremely dynamic in nature, encompassing repeated explosive movements at a
high intensity that alternates with submaximal
work.2 Anaerobic power of leg and arm muscles determines success in wrestling, because
the scoring system promotes quick, explosive
movements.3, 4 The importance of lower and
upper body power lies in the ability to lift the
opponent during offensive manoeuvres and to
resist attacks by the opponent. It has been established that anaerobic power may help to differentiate between successful and less successful
wrestlers.3, 4 Horswill 3 summarizes the general
physiological profile of the successful wrestler
as one having high anaerobic power (mean
ranging from 6.1 to 7.5 Wkg-1 for arms and from
11.5 to 19.9 Wkg-1 for legs); high anaerobic capacity (range for arms from 4.8 to 5.2 Wkg-1and
for legs from 7.4 to 8.2 Wkg-1); and a somatotype that emphasizes mesomorphy.
The majority of researches in the area of
anaerobic performance has been conducted
comparing elite and amateur wrestlers or to determine the differences between male and female wrestlers.4-9 This is the reported case that
simultaneously analyses and compares current
body composition (fat % and fat free mass [kg])
and peak and mean anaerobic power output of
legs and arms in the 30 second Wingate test for
the different weight categories wrestlers. Thus
the aim of the present study was to investigate
the lower and upper body peak and mean
power in 30 second Wingate tests and to compare these data by changing fat percent and fat
free mass (FFM).
l rapporto di grasso corporeo è accettato quale
indicatore di salute e dovrebbe essere monitorato
con attenzione dai lottatori e dai rispettivi allenatori 1. L’attività di lotta agonistica è estremamente
dinamica, e prevede movimenti esplosivi ripetitivi
svolti ad elevata intensità che si alternano a un
lavoro submassimale 2. Il successo nella disciplina
della lotta è determinato dalla potenza anaerobica
dei muscoli di gambe e braccia, poiché il sistema
di punteggio premia i movimenti veloci ed esplosivi 3, 4. L’importanza della potenza della parte inferiore e superiore del corpo risiede nella capacità di
sollevare l’avversario durante le manovre offensive
e di resistere ai suoi attacchi. È stato dimostrato che
la potenza anaerobica può contribuire a differenziare i lottatori più abili da quelli meno abili 3, 4.
Horswill 3 ha riassunto il profilo fisiologico generale
dei lottatori di successo, identificandolo con quello di un lottatore che possiede un’elevata potenza
anaerobica (intervallo compreso tra 6,1 e 7,5 Wkg-1
per le braccia e da 11,5 a 19,9 Wkg-1 per le gambe), un’elevata capacità anerobica (intervallo per
le braccia da 4,8 a 5,2 Wkg-1 e per le gambe da
7,4 a 8,2 Wkg-1), e un somatotipo che accentua il
mesomorfismo.
La maggior parte della ricerca condotta nel settore della performance anaerobica ha confrontato i lottatori di élite con quelli amatoriali o quelli
di sesso maschile con quelli di sesso femminile al
fine di determinarne le differenze 4-9. Il presente studio analizza e confronta in maniera simultanea
la composizione corporea corrente (% di grasso e
massa magra [kg]) e l’output della potenza anaerobica media e di picco di gambe e braccia nel test
di Wingate da 30 secondi per le diverse categorie
di peso corporeo dei lottatori. Pertanto, obiettivo del
presente studio è stato quello di esaminare la potenza media e di picco degli arti inferiori e superiori
nel test di Wingate da 30 secondi e di confrontare
tali dati modificando la percentuale di grasso e la
massa magra (FFM).
Materials and methods
Materiali e metodi
Subjects
Soggetti
The study was conducted with the top cadet
wrestlers in Turkey. One hundred twenty six
Il presente studio è stato condotto in lottatori
cadetti di élite in Turchia. Centoventisei lottatori
514
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
DEMIRKAN
adolescent wrestlers aged between 15 and 17
years, volunteered to participate in the study.
They all were invited to the national training
camps to prepare cadet for Cadet European
and World Championship. Before participating, subjects’ parents read and signed an informed consent form. All athletes were asked
not to participate in a daily training program
within 24 hours prior to testing. The subjects
and coaches were informed in detail about
the experimental procedures and the possible
risks and benefits of the project. The study,
which complied with the Declaration of Helsinki, was approved by the Bioethics Commission of the University of Ankara in Turkey. All
wrestlers were assigned into 3 groups according to their body mass (light wrestlers, middle wrestlers and heavier wrestlers as follows:
A: Light Weight (LW) body mass ranged between 42 and 54 kg (N.=46); B: Middle Weight
(MW) body mass ranged between 58 and 69
kg (N.=44) and C: Heavier Weight (HW) body
mass ranged between 76 and 100 kg (N.=36).
adolescenti di élite (età 15-17 anni) hanno preso
parte in maniera volontaria al presente studio. Tutti i soggetti erano stati convocati al ritiro di allenamento della nazionale per la preparazione in vista
del campionato europeo e mondiale cadetti. Prima
di partecipare, i genitori dei soggetti hanno letto e
firmato un modulo di consenso informato. A tutti
gli atleti è stato chiesto di non prendere parte ad
alcun programma di allenamento giornaliero nelle
24 ore precedenti l’esecuzione dei test. I soggetti e
gli allenatori sono stati informati dettagliatamente
sulle procedure sperimentali e sui possibili rischi e
benefici del progetto. Lo studio, conforme alla Dichiarazione di Helsinki, è stato approvato dalla
Commissione per la bioetica dell’Università di Ankara in Turchia. Tutti i lottatori sono stati assegnati
a 3 gruppi in base alla loro massa corporea (lottatori di peso leggero, medio e massimo, come segue: A:
La massa corporea del peso leggero (LW) era compresa tra 42 e 54 kg (N.=46); B: La massa corporea
del peso medio (MW) era compresa tra 58 e 69 kg
(N.=44) e C: La massa corporea del peso massimo
(HW) era compresa tra 76 e 100 kg (N.=36).
Measurements of height and body weight
Le misurazioni di altezza e peso corporeo sono
state effettuate utilizzando una bilancia digitale
(Seca 664, Amburgo, Germania) a piedi nudi e indossando solo pantaloncini.
Body height and weight measurements were
made using a digital scale (Seca 664, Hamburg,
Germany) in bare feet and wearing only shorts.
Misurazioni di altezza e peso corporeo
Valutazione della composizione corporea
Assessment of body composition
Body composition analysis was determined
by measurement of skinfold thickness and
was measured at 3 sites (subscapular, triceps,
abdominal) with a Holtain calliper. Body fat
percent was calculated from the formula developed by Lohman.10 Fat free mass (FFM) was
calculated by subtracting the fat tissue mass (in
kg) from the total body mass.
Anaerobic test
The Wingate (WAnT) tests were used for the
arms and legs during separate tests. The leg
Wingate test consisted of a 30-s supramaximal cycling against a resistance load. Each test
was performed on a Monark cycle ergometer
(Model 894-E). During the leg test the load was
calculated as 0.075 kg.kg-1 body mass for each
participant. Verbal encouragement was given
to motivate the participants during the test.11
Arm cranking was performed at standing
body posture using ergometer (Monark 894E).
Resistance of 0.055 kg.kg-1 body mass was
Vol. 66 - No. 4
L’analisi della composizione corporea è stata
condotta mediante la misurazione dello spessore
delle pliche cutanee in 3 siti (sottoscapolare, tricipitale, addominale) con un plicometro Holtain. La
percentuale di grasso corporeo è stata calcolata con
la formula sviluppata da Lohman 10. La massa magra (FFM) è stata calcolata sottraendo la massa del
tessuto adiposo (in kg) dalla massa corporea totale.
Test anaerobico
I test di Wingate (WAnT) sono stati utilizzati per
le braccia e le gambe in misurazioni separate. Il test
di Wingate per le gambe consisteva di una pedalata
sovramassimale di 30 secondi con un carico di resistenza. Ciascun test è stato effettuato su un cicloergometro Monark (modello 894-E). Durante il test
per le gambe, il carico è stato calcolato come 0,075
kg.kg-1 di massa corporea per ciascun partecipante.
Durante il test è stato dato un incoraggiamento verbale per motivare i partecipanti 11.
L’ergometro a manovella (arm cranking), modello Monark 894E, è stato utilizzato invece in posizione eretta, utilizzando una resistenza di 0,055
kg.kg-1 di massa corporea per gli atleti. È stato conteggiato il numero totale di rivoluzioni effettuate
MEDICINA DELLO SPORT
515
DEMIRKAN
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
used for the athletes. The total number of revolutions performed during the entire 30 seconds
was counted and power was calculated using
a computerized MCE system, version 4.5 ( JBM,
Poland).11 Verbal encouragement was given to
motivate the participants during the test. During both arm cranking and leg cycling, mean
power was defined as the average power generated during the 30 second interval.4
nei 30 secondi e la potenza è stata calcolata utilizzando un sistema MCE computerizzato, versione
4.5 (JBM, Polonia)(11). È stato dato un incoraggiamento verbale per motivare i partecipanti durante il test. Nel test sull’ergometro a manovella (arm
cranking) e durante la pedalata, la potenza media
è stata definita come la potenza media generata
durante l’intervallo di 30 secondi 4.
Statistical analysis
Le caratteristiche generali dei partecipanti sono
state presentate come medie ± deviazioni standard. Per il calcolo della media e delle deviazioni
standard (DS) sono stati utilizzati metodi statistici
standard. Le differenze tra i tre gruppi (LW, MW e
HW) sono state determinate utilizzando l’analisi
della varianza a una via (ANOVA). Le comparazioni post-hoc sono state effettuate utilizzando la
procedura di Tukey. Inoltre, al fine di esaminare
le relazioni tra le variabili, sono stati calcolati i coefficienti di correlazione di Pearson. Il livello di significatività per tutte le statistiche è stato impostato
a P<0,05. Il software statistico per le scienze sociali
(SPSS 19) è stato utilizzato per il calcolo dei dati.
General characteristics of the participants
were presented as means and standard deviations. Standard statistical methods were used
for the calculation of the mean and standard
deviations (SD). The differences between the
three groups (LW, MW, and HW) were determined using the one-way analysis of variance
(ANOVA). Post hoc comparisons were made
using the Tukey procedure. Additionally, Pearson correlation coefficients were calculated to
examine the relationships between variables.
The level of significance for all statistics was
set at P<0.05. SPSS 19 software was used to
calculate the data.
Results
According to weight categories, characteristics and arms - legs anaerobic power and capacity values are presented in the tables below.
According to weight category, there was
no significant difference age variables between middle and heavier category wrestlers
(P>0.05). In all groups, statistically significant
difference was found between the other variables (height, weight, fat, FFM, BMI) (P<0.05)
(Table I).
Analisi statistica
Risultati
Le caratteristiche e i valori di capacità e potenza anaerobica di braccia e gambe sono presentati
nella tabella seguente in base alle categorie di peso
(Tabella I).
Secondo le categorie di peso, non è stata osservata nessuna differenza significativa nelle variabili di
età tra i lottatori di peso medio e massimo (P>0,05).
In tutti i gruppi, è stata osservata una differenza
statisticamente significativa tra le altre variabili
(altezza, peso corporeo, adipe, FFM, IMC) (P<0,05).
In base alle categorie di peso corporeo, sono state osservate differenze significative in tutti i valori
di potenza anaerobica di braccia e gambe (W) nei
Table I.—Characteristic of cadet wrestlers.
Tabella I. — Caratteristiche dei lottatori cadetti.
A
X±SD
Age
Height (cm)
Weight (kg)
Fat%
FFM (kg)
FFM%
BMI
Training experiences
16.2±0.8
163.1±5.6
53.3±5.2
5.2±1.2
50.5±4.7
94.7±1.2
20.0±1.5
5.2±1.6
B
X±SD
16.5±0.5
170.7±4.4
66.4±4.4
7.3±1.6
61.5±4.0
92.7±1.6
22.7±1.3
5.9±1.4
C
X±SD
16.6±0.6
178.6±5.1
87.6±9.2
15.3±6.5
73.7±4.2
84.7±6.5
27.5±2.7
5.4±1.6
P
Post Hoc
Significant
Result
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.09
A-B, A-C, B-C
A-B, A-C, B-C
A-B, A-C, B-C
A-B, A-C, B-C
A-B, A-C, B-C
A-B, A-C, B-C
No significant
Significant level: P<0.05; A: light weight; B: middle weight: heavier weight; BMI: body mass index; FFM: fat free mass
516
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
According to weight categories, significant
differences were found in all arms and legs
anaerobic power values (W) in wrestlers. According to this, significant difference was found
in leg peak power (W) among all groups, but
there was only significant difference in relative leg peak power (W/kg) between light and
middle weight categories (P<0.05). Significant
difference was found in leg average power (W)
among all weight categories, but there was
only significant difference in relative leg average power (W/kg) between light and middle
weight categories (P<0.05). There was significant difference in arm peak power (w) among
all weight categories, the differences were significant in relative arm peak power values (W/
kg) between light and middle weight categories (P<0.05). It was observed that significant
differences were found in arm average power
(W) values among all groups, relative arm average power (W/kg) values were significant
between light and middle weight categories,
and between light and heavier weight categories (P<0.05). There was no significant difference in relative arm average power values (W/
kg) between middle and heavier weight categories (P>0.05) (Table II).
It was identified high level correlation be-
DEMIRKAN
lottatori (Tabella II). In base a ciò, è stata osservata
una differenza significativa nella potenza di picco
delle gambe (W) tra tutti i gruppi, ma è stata osservata una differenza significativa nella potenza di
picco relativa delle gambe (W/kg) solo tra le categorie di peso leggero e medio (P<0,05). È stata osservata una differenza significativa nella potenza media
delle gambe (W) tra tutte le categorie di peso, ma
è stata osservata una differenza significativa nella
potenza media relativa delle gambe (W/kg) solo tra
le categorie di peso leggero e medio (P<0,05). È stata
osservata una differenza significativa nella potenza di picco delle braccia (W) tra tutte le categorie
di peso; le differenze erano significative nei valori
di potenza di picco relativa delle braccia (W/kg) tra
le categorie di peso leggero e medio (P<0,05). Sono
state osservate differenze significative nei valori di
potenza media delle braccia (W) tra tutti i gruppi; i valori di potenza media relativa delle braccia
(W/kg) erano significativi tra le categorie di peso
leggero e medio e tra le categorie di peso leggero e
massimo (P<0,05). Non è stata osservata nessuna
differenza significativa nei valori di potenza media
relativa delle braccia (W/kg) tra le categorie di peso
leggero e massimo (P>0,05) (Tabella II).
Relazione tra composizione corporea e capacità e potenza anaerobica. È stata identificata una
correlazione elevata tra la composizione corporea
(FFM, % di grasso) e i valori di performance anaerobica (potenza e capacità) (Tabelle III, IV).
Table II.—Arms and legs anaerobic power and capacity values in light, middle and heavier weight categories
wrestlers.
Tabella II. — Valori di capacità e potenza anaerobica di braccia e gambe nei lottatori di peso leggero, medio
e massimo.
Leg peak power (W)
Relative leg peak power (W/kg)
Leg average power (W)
Relative Leg average power (W/kg)
Arm peak power (W)
Relative arm peak power (W/kg)
Arm average power (W)
Relative arm average power (W/kg)
A
X±SD
B
X±SD
C
X±SD
P
Post hoc
Significant
result
688.2±123
12.9±1.7
360±53
6.7±0.6
479±136
8.9±2.0
241±60
4.5±0.9
927.3±136
14.0±1.8
486±53
7.3±0.6
660±127
9.9±1.8
340±57
5.1±0.8
1158±159
13.2±1.9
598±63
6.8±0.8
827±179
9.5±2.2
437±53
5.0±0.7
0.00
0.02
0.00
0.00
0.00
0.07
0.00
0.00
A-B,B-C, A-C
A-B
A-B,B-C, A-C
A-B
A-B,B-C, A-C
A-B
A-B,B-C, A-C
A-B, A-C
Significant level: P<0.05; A: light weight; B: middle weight: heavier weight
Table III.—The relationship between body composition and anaerobic power and capacity.
Tabella III. — Relazione tra composizione corporea e capacità e potenza anaerobica.
N.=126
FFM
Fat%
Leg peak power
(W) R
Leg average power
(W) R
Arm peak power
(W) R
Arm average power
(W) R
0.86**
0.60**
0.93**
0.65**
0.76**
0.47**
0.87**
0.58**
**Significant level: 0.01
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
517
DEMIRKAN
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
Table IV.—Summary of peak and mean anaerobic power (watt and watt /kg) data.
Tabella IV. — Riepilogo dei dati sulla potenza anaerobica media e di picco (watt e watt/kg).
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Pallares et al.,
2011 8
Arm crank
Leg crank
Level
Method
Peak
Mean
National team
(N.=10)
University varsity team
(N.=26)
Junior varsity team
(N.=28)
Female wrestlers
(N.=8)
Male wrestlers
(N.=8)
Male wrestlers
(n=10)
Female wrestlers
(n=12)
Elite male wrestlers
(N.=18)
Amateur male wrestlers
(N.=18)
Elite wrestlers
Wingate
14.73±0.98 W/kg
8.79±0.63 W/kg
Wingate
14.11±1.01 W/kg
7.98±0.74 W/kg
Wingate
11.69±1.22 W/kg
7.36±0.84W/kg
Wingate
6.8±0.6 W/kg
5.0±0.5W/kg
Wingate
8.5±1.0 W/kg
6.3±0.8 W/kg
Elite wrestlers
(n=18)
Amateur wrestlers
(n=19)
Elite wrestlers
(n=11)
Amateur wrestlers
(n=37)
Elite wrestlers
(n=18)
Amateur wrestlers
(n=19)
Peak
Mean
Wingate
9.6±0.8 W
6.9±0.5 W
11.4±0.5 W/kg
8.7±0.5W/kg
Wingate
5.9±0.5 W
4.6±0.4 W
8.6±0.8 W/kg
6.8±0.8W/kg
Wingate
376±20 W
540±25 W
Wingate
331±22 W
467±29 W
Wingate 6.1 to 7.5 W/kg 4.8 to 5.2 W/kg
11.5 to 19.9 W/kg
7.4 to 8.2 W/kg
Wingate
781±154 W
523±83 W
Wingate
643±140 W
433±78 W
Wingate
838±225 W
439±110 W
1206±258 W
611±144 W
Wingate
725±163 W
380±109 W
1039±292 W
518±135 W
Wingate
781±154 W
8.07±1.40
Wingate
643±140 W
7.95±1.08
W: Watt; W/kg: Watt/kilogram
tween body composition (FFM, Fat %) and
anaerobic performance values (power and capacity) (Tables III, IV).
Discussion
The primary findings of this investigation
indicate that in the category of light weight
wrestlers was approximately 5% body fat rate
and in the middle and heavyweight groups,
were around 7% and 15% respectively (Table
I). However, along with the increase of wrestlers’ height and weight, body fat%, FFM and
BMI rates observed significant increases (Table I) as well. The assessment of body composition during precompetition and throughout
the season for the wrestlers, suggested requiring at least 7% body fat for the cadet and junior
wrestlers, should also be at 5% minimum body
fat level for the senior wrestlers.12, 13 Yoon 1
stated that World champions usually have less
518
Discussione
I principali riscontri del presente studio indicano
che nella categoria dei lottatori di peso leggero, il
tasso di grasso corporeo era di circa il 5% mentre
nei lottatori di peso medio e massimo era rispettivamente del 7% e del 15% (Tabella I). Tuttavia,
insieme all’aumento di altezza e peso corporeo, si
sono osservati anche aumenti significativi nella %
di grasso corporeo e nei tassi di IMC e FFM (Tabella
I). La valutazione della composizione corporea dei
lottatori nel periodo pre-agonistico e durante la stagione ha indicato un fabbisogno di almeno il 7% di
grasso corporeo per i lottatori cadetti e junior, livello
che dovrebbe scendere al 5% di grasso corporeo minimo per i lottatori senior.12, 13 Yoon 1 ha osservato
come i campioni del mondo presentano in genere
il 10% in meno di grasso corporeo, sebbene non sostengano la pratica nociva di eccessive variazioni
di peso corporeo. Idealmente, un futuro lottatore
dovrebbe impiegare i principi dell’allenamento aerobico per raggiungere una percentuale costante
di grasso del 7-10% 1. I risultati del presente studio
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
than 10% body fat, but they do not subscribe
to the detrimental practice of excessive bodyweight changes. Ideally, a prospective wrestler
should employ aerobic training principles to
reach a steady-state fat percentage of 7% to
10%.1 The results of this study compared with
the literatures 12, 13 observed that the mean fat
percentage for light weight wrestlers in this
study is below, the mean fat percentage for
middle weight wrestlers in this study is similar and the mean fat percentage for heavy
weight wrestlers in this study is over Table I.1
The investigation of arms and legs anaerobic
performance in the wrestlers that classified
weight category, it was interesting to observe
that light weight wrestlers had no statically significant differences relative leg and arm peak
power and capacity compared to the heavy
weight wrestlers (Table II). The reason for this
result is thought that heavy weight wrestlers
had less FFM to body weight ratio. Thus, this
investigation indicates that light weight wrestlers had approximately 95% FFM; this ratio
was around 84% in heavy weight wrestlers
(Table II). In addition, this study demonstrated
that there was high level correlation between
arms - legs anaerobic power values and fat
free mass (FFM) (Table III).
Numerous studies about the subject are to
be compared on elite and amateur athletes or
male and female athletes.4-8 Hüpner-Wozniak
et al.4 found out that significant differences
between anaerobic power output of legs and
arms in male and female athletes. So they reported that in practice both female and male
wrestlers might benefit from decreasing body
fat content to increase anaerobic performance.
The study compared different competitive
level athletes (elite and amateur), found that
elite athletes had more high anaerobic power
and capacity values than amateur athletes.14
Horswill et al.15 found significant differences
between two groups of junior wrestler (elite
and non-elite). On the average elite juniors
had 376±20 Watt for arm power, and 540±25
Watt for leg power. The non-elite group had
331±22 Watt and 467±29 Watt for arms and
legs power, respectively. They reported that
relative maximum anaerobic power is distinctly greater in elite high school wrestlers
than less successful peers. Demirkan et al.16
demonstrated that statistically significant differences between elite junior wrestlers and
non-elite junior wrestlers, that had leg average
power 611±144-518±135 Watt and arm aver-
Vol. 66 - No. 4
DEMIRKAN
confrontati con la letteratura 12, 13 hanno indicato
che la percentuale media di grasso per i lottatori di
peso leggero nel presente studio era più bassa rispetto ad altri studi, la percentuale media di grasso per
i lottatori di peso medio era simile rispetto ad altri
studi e la percentuale media di grasso per i lottatori
di peso massimo era superiore rispetto ad altri studi
(Tabella I) 1. L’indagine sulla performance anaerobica di braccia e gambe nei lottatori secondo le
categorie di peso ha indicato che i lottatori di peso
leggero non presentavano differenze statisticamente significative nella capacità e potenza di picco relativa di braccia e gambe rispetto ai lottatori di peso
massimo (Tabella II). Tale risultato si ritiene che sia
dovuto al fatto che i lottatori di peso massimo presentavano un rapporto massa magra-peso corporeo
inferiore. Pertanto, tale indagine indica che i lottatori di peso corporeo leggero avevano circa il 95%
di massa magra; tale rapporto era intorno all’84%
nei lottatori di peso corporeo massimo. Tabella II.
Inoltre, il presente studio ha dimostrato che vi era
una correlazione elevata tra i valori della potenza
anaerobica di braccia e gambe e la massa magra
(FFM) (Tabella III).
Numerosi studi sull’argomento hanno confrontato gli atleti di élite e amatoriali o gli atleti di sesso
maschile e femminile 4-8. Hüpner-Wozniak et al.4
hanno osservato differenze significative nell’output della potenza anaerobica di braccia e gambe
negli atleti di sesso maschile e femminile. Pertanto,
essi hanno osservato che nella pratica i lottatori di
sesso femminile e maschile potrebbero trarre beneficio da una diminuzione del contenuto di grasso
corporeo per aumentare la loro performance anaerobica. Lo studio ha confrontato atleti di diversi
livelli (di élite e amatoriali), e ha osservato che gli
atleti di élite presentavano una capacità e potenza
anaerobica maggiori rispetto agli atleti amatoriali 14. Horswill et al.15 hanno osservato differenze
significative tra due gruppi di lottatori junior (di
élite e non di élite). Mediamente, i lottatori junior
di élite avevano una potenza di 376±20 watt per
le braccia e di 540±25 watt per le gambe. Il gruppo di atleti non di élite presentava una potenza
di 331±22 watt per le braccia e di 467±29 watt
per le gambe. Gli autori hanno concluso che la
potenza anaerobica massima relativa è chiaramente maggiore nei lottatori collegiali di élite rispetto agli atleti collegiali non di élite. Dermirkan
et al.16 hanno mostrato differenze statisticamente
significative tra i lottatori junior di élite e i lottatori
junior non di élite, i quali avevano rispettivamente una potenza media delle gambe di 611±144518±135 watt e una potenza media delle braccia
di 4,9±0,6-4,4±0,7. In un altro studio, Abellan et
al.7 hanno suggerito che esistono differenze significative tra i lottatori di élite e i lottatori amatoriali
nei loro valori di potenza anaerobica delle braccia
(potenza massima: élite 781±154 watt, amatoriali
MEDICINA DELLO SPORT
519
DEMIRKAN
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
age power 4.9±0.6-4.4±0.7 Watt respectively.
In another study, Abellan et al.7 put forward
that there are meaningful differences between
elite wrestlers and amateur wrestlers concerning their arm anaerobic power values (maximum power: Elite 781±154 Watt Amateur
643±140 Watt; average capacity: elite 523±83
Watt, amateur: 433±78 Watt) and claim that
higher body anaerobic power and capacity is
an important factor for the success in wrestling. Pallares et al.8 identified that elite wrestlers had more FFM than amateur wrestlers
(65.0±3.5 kg – 62.4±3.2 kg, respectively), and
had a greater corresponding anaerobic power
(781±154 Watt - 643±140 Watt respectively).
Vardar et al.6 found that the study participated
cadet female wrestlers (age: 16.2±1.1 years)
and junior national team male wrestlers (age:
17.3±0.9 years), mean average anaerobic powers 458 Watt for male wrestlers, 279 Watt for
the female wrestlers; peak power 615.4±114.3
Watt for the male wrestlers 376±57.9 Watt for
the female wrestlers; relative mean peak power 8.5±1W/kg for the male wrestlers, 6.8±0.6
Watt/kg for the female wrestlers; relative average power 6.3±0.8 Watt/kg for the male wrestlers, 5.0±0.5 Watt/kg for the female wrestlers.
They suggested that both female and male
wrestlers should take into account FFM levels rather than %FM for higher anaerobic performance. In a similar study by Kim et al.17
identified that high level correlation between
the increase of FFM and anaerobic performance. However, the assessment of previous
studies results.4-8 and the study findings demonstrate that body composition (especially the
increase of FFM rate) has much importance
the sports that dominate anaerobic aspects to
implement high level performance or including in a successful group. Vardar et al.6 suggested that FFM rather than %FM may be a
predictor of anaerobic performance in wrestlers. Because of this; coaches and sports experts should ensure that athletes have an ideal
body composition to increase success in predominately anaerobic sports.18
Conclusions
These results demonstrated that no differences anaerobic performance between light
and heavier wrestlers and established anaerobic power is closely related to fat free mass. In
practice heavier wrestlers might benefit from
520
643±140 watt; capacità media: élite 523±83 watt,
amatoriali: 433±78 watt) e hanno concluso che
la capacità e la potenza anaerobica degli arti superiori sono un importante fattore per il successo
nella lotta. Pallares et al.8 hanno riportato che i
lottatori di élite presentavano una massa magra
maggiore rispetto ai lottatori amatoriali (rispettivamente 65,0±3,5kg - 62,4±3,2 kg) e presentavano
una potenza anaerobica relativa superiore (rispettivamente 781±154 watt - 643±140 watt). Vardar
et al.6 hanno riportato i risultati di uno studio al
quale hanno preso parte lottatori cadetti di sesso
femminile (età: 16,2±1,1 anni) e lottatori di sesso maschile della nazionale junior (età: 17,3±0,9
anni); la potenza anaerobica media era di 458
watt per i lottatori di sesso maschile e di 279 watt
per i lottatori di sesso femminile; la potenza di picco era di 615,4±114,3 watt per i lottatori di sesso
maschile e di 376±57,9 watt per i lottatori di sesso
femminile; la potenza di picco media relativa era
di 8,5±1W/kg per i lottatori di sesso maschile e di
6,8±0,6 watt/kg per i lottatori di sesso femminile; la
potenza media relativa era di 6,3±0,8 watt/kg per
i lottatori di sesso maschile e di 5,0±0,5 watt/kg per
i lottatori di sesso femminile. Gli autori hanno suggerito che i lottatori di sesso femminile e maschile
dovrebbero prendere in considerazione i livelli di
massa magra piuttosto che la % di massa grassa per
ottenere una performance anaerobica più elevata.
In uno studio analogo condotto da Kim et al.17, gli
autori hanno identificato un’elevata correlazione
tra l’aumento della massa magra e la performance
anaerobica. Tuttavia, la valutazione dei risultati
dei precedenti studi 4-8 e i risultati del presente studio dimostrano che la composizione corporea (soprattutto l’aumento del tasso di massa magra) ha
più importanza negli sport dominati dagli aspetti
anaerobici al fine di ottenere una performance
elevata o includere gli atleti in una squadra vincente. Vardar et al.6 hanno suggerito che la massa
magra piuttosto che la % di massa grassa potrebbe
essere un fattore predittivo della performance anaerobica dei lottatori. Di conseguenza, gli allenatori e gli esperti sportivi dovrebbero accertarsi che gli
atleti possiedano una composizione corporea ideale per aumentare il successo negli sport di natura
prevalentemente anaerobica 18.
Conclusioni
Tali risultati hanno dimostrato che non esistono
differenze nella performance anaerobica tra lottatori di peso corporeo leggero e massimo e che la potenza anaerobica stabilita è strettamente associata
alla massa magra. Nella pratica, i lottatori di peso
corporeo massimo potrebbero trarre beneficio dalla
diminuzione del contenuto di grasso corporeo. Il
presente studio conferma anche l’importanza della
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
THE RELATIONSHIP BETWEEN THE BODY COMPOSITION AND ANAEROBIC PERFORMANCE IN ELITE WRESTLERS
decreasing body fat content. This study also
confirms the importance of body composition
for the anaerobic performance for wrestling
success. The coaches should take into account
FFM rather than %FM especially for heavier
wrestlers to obtain higher anaerobic performance. This study also confirms the importance
of body composition for the anaerobic performance for wrestling success. The paper
presents also normative data of top Turkish
wrestlers according to weight categories.
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Anaerobic factors to predict wrestling
DEMIRKAN
composizione corporea per la performance anaerobica ai fini del successo nella disciplina della
lotta. Gli allenatori devono prendere in considerazione la massa magra piuttosto che la percentuale
di massa grassa (%FM), soprattutto nei lottatori di
peso massimo, al fine di ottenere una performance
anaerobica più elevata. Il presente studio conferma
anche l’importanza della composizione corporea
per la performance anaerobica ai fini del successo nella disciplina della lotta. L’articolo presenta
anche dati normativi dei lottatori di élite turchi in
base alle categorie di peso.
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Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on March 20, 2013. - Accepted for publication on November 28, 2013.
Corresponding author: E. Demirkan, Physical Education and Sports School, Hitit University, Çorum, Turkey.
E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
521

MED SPORT 2013;66:523-30
Rating of perceived exertion and
blood lactate responses during
special judo fitness test in Iranian
elite and non-elite judo players
Valutazione dello sforzo percepito e risposte del
lattato ematico durante uno “special judo fitness
test” in judoisti iraniani titolati e non titolati
H. ARAZI, N. HEIDARI
Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to verify the potential differences in performance, acute blood lactate responses and
rating of perceived exertion (RPE) between elite and non-elite judokas based on SJFT.
Methods. Eighteen judokas (mean±standard deviation: 22.67±2.14 years old, 177±4.64 cm of height, 73.6±9.9 kg of
body mass and at least two years of regular judo training background) took voluntarily part in this study. Participants
were classified into elite and non-elite from their rankings in different competitions; subjects performed SJFT after
familiarization session. Rating of perceived exertion in three series and blood lactate (LA) before and 3 minutes after
test were assessed. Statistical analysis was done using Student’s independent t-test, one-way ANOVA with repeated
measures and correlation by Karl Pearson’s correlation coefficient.
Results. Findings of this study demonstrated that elite’s heart rate one min after test was less than non-elite group
(P=0.001), number of throws in second (P=0.014), third (P=0.001) and sum of three phases (P=0.002) in elite were
more than non-elite judokas. Estimated fitness index was better for elite in comparison to non-elite group (P=0.001).
RPE results showed a difference between group (P=0.01) in the second and third time.
Conclusion. The results of this investigation showed that SJFT can be used as a valid test to discrimination fitted from
unfitted judokas.
Key words: Martial arts - Lactates - Athletes.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo del presente studio è stato quello di verificare le potenziali differenze nella performance, nelle
risposte acute del lattato ematico e nella valutazione dello sforzo percepito (rating of perceived exertion, RPE) tra
judoisti titolati e judoisti non titolati sulla base dello Special judo fitness test (SJFT).
Metodi. Diciotto judoisti (media±deviazione standard: 22,67±2,14 anni di età, 177±4,64 cm di altezza, 73,6±9,9
kg di massa corporea e almeno due anni di allenamento regolare di judo) hanno partecipato in maniera volontaria
al presente studio. I partecipanti sono stati classificati come titolati o non titolati in base al loro posizionamento in
classifica in diverse competizioni; i soggetti hanno effettuato lo SJFT dopo una sessione di familiarizzazione. È stata
condotta una valutazione dello sforzo percepito in tre serie e del lattato ematico (LA) prima e 3 minuti dopo il test.
L’analisi statistica è stata effettuata utilizzando il test t di Student per dati indipendenti, l’ANOVA a una via per misure
ripetute e il coefficiente di correlazione di Karl Pearson.
Risultati. I risultati del presente studio hanno dimostrato che la frequenza cardiaca dei judoisti titolati un minuto dopo
il test era inferiore rispetto a quella dei judoisti non titolati (P=0,001); il numero di proiezioni nel secondo tempo
(P=0,014), nel terzo tempo (P=0,001) e nella somma dei tre tempi (P=0,002) nei judoisti titolati era superiore rispetto
a quello dei judoisti non titolati. L’indice di fitness stimato era migliore per i judoisti titolati rispetto ai judoisti non titolati (P=0,001). I risultati della RPE hanno mostrato una differenza tra i gruppi (P=0,01) nel secondo e nel terzo tempo.
Conclusioni. Il risultato di questa indagine ha mostrato che lo SJFT può essere utilizzato come valido test per differenziare i judoisti in condizione fisica ottimale da quelli in condizione fisica subottimale.
Parole chiave: Arti marziali - Lattato ematico - Atleti.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
523
ARAZI
J
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
udo is a complex sport where many variables (technical, tactical, physiological and
psychological) determine the final results.1, 2
Competitive judo can be described as combative high intensity, high physiological demanding in which athlete attempt to throw opponent
onto his back or to control him during ground
work combat. Both attempts depend on specific
techniques and the support of good physical fitness.3 The main physiological characteristic of
judo fight is the intermittence. It consist of series of supra-maximal exertions (with mean duration of 15 to 30 seconds) alternated with 10 to
15 seconds of recovery. In these short intervals,
there is no sufficient time for a suitable ATP
resynthesis by the aerobic ways, which makes
these exertions highly demanding on the lactic
anaerobic way.4
The evaluation of physical characteristics is
important for the training process, as it gives
information about the variables that need to be
improved and the effectiveness of given training
program.1 However, as physical conditioning is
an important aspect of training and competitive
processes, it is important to have specific tests
to evaluate judo players.5 Indeed, judo players
have been evaluated with non-specific tests.6
Specific judo fitness test (SJFT) was proposed by Sterkowics in 1995 and consists of
intermittent use of specific judo movement
patterns.1 SJFT has been shown to be reliable,
and with a low measurement error, sensible
to training, even in high level athletes able to
properly discriminate athletes of different levels, correlated to attacks during a judo match.5
Blood lactate concentration after the SJFT was
very similar to that obtained after judo combat,
thus indicating similar metabolic responses in
these situations.7
Some authors compared elite and non-elite
judo players on the basis of SJFT, some of them
compared blood lactate concentration but none
of them have investigated rating of perceived
exertion (RPE) after this test.1, 3, 6, 8 The results
of various investigations have validated the use
of RPE as a marker of training intensity during
high-intensity intermittent exercise.9, 10 However, the existing literature on RPE applied to judo
athlete is scarce.8 Furthermore, little is known
about the differences between elite and nonelite judo players. Thus, the objective of this
study was to define and interpret the possible
differences between Iranian elite and non-elite
judokas from mental, physiological and metabolic point of views.
524
I
l judo è uno sport complesso nel quale i risultati
finali sono determinati da numerose variabili
(tecniche, tattiche, fisiologiche e psicologiche) 1, 2. Il
judo agonistico può essere descritto come un combattimento a elevata intensità e con fabbisogni
fisiologici estremamente elevati, nel quale l’atleta
cerca di proiettare l’avversario sulla propria spalla o di controllarlo durante il combattimento al
suolo. Entrambi i tentativi dipendono da specifiche tecniche e dal supporto di una buona forma
fisica 3. La principale caratteristica fisiologica del
combattimento di judo è l’intermittenza. Il combattimento prevede sforzi sovramassimali (della
durata media di 15-30 secondi) alternati da 1015 secondi di recupero. In questi brevi intervalli,
non vi è tempo a sufficienza per un’adeguata risintesi dell’ATP mediante le vie aerobiche, il che
rende questi sforzi estremamente impegnativi per
la via anaerobica del lattato 4.
La valutazione delle caratteristiche fisiche è un
importante fattore del processo di allenamento,
poiché fornisce informazioni sulle variabili che
devono essere migliorate e sull’efficacia di un determinato programma di allenamento 1. Tuttavia,
essendo il condizionamento fisico un importante aspetto dei processi coinvolti nell’allenamento e nelle competizioni agonistiche, è importante
disporre di test specifici per valutare i judoisti 5.
Poiché esistono pochi test specifici e poiché test di
laboratorio non simulano i movimenti dell’incontro, la valutazione dei judoisti è difficile. I judoisti
sono stati valutati invece in test aspecifici 6.
Lo Specific judo fitness test (SJFT) è un test specifico proposto da Sterkowics (1995), che possiede
la caratteristica dell’intermittenza e utilizza specifici schemi di movimento del judo 1. Lo SJFT si è
dimostrato affidabile, dotato di un basso errore di
misurazione, sensibile all’allenamento e in grado
di discriminare adeguatamente atleti di diversi livelli anche tra atleti di alto livello, in relazione agli
attacchi durante un incontro di judo 5. La concentrazione del lattato ematico dopo lo SJFT era molto
simile a quella ottenuta dopo un combattimento
di judo, e ciò indica risposte metaboliche simili in
tali situazioni 7.
Alcuni autori hanno confrontato i judoisti titolati e non titolati sulla base dello SJFT e alcuni di
essi hanno confrontato la concentrazione del lattato ematico, ma nessuno di essi ha esaminato la
valutazione dello sforzo percepito (RPE) dopo questo test 1, 3, 6, 8. I risultati di diverse indagini hanno
convalidato l’utilizzo della RPE quale marcatore
dell’intensità dell’allenamento durante l’esercizio
fisico intermittente e a elevata intensità 9, 10. Tuttavia, la letteratura esistente sulla RPE applicata
ai judoisti è scarsa 8. Inoltre, si hanno poche infor-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
Materials and methods
Study population
The participants were 18 judokas from Iran
(mean ±standard deviation: 22.67±2.14 years
old, 177±4.64 cm of height, 73.6±9.9 kg of body
mass and at least two years of regular judo training background). The subjects were grouped
according to their competition achievements:
Elite (N.=9) - Iranian national or international
medalists, Non-elite (N.=9) – non-medalist in
national or international championships. All of
them ranking from Kyu3 to Dan3 and were in
preparatory period of training. None of them
was taking medications or supplements. They
were notified about the potential risks involved
and gave their written informed consent form.
This study was approved by the Ethic Committee for human experiments at faculty of physical education and sport science of Guilan University.
Special judo fitness test
SJFT was applied as described elsewhere.1, 5
The test was performed in 3 series of 15, 30 and
30 s with 10 rest interval between them. During
test series, the athlete throws two other judoists
(6-m apart from each other) as many times as
possible using the ippon-seoi-nage technique.
Heart rate (HR) was measured immediately and
one min after cessation of test by sport tester
device (polar electro, Finland) and an index
was calculated (index=HR immediately after
test + HR one min after test/total number of
throws). Thus, a lower index indicates better
performance.
Blood lactate sampling
Blood lactate levels were measured by finger
tip blood samples at the before (pre-test) and 3
min after (post-test) SJFT. Whole blood lactate
concentration was analyzed using a sport lactate analyzer (EFK, Germany).
mazioni sulle differenze tra judoisti titolati e judoisti non titolati. Pertanto, obiettivo del presente
studio è stato quello di definire e interpretare le
possibili differenze tra i judoisti iraniani titolati e
non titolati, dal punto di vista mentale, fisiologico
e metabolico.
Materiali e metodi
Soggetti
Al presente studio hanno preso parte 18 judoisti
iraniani (media±deviazione standard: 22,67±2,14
anni di età, 177±4,64 cm di altezza, 73,6±9,9 kg
di massa corporea e con almeno due anni di allenamento regolare di judo). I soggetti sono stati raggruppati in base ai loro risultati agonistici: titolati
(N.=9) - vincitori di medaglie nazionali o internazionali; non-titolati (N.=9) - non vincitori di medaglie in campionati nazionali o internazionali. Il
livello di tutti i judoisti andava da Kyu3 a Dan3 e
si trovavano tutti nel periodo preparatorio dell’allenamento. Nessuno di essi assumeva medicinali o
integratori. Gli atleti sono stati informati dei potenziali rischi e hanno fornito il loro consenso informato scritto. Il presente studio è stato approvato dal
Comitato etico per la ricerca sugli esseri umani della Facoltà di scienza dell’educazione fisica e dello
sport dell’Università di Guilan.
Special judo fitness test
Lo SJFT è stato applicato come descritto altrove 1, 5. Il test è stato effettuato in 3 serie da 15, 30
e 30 secondi con 10 secondi di intervallo tra le
serie. Durante la serie di test, l’atleta ha proiettato due altri judoisti (a 6 metri di distanza l’uno
dall’altro) più volte utilizzando la tecnica ipponseoi-nage. La frequenza cardiaca (FC) immediatamente e un minuto dopo il test è stata misurata
con un dispositivo di misurazione sportiva (polar
electro, Finlandia) e ne è stato calcolato l’indice
(indice=FC immediatamente dopo il test + FC un
minuto dopo il test/numero totale di proiezioni).
Pertanto, un indice più basso indicava una performance migliore.
Campionamento del lattato ematico
Rating of perceived exertion
RPE was measured using the 1-10 Borg Scale
and recorded after series A, B and C intervals.
All subjects were given standardized instructions for the use of the effort perception scale
(adapted from Borg 1985).10, 11 Verbal explanation on how the scale should be interpreted in
Vol. 66 - No. 4
ARAZI
I livelli del lattato ematico sono stati misurati
mediante campioni di sangue prelevati dal polpastrello al momento dello SJFT, prima (pre-test)
dello SJFT e 3 minuti dopo (post-test) lo SJFT. La
concentrazione totale del lattato ematico è stata
esaminata utilizzando un analizzatore sportivo
del lattato (EFK, Germania).
MEDICINA DELLO SPORT
525
ARAZI
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
numerical form was given. Both the scale numbers and the corresponding word explanations
were carefully reviewed with the subjects. Special attention was paid to instruct subjects on
how to correctly perceive exertion, in particular, the experimenter emphasized that the rating
was the overall whole body perception of exertion following the verbal explanation, subjects
were encouraged to ask any question regarding
to scale and were given 5 minutes to study prior
to the test.
Familiarization
A week before test session, subjects asked
to come to judo room to become familiar
with tests and experiments. Before doing any
test or protocol, all of them divided into two
groups: elite and non-elite, according to their
sport background. After general (walking and
running) and special warm-up each group performed the SJFT as explained in details before.
Statistical analysis
Values were expressed as means± SD. The
normal distribution of the data was checked
using the Kolmogorov-Smirnov test. After confirming normal distribution, difference between
the mean of the two groups was tested using
Students independent t test and one-ay Anova
with repeated measures was used to evaluate
within group differences in pre- and post-blood
lactate level and RPE in three series. The P value was significant <0.05. To evaluate strength of
association between third RPE (as whole body
perceived exertion) and post LA level among
judo players, Karl Pearson’s correlation coefficient was calculated. All statistical tests were
performed using SPSS software (version 18)
and Excel (Office Word 2007 version) was used
to draw figures.
Results
Table I and Figures 1 and 2 indicate the results of SJFT in both groups. The elite group
performed a higher number of throws (P=0.002)
and had a lower index (P=0.001) than the nonelite group. Pre- and post-lactate level did not
differ between both groups (P=0.1), but lactate level increased significantly from pre- to
post- in two groups (P=0.001). There was no
significant difference in HR immediately after
test (P=0.57) but, HR one min after test was
526
Valutazione dello sforzo percepito
La RPE è stata misurata utilizzando la scala
di Borg 1-10 e registrata dopo gli intervalli delle serie A, B e C. Tutti i soggetti hanno ricevuto
istruzioni standardizzate per l’utilizzo della scala di valutazione dello sforzo percepito (adattata
da Borg 1995) 10, 11. È stata fornita una spiegazione verbale di come dovesse essere interpretata
la scala in formato numerico. Sia i numeri della
scala che le relative spiegazioni testuali sono stati
accuratamente passati in rassegna con i soggetti.
È stata prestata particolare attenzione a istruire i
soggetti su come percepire correttamente lo sforzo;
in particolare, lo sperimentatore ha sottolineato
che la valutazione era la percezione dello sforzo
corporeo complessivo. In seguito alla spiegazione
verbale, i soggetti sono stati incoraggiati a fare domande in merito alla scala e sono stati dati loro 5
minuti per studiarla prima del test.
Familiarizzazione
Una settimana prima della sessione di test, ai
soggetti è stato chiesto di recarsi nella sala di judo
per una sessione di familiarizzazione con i test e
con gli esperimenti. Prima dell’esecuzione di qualsiasi test o protocollo, tutti i soggetti sono stati suddivisi in un gruppo di atleti titolati e in un gruppo
di atleti non titolati in base al loro background
sportivo. Dopo un riscaldamento generale (camminata veloce e corsa) e un riscaldamento specifico, ciascun gruppo ha eseguito lo SJFT nella maniera descritta prima.
Analisi statistica
I valori sono presentati come medie ± DS. La
normale distribuzione dei dati è stata controllata utilizzando il test di Kolmogorov-Smironov.
Dopo la conferma della normale distribuzione, la
differenza tra la media dei due gruppi è stata testata utilizzando il test t indipendente di Student
mentre l’ANOVA a una via per misure ripetute è
stata utilizzata per valutare le differenze all’interno dei gruppi nel livello pre-test e post-test del
lattato ematico e nella RPR in tre serie, dove la
significatività del valore P era <0,05. Per valutare
la forza dell’associazione tra la terza RPE (come
sforzo percepito in tutto il corpo) e il livello di LA
post-test tra i judoisti, è stato calcolato il coefficiente di correlazione di Karl Pearson. Per effettuare i test statistici è stato utilizzato il software
statistico per le scienze sociali (SPSS, versione 18)
e il software excel (versione office word 2007) per
creare le figure.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
ARAZI
Table I.—Means ±standard deviations for results of SJFT in both groups.
Tabella I. — Media ± deviazione standard per i risultati dello SJFT in entrambi i gruppi.
Variables
Elite
Throws in series A (N.)
Throws in series B (N.)
Throws in series C (N.)
Total throws (A+B+C) (N.)
HR immediately after test (bm)
HR one min after test (bm)
SJFT index (b/n)
6.11±0.33
11.22 ±0.44
10.22 ±0.66
27.56 ±1.01
178.89±5.57
139.11±6.1
11.45 ±0.45
Non-elite
P value
5.67 ±0.70
10.44 ±0.72
8.89 ±0.78
25 ±1.81
180.56 ±6.60
156 ±11.38
13.51±1.15
0.1
0.01*
0.01*
0.02*
0.57
0.001*
0.001*
Number of throws (N.), number of beats per min (bm), beats per min/number of throws (bm/n).
* Significant differences between groups at P<0.05.
significantly different in both groups (P=0.001).
RPE results showed a difference between
group (P=0.01) in the second and third time
but, no significant difference (P=0.22) in the
first time. Figures 1 and 2 show pattern of lactate and RPE increment in elite and non-elite
groups, RPE increased significantly from A to
B and C series in both groups (P=0.03). Figure
3 shows relationship between post-test blood
lactate level and post test RPE. Post test lactate
level had no significant correlation with RPE
after SJFT (P=0.3).
Discussion
In this study, the elite judo players presented
more anaerobic capacity (inferred from total
number of throws) and better balance between
aerobic and anaerobic process (inferred from
index) compared to the non-elite group. There
Figure 1.—Mean scores of RPE reported by elite and
non-elite judokas after A, B and C series of SJFT. *significantly higher than A series. Ŧ significantly higher than A
and B series in both groups.
Figura 1. — Punteggi medi della RPE riportati dai judoisti titolati e non titolati dopo le serie A, B e C dello
SJFT. *significativamente maggiore rispetto alle serie A.
Ŧ significativamente maggiore rispetto alle serie A e B in
entrambi i gruppi.
Vol. 66 - No. 4
Risultati
La Tabella I e le Figure 1 e 2 indicano i risultati
dello SJFT in entrambi i gruppi. Il gruppo di atleti
titolati ha effettuato un maggior numero di proiezioni (P=0,002) e ha ottenuto un indice più basso
(P=0,001) rispetto al gruppo di atleti non titolati. Il
livello pre-test e post-test del lattato non era diverso
tra i due gruppi (P=0,1) ma il livello di lattato è aumentato in maniera significativa da prima a dopo
il test nei due gruppi (P=0,001). Non vi era nessuna
differenza significativa nella FC immediatamente
dopo il test (P=0,57), ma la FC un minuto dopo
il test era significativamente diversa in entrambi i gruppi (P=0,001). I risultati della RPE hanno
mostrato una differenza tra i gruppi (P=0,01) nel
secondo e terzo tempo ma nessuna differenza significativa (P=0,22) nel primo tempo. La Figure 1
e 2 mostrano i profili di incremento del lattato e
della RPE nei gruppi di atleti titolati e non titolati;
la RPE è aumentata in maniera significativa nelle
serie da A a B e C in entrambi i gruppi (P=0,03). La
Figura 3 mostra la relazione tra il livello di lattato
Figure 2.—Mean values of blood lactate level in elite
and non-elite judokas before and after SJFT. *significantly
higher than pre level.
Figura 2. — Valori medi del livello di lattato ematico nei
judoisti titolati e non titolati prima e dopo lo SJFT. *significativamente maggiore rispetto al livello pre-test.
MEDICINA DELLO SPORT
527
ARAZI
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
ematico post-test e la RPE post-test. Il livello post-test
di lattato non presentava alcuna correlazione significativa con la RPE dopo lo SJFT (P=0,3).
Discussione
Figure 3.—Relationship between post test lactate level
and RPE values after SJFT In all Judo players. Pearson
correlations (r), number of subjects (N.), blood lactate
level (LA).
Figura 3. — Relazione tra il livello di lattato post-test e
i valori RPE dopo lo SJFT in tutti i judoisti. Correlazioni
di Pearson (r), numero di soggetti (n), livello di lattato
ematico (LA).
are several studies have been used SJFT for
evaluating elite judo players condition.12, 13 But,
those studies comparing elite and non-elite judo
players on the base of SJFT are scares.1, 2, 6 Two
studies reported a higher number of throws and
a lower index in judo players at the national
level compared to lower level.1, 6 Our finding
is in contrast to those of Franchini et al.14 and
Kattrali et al.,2 who found no significant differences between high level and lower level
judokas. This discrepancy is probably due to
physiological and physical difference between
low level athletes. For example, in the present
study and similarly in the investigation completed by Franchini et al.6 low-level judo players
were non-medalist in national and international
contests, but in another study Franchini et al.14
defined Brazilian b and c (reserve) national
team players as low level judo players.
HR immediately after test is similar among
Polish, Brazilian and Indian judo players.1, 2, 5
Lower HR after test may suggest lower cardiovascular stress during the test and indicate better aerobic fitness. HR one minute after test was
lower (better) for elite than for non-elite judo
players. Lower HR after one min indicates better
regeneration and reflects higher recovery ability
of elite compared to the non elite judo players.2 The HR one min after test for elite was
lower than (better) the one remarked by Polish
and Brazilian and high level college age judo
players.6, 7 HR one min after test was similar to
Indian high level judo player’s value.2 Recently a normatory table was proposed to classify
528
Nel presente studio, i judoisti titolati hanno mostrato una maggiore capacità anaerobica (dedotta dal numero totale di proiezioni) e un migliore
equilibrio tra il processo aerobico e anaerobico
(dedotto dall’indice) rispetto al gruppo di atleti
non titolati. Numerosi studi hanno utilizzato lo
SJFT per valutare la condizione fisica dei judoisti
titolati 12, 13. Tuttavia, gli studi che hanno confrontato i judoisti titolati e non titolati sulla base dello
SJFT sono scarsi 1, 2, 6. Due studi hanno riportato
un più elevato numero di proiezioni e un più basso indice nei judoisti di livello nazionale rispetto a judoisti di più basso livello 1, 6. Tali risultati
sono analoghi a quelli ottenuti dal presente studio.
Al contrario, Franchini et al. 14 e Kattrali et al. 2
non hanno osservato differenze significative tra
judoisti di alto e basso livello. Il motivo di questa
divergenza è probabilmente fisiologico e la differenza fisica rientrava tra le definizioni di atleta
di basso livello. Ad esempio, nel presente studio e
nell’indagine condotta da Franchini et al.,6 i judoisti di basso livello non avevano vinto medaglie
nelle competizioni nazionali e internazionali, ma
Franchini et al.14 hanno definito i membri della
nazionale (di riserva) brasiliana b e c come judoisti di basso livello.
La FC immediatamente dopo il test era simile
a quella dei judoisti polacchi, brasiliani e indiani 1, 2, 5. Una più bassa FC dopo il test può suggerire
un più basso stress cardiovascolare durante il test
e indicare un miglior fitness aerobico. La FC un
minuto dopo il test era più bassa (migliore) per i
judoisti titolati rispetto ai judoisti non titolati. Una
più bassa FC un minuto dopo il test indica una
migliore rigenerazione e riflette una maggiore capacità di recupero dei judoisti titolati rispetto ai
judoisti non titolati 2. La FC un minuto dopo il
test era più bassa (migliore) per i judoisti titolati
rispetto a quella osservata tra i judoisti collegiali
polacchi e brasiliani di alto livello 6, 7. La FC un
minuto dopo il test era simile a quella osservata
nei judoisti indiani di alto livello 2. Recentemente,
è stata proposta una tabella normativa per classificare la performance nello SJFT 5. Gli atleti titolati
dello studio attuale sono classificati come buoni in
base al numero totale di proiezioni e alla FC immediatamente dopo il test ed eccellenti in base alla
FC un minuto dopo il test e all’indice di fitness.
Le tipiche competizioni di judo sono caratterizzate da numerose serie di sforzi da 15 a 30 secon-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
performance in the SJFT.5 The elite athletes of
the current study are classified as good for total number of throws and HR immediately after
test and excellent for HR one min after test and
fitness index.
Typical judo contest characterizes itself by
several series from 15s to 30s efforts, with 10s to
15s interval between them. The time structure
of the SJFT is as in a judo contest. It is intermittent with very short intervals (10 s), which
can accentuate the metabolites accumulation
(for example, lactate) and low phosphocreatine
resynthesis.4, 13, 15, 16 These factors (lower glycolytic flux and PCr system impairment) would
anticipate the requirements of aerobic metabolism and the consequent decrease in performance in the last series,15 contributing to the fatigue index observed in the subsequent series
in both groups. Physiologists are of the opinion
that measurements of blood lactate (LA) following a single judo match provide information
about mode and intensity of an exertion.17, 18
Concentrations of blood LA were extensively
examined during competitions of martial arts;17
several researches measured LA accumulation
before and after SJFT.1, 6, 13, 14 Our results indicate that blood LA increased significantly after
SJFT compared to resting blood lactate level for
both group similarly. Our finding was in agreement with other studies.6, 13
Nowadays, there are many methods for
quantifying the training load and intensity, like
LA level and RPE.17-19 The RPE method uses a
fairly simple question: “How was your training intensity?” The RPE method is a practical
manner to assess/quantify the internal training
load regarding the training content.10 Recently,
the use of RPE has been applied to resistance
training in an effort to create a valid, non-invasive way to monitor training intensity.9 However, the existing literature on RPE applied to
judo athletes is scarce.8 We did not see any
study controlling internal load of SJFT with
RPE method. The results of our study showed
perceived exertion increased from series A to
series C significantly among both groups. But,
this increase did not have similar pattern in
two groups. Perceived exertion was higher in
non-elite than elite group, the interesting finding of this study is that elite group perceived
lower exertion although they had better results
in SJFT; this is maybe for elite judo players do
the test more efficiently than non-elite. Furthermore, we found no meaningful correlation of
overall perceived exertion after SJFT with post
Vol. 66 - No. 4
ARAZI
di, con 10-15 secondi di intervallo tra le serie. La
struttura temporale dello SJFT è simile a quella di
un incontro di judo. È di natura intermittente con
intervalli molto brevi (10 s) che possono accentuare l’accumulo di metaboliti (lattato ad esempio) e
una bassa risintesi di fosfocreatina 4, 13, 15, 16. Tali
fattori (minore flusso glicolitico e compromissione
del sistema PCr) anticiperebbero i fabbisogni del
metabolismo aerobico e la conseguente diminuzione della performance nelle ultime serie 15, contribuendo all’indice di affaticamento osservato nelle
serie successive in entrambi i gruppi. I fisiologi sono
dell’opinione che le misurazioni del lattato ematico (LA) in seguito a un singolo incontro di judo
forniscano informazioni sulla modalità e sull’intensità di uno sforzo 17, 18. Le concentrazioni di
lattato ematico (LA) sono state approfonditamente
esaminate durante le competizioni di arti marziali 17; numerose ricerche hanno misurato l’accumulo di LA prima e dopo lo SJFT 1, 6, 13, 14. I nostri
risultati indicano che il livello di lattato ematico è
aumentato in maniera significativa e analoga per
entrambi i gruppi dopo lo SJFT rispetto al livello di
lattato ematico a riposo. I nostri risultati sono in
accordo con quelli ottenuti da altri studi 6, 13.
Al giorno d’oggi, esistono numerosi metodi per
quantificare il carico e l’intensità dell’allenamento, come il livello del LA e la RPE 17-19. Il metodo
della RPE utilizza una domanda piuttosto semplice: “Qual era l’intensità del suo allenamento?”. Il
metodo della RPE è un modo pratico per valutare/
quantificare il carico di allenamento interno rispetto al contenuto dell’allenamento 10. Di recente,
l’utilizzo della RPE è stato applicato all’allenamento della resistenza nel tentativo di creare una
maniera valida e non invasiva per monitorare
l’intensità dell’allenamento 9. Tuttavia, la letteratura esistente sulla RPE applicata agli atleti di judo
è scarsa 8. Non abbiamo individuato nessuno studio che controllasse il carico interno dello SJFT con
il metodo RPE. I risultati del nostro studio hanno
mostrato un aumento significativo dello sforzo percepito dalle serie A alle serie C tra entrambi i gruppi. Tuttavia, tale aumento non presentava profili
simili nei due gruppi. Lo sforzo percepito era maggiore nel gruppo degli atleti non titolati rispetto al
gruppo degli atleti titolati; il risultato interessante
del presente studio è che il gruppo degli atleti titolati ha percepito uno sforzo minore sebbene abbia
ottenuto risultati migliori nello SJFT; ciò potrebbe
essere dovuto al fatto che gli atleti titolati svolgono
il test in maniera più efficiente rispetto agli atleti
non titolati. Inoltre, non abbiamo osservato nessuna correlazione significativa dello sforzo percepito
complessivo dopo lo SJFT con il livello del LA posttest in entrambi i gruppi. Abbiamo osservato che
MEDICINA DELLO SPORT
529
ARAZI
Special judo fitness test for elite and non-elite judo players
test LA level in both groups. We found RPE
as a valid measure to showing psychological
stress and indicating elite and non-elite differences. Although, further studies are needed to
proves that.
This study was cross sectional and limitations of this study are a small sample size and
inability to study athletes in classified weight
categories (on the other word, athletes who
participated in this study were belong of all
different weight categories not a single ones)
because judo is a weight classified sport and
it is better to do study in each weight class
separately.
la RPE è una valida misura per mostrare lo stress
psicologico e indicare le differenze tra atleti titolati
e non titolati. Ciononostante, sono necessari ulteriori studi per confermare tali risultati.
Il presente studio era trasversale e i suoi limiti
risiedono nella piccola dimensione campionaria
e nell’incapacità di studiare gli atleti nelle categorie di peso classificate (in altre parole, gli atleti
che hanno preso parte allo studio appartenevano a
diverse categorie di peso e non a categorie di peso
specifiche) poiché il judo è uno sport classificato in
base al peso ed è meglio studiare gli atleti separatamente in ogni classe di peso.
Conclusioni
Conclusions
In conclusion in SJFT, significant differences
were found between elite and non-elite judo
players. This means that the SJFT is capable to
correctly differentiate elite from non-elite judokas and could be used in a control of training and talent identification process. Moreover,
the RPE can be used in judo training to control/
quantify training load.
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Abbiamo concluso che: nello SJFT, sono state osservate differenze significative tra i judoisti titolati
e i judoisti non titolati. Ciò significa che lo SJFT
è in grado di discriminare in maniera corretta i
judoisti titolati da quelli non titolati e che può essere utilizzato in un processo di controllo dell’allenamento e di identificazione dei talenti. Un altro
risultato del presente studio è che la RPE può essere
utilizzata nell’allenamento del judo per controllare/quantificare il carico dell’allenamento.
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Acknowledgements.—The authors would like to thank all athletes, and coaches for their kind participation in the study.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on January 24, 2013. - Accepted for publication on November 26, 2013.
Corresponding author: H. Arazi, PhD, Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Sciences, University of Guilan,
P.O.Box: 1438, Rasht, Iran. E-mail: [email protected]
530
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013

Medical area
Area medica
MED SPORT 2013;66:531-43
Experimental evaluation of the
hydration status during fitness training
Valutazione sperimentale dello stato di
idratazione durante l’allenamento di fitness
N. SPONSIELLO 1, 2, S. RUCCI 3, D. BUONOCORE 2, 3, A. FOCARELLI 3
E. DORIA 3, M. NEGRO 2, 3, F. MARZATICO 2, 3
1Fitness
Science Department, University of Camerino, Camerino, Macerata, Italy
Society of Sport Nutrition and Health SINSeB, Empoli, Florence, Italy
3Laboratory of Pharmacobiochemistry, Nutrition and Nutriceuticals of Health
University of Pavia, Pavia, Italy
2Italian
SUMMARY
Aim. This study aims to analyze the hydration status in a large group of fitness athletes and to understand the amount
of fluids that they habitually consume during a typical training session.
Methods. One hundred forty-eight volunteers (86 male [M], 62 female [F]) aged 18-50 were examine (average age
32±8.3 years old, 77% between 18 and 38 years old). Average health: (M) 174±14 cm; (F) 164±12 cm. Average
weight: (M) 74±16 Kg; (F) 57±9 Kg. Body Mass Index (BMI) on mean: (M) 24,08±1,42 Kg/m2; (F) 21,04±0,27 Kg/m2.
Basal hydration status was determined by measuring urine specific gravity (Usg) in the first urine sample collected
after waking. We have used changes in body mass to calculate the amount of water lost during exercise and to divide
the subjects into three groups: dehydrated euhydrated and overhydrated. We also considered the amount and type
of fluids that they consumed during exercise. On the total sample, 20 athletes from the sample also underwent the
“Sweat test”, which consists in measuring sodium (Na+) and potassium (K+) concentrations in sweat to assess salt
losses through sweating.
Results. 1) Data on basal hydration status showed that 58% of the subjects are dehydrated, 39% euhydrated and
3% overhydrated; 2) 31 subjects lost more than 1% of their total body weight (measurements taken before and after
training), which means that they lost too much water through sweating and did not consume sufficient fluid, thereby
falling into a hypertonic dehydration profile.
Discussion and conclusions. Our study shows that over 50% of the fitness athletes do not pay enough attention to their
hydration status and begin their training in the condition of dehydration. In addition, more than 20% of the athletes do
not drink enough during exercise, losing more than 1% of their weight. Sport and nutrition professionals should stress
the importance of hydration in improving fitness athletes’ performance and in reducing health risks.
Key words: Physical fitness - Body fluids - Sweat.
RIASSUNTO
Obiettivo. Il lavoro analizza lo stato di idratazione in un vasto gruppo di atleti di fitness al fine di comprendere la
quantità di fluidi che essi abitualmente consumano durante una tipica sessione di allenamento.
Metodi. Sono stati esaminati 148 volontari (86 di sesso maschile [M], 62 di sesso femminile [F]), di età compresa tra
18-50 anni (età media 32±8,3 anni, il 77% tra 18 e 38 anni). Altezza media: (M) 174±14 cm; (F) 164±12 cm. Peso
medio: (M) 74±16 Kg; (F) 57±9 Kg. Body Mass Index (BMI) medio: (M) 24,08±1,42 Kg/m2; (F) 21,04±0,27 Kg/m2.
Lo stato di idratazione basale è stato determinato misurando il peso specifico delle urine (USG) nel primo campione
di urina raccolto dopo il risveglio. Le valutazioni delle variazioni di massa corporea sono state utilizzate per calcolare
la quantità di acqua persa durante l’esercizio e per dividere i soggetti in tre gruppi: disidratati, eu-idratati e iper-idra-
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
531
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
tati. Sono stati presi in considerazione anche la quantità e il tipo di fluidi consumati durante l’esercizio. Tra i soggetti
reclutati, 20 atleti hanno subito il “test del sudore”, che consiste nella misurazione delle concentrazioni di sodio (Na+)
e potassio (K+) nel sudore per valutare le perdite di sale attraverso la sudorazione.
Risultati. 1) I dati relativi allo stato di idratazione basale hanno mostrato che il 58% dei soggetti è disidratato, il 39% è
eu-idratato e il 3% è iper-idratato; 2) sul totale dei volontari 31 soggetti hanno perso oltre l’1% del loro peso corporeo
totale (misurazioni effettuate prima e dopo l’allenamento), il che significa che hanno perso troppa acqua attraverso il
sudore e non hanno re-introdotto fluidi in quantità sufficiente da ri-bilanciare la quantità persa, rischiando di cadere
in un profilo di disidratazione ipertonica.
Discussione e conclusioni. La nostra indagine dimostra che oltre il 50% degli atleti di fitness non prestano sufficiente
attenzione al loro stato di idratazione ed iniziano il loro allenamento in condizione di disidratazione. Inoltre oltre il 20
% degli atleti non bevono sufficientemente durante l’allenamento, perdendo oltre l’1% del loro peso. I professionisti
dello sport e della nutrizione dovrebbero sottolineare maggiormente l’importanza di una corretta idratazione per
migliorare le prestazioni degli atleti di fitness e per ridurre i rischi per la salute.
Parole chiave: Fitness - Fluidi corporei - Sudore.
W
ater is the principal chemical component
of the human body, typically accounting for approximately 60-70% of body weight
in males and 50-55% in females. On a cellular
level of body composition analysis, body water
can be partitioned between intracellular (twothirds of total body water) and extracellular
compartments (one-third of total body water).
Approximately 5% to 10% of total body water
is turned over daily.1 This complex process is
under homeostatic control and involves physiological and behavioral adaptations 2, 3 such as
thirst and hunger drives (coupled with ad libitum
access to food and fluids), neuroendocrine and
renal responses to body water volume, tonicity changes 4 and socio-behavioral factors. The
overall effect is that small degrees of over- and
dehydration are readily compensated for.
Physical activity increases the body’s water
requirements (two- to six-fold from baseline
in relation to environmental variations) 5 that
parallel sweat losses for evaporative heat exchange.6 It is therefore very important for athletes to consume fluids before, during and after
exercise, to maintain an adequate level of hydration. This plays a central role in producing
successful performances,5 reducing muscle injury risk 7 and promoting a better, faster recovery. Furthermore, dehydration is associated to a
greater sense of fatigue 8 and an increased risk
of potentially life-threatening heat injuries such
as heat stroke.9
Sport educators, coaches and trainers generally assume that the average person who practices recreational sports does not pay enough
attention to his/her hydration status. However,
in literature, there are few data on this topic 10
and they often refer to small samples. Moreover,
there are no surveys on fitness athletes.
In order to provide objective data on fitness
532
L’
acqua è il principale componente chimico del
corpo umano e in genere rappresenta circa il
60-70% del peso corporeo nei maschi e il 50-55%
nelle femmine. A livello cellulare di analisi della
composizione corporea, l’acqua può essere ripartita tra compartimenti intracellulari (due terzi
dell’acqua corporea totale) ed extracellulari (un
terzo dell’acqua corporea totale).
Il turnover giornaliero è pari a circa il 5-10%
dell’acqua corporea totale 1. Questo processo complesso è sotto controllo omeostatico e comporta
adattamenti fisiologici e comportamentali 2, 3, come
stimolo di sete e di fame (accoppiato all’accesso ad
libitum a cibo e liquidi), risposte neuroendocrine e
renali al volume di acqua corporea, cambiamenti della tonicità 4 e fattori socio-comportamentali. L’effetto complessivo è la pronta compensazione
di piccoli gradi di ipo- e iperidratazione.
L’attività fisica aumenta il fabbisogno d’acqua
del corpo (da due a sei volte rispetto al basale in
relazione alle variazioni ambientali) 5 parallelamente alle perdite da sudorazione per scambio
termico da evaporazione 6. È quindi molto importante che gli atleti consumino liquidi prima, durante e dopo l’esercizio fisico, per mantenere un
adeguato livello di idratazione. Questo svolge un
ruolo fondamentale nel successo prestazionale 5,
riducendo il rischio di lesioni muscolari 7 e favorendo un recupero migliore e più rapido. Inoltre,
la disidratazione è associata a un maggior senso di affaticamento 8 e un aumento del rischio di
lesioni da calore potenzialmente pericolose per la
vita, come il colpo di calore 9.
Gli educatori sportivi, gli allenatori e i preparatori generalmente presumono che la persona
media che pratica sport a livello amatoriale non
presti sufficiente attenzione al proprio stato di
idratazione. Tuttavia, in letteratura, sono disponibili pochi dati su questo argomento 10 e spesso
si riferiscono a campioni limitati. Inoltre, non ci
sono indagini sugli atleti di fitness.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
athletes for future investigations we decided to
analyze the hydration status of a large sample.
We selected subjects from five fitness centers
located in different areas of Italy to reduce environmental influences as much as possible. We
tested their hydration status before and after
training, and we considered the quantity and
type of fluids they consumed. The results of our
study would have both a cognitive and an educational role, and will help to create a better
sport and health culture.
SPONSIELLO
Al fine di fornire dati oggettivi sugli atleti di
fitness per le indagini future, abbiamo deciso di
analizzare lo stato di idratazione di un grande
campione. Abbiamo selezionato i soggetti di cinque centri fitness situati in diverse zone d’Italia per
ridurre le influenze ambientali, per quanto possibile. Abbiamo testato il loro stato di idratazione
prima e dopo l’allenamento e abbiamo considerato la quantità e il tipo di liquidi consumati. I risultati del nostro studio potrebbero avere sia un ruolo
cognitivo, sia educativo e contribuiranno a creare
una migliore cultura dello sport e della salute.
Materials and methods
Materiali e metodi
An Independent Ethical Committee for nonpharmacological research approved all procedures. Each subject recruited for the study was
fully informed and subjected to treatment in accordance with the guidelines of WMA’s Helsinki
Declaration - the Ethical Principles for Medical
Research Involving Human Subjects Adopted
by the 18th WMA General Assembly, Helsinki,
1964 (as revised in Tokyo2004).
Total 148 volunteers were enrolled (86 male
[M] and 62 female [F]), aged 18-50 were studied
(Average age=32.0 years old; Standard Deviation [SD]=8.3), 77% of whom are between 18
and 38 years old (Table I).
They were enrolled from five different fitness
centers in Southern or Central Italy. The survey
was carried out in November and December.
During these two months, Italian fitness centers are heated so we can presume that training
was performed at standard temperature conditions. The subjects selected are defined fitness
athletes, because they practiced regularly only
physical activity in the gym and they did not
practice regularly specific sport even at an amateur level. We chose subjects who had trained
for at least two months before the survey began, and whose training consists of a minimum
of three workouts per week. Subjects had to
perform 45 minutes of aerobic high intensity
Un comitato etico indipendente per la ricerca
non farmacologica ha approvato tutte le procedure. Ogni soggetto reclutato per lo studio è stato pienamente informato e sottoposto a trattamento in
conformità con le linee guida della Dichiarazione di Helsinki dell’Associazione Medica Mondiale
(WMA) ‑ Principi etici per la ricerca medica coinvolgente soggetti umani, adottati dalla 18esima
Assemblea Generale di Helsinki nel 1964 (rivista
a Tokyo nel 2004).
È stato arruolato un totale di 148 volontari (86
maschi (M) e 62 femmine (F)), di età compresa tra
18 e 50 anni (età media = 32,0 anni; deviazione
standard (SD) = 8,3), il 77% dei quali tra 18 e 38
anni (Tabella I).
I volontari sono stati arruolati in cinque diversi
centri fitness in Italia meridionale e centrale. L’indagine è stata condotta a novembre e dicembre.
In questi due mesi, i centri fitness italiani sono riscaldati, per cui possiamo presumere che l’allenamento sia stato effettuato in condizioni termiche
normali. I soggetti selezionati sono definiti atleti di
fitness, perché praticano regolarmente solo l’attività fisica in palestra e non praticano regolarmente
sport specifici, anche a livello amatoriale. Abbiamo scelto soggetti che si erano allenati per almeno
due mesi prima dell’inizio dell’indagine e la cui
preparazione fisica consisteva di almeno tre allenamenti a settimana. I soggetti dovevano eseguire
Table I.—Anthropometric data: average values on 148 volunteers.
Tabella I. — Dati antropometrici: valori medi su 148 volontari.
Number of volunteers
Age (years old)
Health (cm)
Weight (kg)
BMI (kg/m2)*
Male
Female
86
32±8.3
174±14
74±16
24.08±1.42
62
32±8.3
164±12
57±9
21.04±0.27
* BMI: Body Mass Index
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
533
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
activity that was adapted to their level of training. This is to be able to count on performance,
pace and intensity of exercise, such that they
can actually interfere on the state of hydration.
To be eligible for this survey, subjects were not
affected by any known disease and did not use
any medication that could interfere with hydration conditions.
Procedure
Basal
45 minuti di attività aerobica ad alta intensità,
adattata al loro livello di allenamento. Ciò al fine
di poter contare su prestazioni, ritmo e intensità
di esercizio, tali da interferire effettivamente sullo
stato di idratazione. Per potersi candidare a questa indagine, i soggetti non dovevano essere affetti
da malattia nota e non usare alcun farmaco che
potesse interferire con le condizioni di idratazione.
Procedura
hydration status
Stato
di idratazione basale
This was determined by measuring the urine
specific gravity (Usg) (Combur ® Test) of the
first urine sample collected after waking before
breakfast. This is one of the most widely used
markers of hydration 11-14 and�����������������
��������������������
provides reasonable results.
Combur ® Test is classified as reagent strips, a
method which offers a simple alternative to the
refractometry method for testing Usg. The strips
estimate Usg based on the release of H+ ions by
the poly methyl-vinyl-ether/maleic anhydride,
and the subsequent pH change as detected by
the bromthymol blue contained in the reagent
strip. As the H+ release increases, the bromthymol blue changes from blue-green to yellowgreen. By comparing the colour of the strip
with the colour chart provided, Usg can be estimated between 1.000 and 1.030 to the nearest
0.005.15 We used limits described in literature 10
as reference values: Usg<1.010 are associated to
overhydration; Usg from 1.011 to 1.020 to euhydration; Usg>1.021 to dehydration.
Ciò è stato determinato misurando il peso specifico dell’urina (Usg) (Combur ® Test) del primo
campione di urina prelevato al risveglio, prima di
colazione. Questo è uno dei marcatori più diffusi
di idratazione 11-14 e fornisce risultati accettabili.
Il Combur® Test è classificato come un metodo
a strisce reagenti, che offre una semplice alternativa al metodo rifrattometrico per testare l’Usg.
Le strisce stimano l’Usg in base al rilascio di ioni
H+ mediante poli metil vinil etere/anidride maleica e la successiva modifica del pH, rilevata tramite il blu di bromotimolo contenuto nella striscia
reagente. Quando il rilascio di H+ aumenta, il blu
di bromotimolo passa da una colorazione bluverde a giallo-verde. Confrontando il colore della
striscia con la tabella cromatica fornita, è possibile stimare l’Usg tra 1.000 e 1.030 con un’approssimazione di 0,005 15. Abbiamo utilizzato i
limiti descritti in letteratura 10 come valori di riferimento: Usg<1.010 è associato a iperidratazione; Usg 1,011-1,020 a euidratazione; Usg>1.021 a
disidratazione.
Changes
Variazioni
in weight
Although blood and urine measurements taken during and immediately after exercise represent perturbed, non equilibrated fluid compartments,16 changes in body weight provide the
simplest and most accurate index of hydration
status when serial measurements are collected
in close proximity.17
Increases or decreases in a subject’s weight after a training session are related to both changes
in the amount of body water and physiological processes that are activated during exercise.
Training increases the proportion of water that
is distributed within the intracellular compartment; weight increases during exercise if overhydration occurs; weight decreases if extracellular water that is lost through sweating is not
properly replaced through fluid consumption.18
534
ponderali
Sebbene le misurazioni del sangue e delle urine
prelevate durante e immediatamente dopo l’esercizio fisico rappresentino la comparazione di liquidi perturbati e non equilibrati 16, le variazioni del
peso corporeo offrono il più semplice e accurato
indice dello stato di idratazione, quando le misurazioni seriali sono ravvicinate 17.
L’aumento o la diminuzione del peso di un
soggetto dopo una sessione di allenamento sono
collegati sia a cambiamenti della quantità di
acqua corporea, sia a processi fisiologici attivati durante l’esercizio. L’allenamento aumenta la
percentuale di acqua distribuita all’interno del
compartimento intracellulare; il peso aumenta
durante l’esercizio fisico, in presenza di iperidratazione; il peso diminuisce se l’acqua extracellulare che si perde attraverso la sudorazione non è
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
Our subjects were weighed while they were
undressed, by means of a precision scale, both
before and after a training session to use body
mass to deduce the amount of water they
lost.19, 20 Drops or increases in body weight that
were greater than 1% were used as reference
data to assign athletes respectively to either the
dehydrated or the overhydrated group.6
Fluid
consumption
Subjects were free to consume as much or as
little fluid as they liked during exercise; we considered the weight and type of each beverage
consumed because this information is closely
related to overall hydration status.21
Sweat
test
We selected 20 subjects from the sample who
performed above-average, and who trained
most often to analyze their sweat composition
(in terms of Na+ and K+ concentration) using
the Sweat Test. Subjects were chosen among
those most trained and better-performing.
These parameters resulted from a brief prior
medical history. This test consists in analyzing
patches (3M™ Tegaderm™ + Pad Film Dressing
with Non-Adherent Pad 3582, 2.5cm x 4.0cm)
that are placed on the subjects’ scapula. We
analyzed patches that had been placed on the
scapula.
Data analysis: observational study that used
mathematical calculations of fractions and percentages.
Results
Basal hydration status
The measurement of Usg shows that:
—— 86 subjects were dehydrated (34 F, 52 M)
(58%);
—— 58 subjects were euhydrated (23 F, 35 M)
(39%);
—— 4 subjects were overhydrated (4 F) (3%)
(Figure 1).
Fluid consumption during exercise
—— 53 subjects did not consume any fluid
during exercise (36% of the sample) (Figure 2);
—— 35 of these 53 subjects were also dehydrated at baseline;
—— 95 subjects consumed fluid during exercise (64% of the sample).
Amount of fluids: 15/95 (10% of the sample)
drank <200 mL;
Vol. 66 - No. 4
SPONSIELLO
adeguatamente sostituita attraverso il consumo
di liquidi 18.
I nostri soggetti sono stati pesati da spogliati, per
mezzo di una bilancia di precisione, sia prima,
sia dopo una sessione di allenamento per utilizzare la massa corporea al fine di dedurre la quantità
di acqua perduta 19, 20. Diminuzioni o incrementi
del peso corporeo superiori all’1% sono stati utilizzati come dati di riferimento per assegnare gli
atleti rispettivamente al gruppo disidratato o al
gruppo iperidratato 6.
Consumo
di liquidi
I soggetti erano liberi di consumare tanto o poco
liquido a piacere durante l’esercizio fisico; abbiamo preso in considerazione il peso e il tipo di ogni
bevanda consumata, perché questa informazione
è strettamente legata allo stato di idratazione generale 21.
Test
del sudore
Abbiamo selezionato 20 soggetti del campione,
che performavano al di sopra della media e che si
allenavano più spesso, per analizzare la composizione del sudore (in termini di concentrazione
di Na+ e K+) utilizzando il test del sudore. I soggetti sono stati scelti tra quelli più allenati e con
migliori prestazioni. Questi parametri derivavano
da una breve anamnesi medica precedente. Questo test consiste nell’analizzare cerotti (3M™ Tegaderm™ + medicazione pellicola con tampone non
aderente 3582, 2,5x4,0 cm) applicati sulla scapola dei soggetti. Abbiamo analizzato i cerotti che
erano stati applicati sulla scapola.
Analisi dei dati: studio osservazionale utilizzando calcoli matematici di frazioni e percentuali.
Risultati
Stato di idratazione basale (Figure 1):
La misurazione dell’Usg mostra che:
—  86 soggetti erano disidratati (34 F, 52 M)
(58%)
—  58 soggetti erano euidratati (23 F, 35 M)
(39%)
—  4 soggetti sono stati iperidratati (4 F) (3%)
Consumo di liquidi durante l’esercizio:
—  53 soggetti non hanno consumato liquido
durante l’attività fisica (36% del campione). (Figura 2) 35 di questi 53 soggetti erano anche disidratati al basale
—  95 soggetti hanno consumato liquido durante l’attività fisica (64% del campione)
MEDICINA DELLO SPORT
535
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
Figure 2.—Percentage of subjects with different fluid
consumption during exercise. Only 13% of the sample
consumed a sufficient amount of fluid to replace water
loss and 36% did non consume any fluid.
Figura 2. — Cambiamenti dei valori ponderali del nostro
campione. 31 soggetti (il 21% del campione) ha perso più
dell’1% del proprio peso.
Figure 1.—Percentage of subjects with different basal
hydration status based un urine specific gravity (Usg) of
their first urine sample after waking.
Figura 1. — Percentuale di soggetti con diverso consumo
di liquidi durante l’esercizio. Solo il 13% del campione ha
consumato una quantità di liquidi sufficiente a compensare la perdita di liquidi e il 36% non ha consumato liquidi.
—— 60/95 (41% of the sample) drank 200-500
mL;
—— 20/95 (13% of the sample) drank >500 mL
(Figure 2);
—— Hydration at baseline: 51/95 were dehydrated;
—— 40/95 were euhydrated;
—— 4/95 were overhydrated (Table II).
Number of subjects with different basal hydration status in relation to fluid consumption
during the training session
Type of fluids: 92/95 drank water;
3/95 drank sport drinks.
Quantità di liquidi: 15/95 (10% del campione)
hanno bevuto <200 ml;
—  60/95 (41% del campione) hanno bevuto
200-500 ml;
—  20/95 (13% del campione) hanno bevuto
>500 ml (Figura 2).
Idratazione al basale: 51/95 erano disidratati:
—  40/95 erano euidratati;
—  4/95 erano iperidratati (Tabella II).
Numero di soggetti con diverso stato di idratazione basale in relazione al consumo di liquidi
durante la sessione di allenamento
Tipo di liquidi: 92/95 hanno bevuto acqua;
—  3/95 hanno bevuto bevande sportive.
Variazioni del valore ponderale:
—  117 soggetti (79% del campione) hanno
completato l’allenamento con una diminuzione
ponderale inferiore all’1%;
—  31 soggetti (21% del campione) hanno
completato l’allenamento con una diminuzione
ponderale superiore all’1%; 19 di questi 31 sog-
Table II.—Number of subjects with different basal hydration status in relation to fluids consumption during
the training session.
Tabella II. — Numero di soggetti con stato di idratazione basale diverso in relazione al consumo di liquidi
durante la sessione di allenamento.
Fluid consumption
Total
Yes
No
Basal hydration*
Euhydrated
Dehydrated
Overhydrated
40
51
4
18
35
0
58
86
4
Total
95
53
148
* Based on Usg
536
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
Changes in weight value
One hundred seventeen subjects (79% of the
sample) completed the workout with a weight
decrease of less than 1% (Figure 3);
Thirty-one subjects (21% of the sample) completed the workout with a weight decrease of
more than 1%. 19 of these 31 subjects drank
during exercise.
Weight changes in relation to baseline hydration
Dehydrated at baseline (86 subjects):
—— 63 subjects (73% of dehydrated group)
lost weight and 17 of them (20% of dehydrated
group) lost more than 1% of their weight;
—— 9 subjects (10% of dehydrated group) remained the same weight;
—— 14 subjects (16% of dehydrated group)
gained weight.
Euhydrated at baseline (58 subjects):
—— 43 subjects (74% of normally hydrated
group) lost weight and 12 of them (21% of nor-
SPONSIELLO
getti hanno bevuto durante l’esercizio fisico (Figura 3).
Variazioni ponderali in relazione all’idratazione
al basale (I)
Disidratati al basale (86 soggetti)
—  63 soggetti (73% del gruppo disidratato)
hanno perso peso e 17 di loro (20% del gruppo disidratato) hanno perso oltre l’1% del peso;
—  9 soggetti (10% del gruppo disidratato) hanno mantenuto lo stesso peso;
—  14 soggetti (16% del gruppo disidratato)
hanno guadagnato peso.
Euidratati al basale (58 soggetti):
—  43 soggetti (74% del gruppo normalmente idratato) hanno perso peso e 12 di loro (21%
del gruppo disidratato) hanno perso oltre l’1% del
peso;
—  7 soggetti (12% del gruppo normalmente
idratato) hanno mantenuto lo stesso peso;
—  8 soggetti (14% del normalmente idratato)
hanno guadagnato peso.
Figure 3.—Changes in weight values of our sample. 31 subjects (21% of the sample) lost more than 1% of thei weight.
Figura 3. — Percentuale di soggetti con diverso stato di idratazione basale secondo il peso specifico dell’urina (Usg) del
campione della prima urina al risveglio.
Table III.—Number of subjects with different weight (Wt) changes in relation to basal hydration status.
Tabella III. — Numero di soggetti con diverse variazioni di peso (Wt) in relazione allo stato di idratazione
basale.
Wt changes
Wt unchanged
Basal hydration*
Euhydrated
Dehydrated
Overhydrated
Total
Wt decreased
Wt increased
Total
7
9
2
43 (12>1%)
63 (17>1%)
2 (2>1%)
8
14
0
58
86
4
18
108 (31>1%)
22
148
* Based on Usg
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
537
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
mally hydrated group) lost more than 1% of
their weight;
—— 7 subjects (12% of normally hydrated
group) remained the same weight;
—— 8 subjects (14% of normally hydrated
group) gained weight.
Overhydrated at baseline (4 subjects):
—— 2 subjects (50% of overhydrated group)
lost more than 1% of their weight;
—— 2 subjects (50% of overhydrated group)
remained the same weight.
Weight variation in relation to fluid consumption (without
����������������������������������������
considering pre-exercise hydration status) (Table IV):
—— All subjects who did not consume fluid
during exercise lost weight;
—— 55 of the 95 subjects who consumed fluid
lost weight;
—— 18 of the 95 subjects who consumed fluid
remained the same weight;
—— 22 of the 95 subjects who consumed fluid
gained weight.
Postexercise hydration status (Evaluated in
terms of weight changes: reduction >1%: dehydration; increase >1%: overhydration; changes
<1%: normal hydration) in relation to fluid consumption (Table V).
Iperidratati al basale (4 soggetti):
—  2 soggetti (50% del gruppo iperidratato)
hanno perso oltre l’1% del proprio peso;
—  2 soggetti (50% del gruppo iperidratato)
hanno mantenuto lo stesso peso;
Variazione ponderale peso in relazione al consumo di liquidi (senza considerare lo stato di idratazione pre-esercizio) (Table IV):
—  Tutti i soggetti che non hanno consumato
liquidi durante l’esercizio fisico hanno perso peso;
—  55 dei 95 soggetti che hanno consumato liquidi hanno peso perso;
—  18 dei 95 soggetti che hanno consumato liquidi hanno mantenuto lo stesso peso;
—  22 dei 95 soggetti che hanno consumato liquidi hanno guadagnato perso;
Stato di idratazione postesercizio (valutato in
termini di variazioni ponderali: riduzione >1%:
disidratazione, aumento>1%: iperidratazione,
variazioni <1%: idratazione normale) in relazione al consumo di liquidi (Tabella V).
—  Soggetti che hanno consumato liquidi durante l’esercizio
− 17/95 sono risultati disidratati;
− 75/95 sono risultati euidratati;
− 3/95 sono risultati iperidratati.
—  Soggetti che non hanno consumato liquidi
durante l’esercizio fisico:
Table IV.—Number of subjects with different weight (Wt) changes in relation to fluid consumption during
the training session.
Tabella IV. — Numero di soggetti con diverse variazioni di peso (Wt) in relazione al consumo di liquidi durante la sessione di allenamento.
Fluid consumption
Wt
Wt
Wt
Wt
changes
unchanged
decreased
increased
Total
Total
Yes
No
18
55
22
0
53
0
18
108
22
95
53
148
Table V.—Number of subjects with different postexercise hydration status in relation to fluid consumption
during the training session.
Tabella V. — Numero di soggetti con stato di idratazione differente postesercizio in relazione al consumo di
liquidi durante la sessione di allenamento.
Fluid consumption
Total
Yes
No
Post-exercise hydration*
Euhydrated
Dehydrated
Overhydrated
75
17
3
39
14
0
114
31
3
Total
95
53
148
* Based on weight changes: changes <1% = euhydrated. Decreases >1% = dehydrated. Increases >1% = overhydrated.
538
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
SPONSIELLO
Table VI.—Sweat test results in comparison with reference data.
Tabella VI. — Risultati del test del sudore in confronto con i dati di riferimento.
Sweat Na+
Sweat Na+ reference values
110.7 ± 26.0 mEq/L
2546 ± 599 mg/L
26-43 mEq/L
598-989 mg/L
Sweat K+
Sweat K+ reference values
6.9±2.0 mEq/L
272±78 mg/L
4-6 mEq/L
156-235 mg/L
Data are presented as Average±Standard Deviation
—— Subjects who consumed fluid during exercise:
−− 17/95 resulted dehydrated;
−− 75/95 resulted euhydrated;
−− 3/95 resulted overhydrated.
—— Subjects who did not consume fluid during exercise
−− 14/53 resulted dehydrated;
−− 39/53 resulted normally hydrated.
Sweat test
Twenty subjects from our sample underwent
the Sweat test. We had to eliminate 8 of these
tests because the relative patches were not preserved well enough after the training session.
We can extrapolate the following data from
the 12 available tests: (Table VI);
—— the average Na concentration in sweat
was 110.7±26.0 mEq/L (2546±599 mg/L);
—— the average K concentration in sweat was
6.9±2.0 mEq/L (272±78 mg/L).
Discussion
Dehydration is widespread among Fitness
practitioners 14 and athletes 14, 21, 22 because of their
improper hydration conduct, which is closely related to their lack of information about the impact
of dehydration on health and performance.
Our survey confirmed that, even though
trained subjects are usually healthier than sedentary people, they do not pay enough attention to their hydration status.
Most fluid loss athletes undergo during exercise occurs as a result of the body’s thermoregulatory responses. This includes sweating, which
causes hypertonic dehydration if losses are not
replaced with adequate fluid intake. In hypertonic dehydration, plasma volume decreases (as
it is the source of water for the sweat) and its
osmolality increases because sweat is usually
more hypotonic than plasma.23
Urine shows acute changes in volume (Uvol),
colour (Ucol), specific gravity (Usg), osmolality
Vol. 66 - No. 4
− 14/53 sono risultati disidratati;
− 39/53 sono risultati normalmente idratati.
Test del sudore
Venti soggetti del nostro campione sono stati
sottoposti al test del sudore. Abbiamo dovuto eliminare 8 di questi test perché i relativi cerotti non
si erano conservati bene dopo la sessione di allenamento.
Siamo in grado di estrapolare i seguenti dati dei
12 test disponibili (Tabella VI):
—  la concentrazione media di Na nel sudore
era 110,7 ± 26,0 mEq/L (2546 ± 599 mg/L)
—  la concentrazione media di K nel sudore
era 6,9 ± 2,0 mEq/L (272 ± 78 mg/L)
Discussione
La disidratazione è molto diffusa tra i praticanti 14 e gli atleti 14, 21, 22 di fitness a causa del
comportamento inadeguato in materia di idratazione, che è strettamente legato alla mancanza di
informazioni in merito all’impatto della disidratazione sulla salute e sulle prestazioni.
La nostra indagine ha confermato che, sebbene i soggetti allenati siano generalmente più sani
delle persone sedentarie, non prestano sufficiente
attenzione al proprio stato di idratazione.
La maggior perdita di liquidi che gli atleti subiscono durante l’esercizio fisico si verifica come
conseguenza delle risposte termoregolatorie del
corpo. Ciò include la sudorazione, che provoca la
disidratazione ipertonica se le perdite non vengono compensate con un adeguato apporto di liquidi. Nella disidratazione ipertonica, il volume plasmatico diminuisce (siccome è la fonte di acqua
per il sudore) e aumenta la sua osmolarità perché
il sudore è di solito più ipotonico del plasma 23.
L’urina mostra cambiamenti acuti di volume
(Uvol), colore (Ucol), peso specifico (Usg), osmolalità
(Uosm) e conduttanza (Ucon). In condizioni normali, il volume di urina medio è di 1,5-2,5 l/giorno ed è caratterizzato da peso specifico ≤1.020,
osmolarità <500 mOsm/L e da un colore da giallo
chiaro a paglierino 24.
MEDICINA DELLO SPORT
539
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
(Uosm) and conductance (Ucon). Under normal
conditions, urine volume averages 1.5–2.5 L/
day and is characterized by specific gravity
≤1.020, osmolality <500 mOsm/L, and a pale to
light yellow (straw) color.24
We decided to use Usg as a marker of basal hydration status (density of a urine sample
compared with the density of water). The specific gravity of the sample depends on its osmolality, its concentration of urea, glucose and
protein, and it tends to increase in hypertonic
dehydration conditions.15
Several inexpensive methods exist for monitoring urine specific gravity, including hygrometry, refractometry and reagent strips. We used
Combur® Test that is classified as reagent strips.
To assess postexercise hydration status we
weighed subjects before and after exercise because changes in weight after a training session
provide the simplest and most accurate index of
hydration status when serial measurements are
collected in close proximity.17
79% of the total sample (108/148) lost weight
and 21% (31/148) lost more than 1% of their
weight (Figure 3). Losses greater than 1% could
not be considered as part of the normal fluctuation which occurs during the course of the day.25
Usg values showed that 58% (86/148) of the
subjects was dehydrated at baseline (Usg>1.021)
(Figure 1); 73% of them (63/86) lost weight and
20% (17/86) lost more than 1% of their body
weight after the training session (Table III), so
they were classified as dehydrated according to
the weight change evaluation too. This negative
result probably depends on improper hydration
conduct: 41% of dehydrated subjects at baseline (35/86) did not consume any fluid during
the training session (Table II) and we have to
consider that among subjects who consumed
fluids only a little percentage consumed more
than 500 ml (the amount of water that could
counterbalance sweat rates, which range from
0.3 to 2.4 L/h 32) (Figure 2).
Consistently with the previous hypothesis,
we found a lower percentage of subjects who
did not consume any fluid during exercise in
subjects who were normally hydrated at baseline (31%=18/58) (Table II). This did not prevent
74% (43/58) of the subjects normally hydrated
at baseline from losing weight after exercise
and 21% (12/58) from losing more than 1% (Table III). So we can hypothesise that most of the
subjects who consumed fluid did not actually
consume enough.
It is important to note that only three subjects
540
Abbiamo deciso di usare l’Usg come marcatore
dello stato di idratazione basale (densità di un
campione di urina rispetto alla densità dell’acqua). Il peso specifico del campione dipende dalla
sua osmolarità, dalla sua concentrazione di urea,
glucosio e proteine e tende ad aumentare in condizioni di disidratazione ipertonica 15.
Esistono diversi metodi poco costosi per il monitoraggio del peso specifico delle urine, compresa igrometria, rifrattometria e strisce reagenti.
Abbiamo usato il Combur ® Test che è classificato
come metodo a strisce reagenti.
Per valutare lo stato di idratazione post-esercizio abbiamo pesato i soggetti prima e dopo l’allenamento, perché i cambiamenti ponderali dopo
una sessione di allenamento forniscono l’indice
più semplice e accurato dello stato di idratazione,
quando le misurazioni seriali sono ravvicinate 17.
Il 79% del campione totale (108/148) ha perso peso e il 21% (31/148) ha perso oltre l’1% del
proprio peso (Figura 3). Le perdite superiori all’1%
non potevano essere considerate parte della normale fluttuazione che si verifica durante il corso
del giorno 25.
I valori di Usg hanno dimostrato che il 58%
(86/148) dei soggetti era disidratato al basale
(Usg>1.021) (Figura 1), il 73% (63/86) ha perso
peso e il 20% (17/86) ha perso oltre l’1% del peso
corporeo dopo la sessione di allenamento (Tabella
III), quindi i soggetti sono stati classificati come
disidratati anche in base alla valutazione della
variazione ponderale. Questo risultato negativo
dipende probabilmente dalla condotta inadeguata di idratazione: il 41% dei soggetti disidratati al
basale (35/86) non ha consumato alcun liquido
durante la sessione di allenamento (Tabella II) e
dobbiamo considerare che tra i soggetti che hanno
consumato liquidi, solo una piccola percentuale
ha consumato più di 500 ml (la quantità di acqua
che potrebbe compensare le percentuali di sudorazione, che vanno da 0,3 a 2,4 L/h32) (Figure 2).
Coerentemente con l’ipotesi precedente, abbiamo rilevato una minore percentuale di individui
che non ha consumato alcun liquido durante
l’esercizio fisico nei soggetti normalmente idratati
al basale (31%=18/58) (Tabella II). Ciò non ha impedito che il 74% (43/58) dei soggetti normalmente idratati al basale perdesse peso dopo l’esercizio e
che il 21% (12/58) ne perdesse oltre l’1% (Tabella
III). Quindi possiamo ipotizzare che la maggior
parte dei soggetti che ha consumato liquidi non ne
abbia effettivamente consumati abbastanza.
È importante notare che solo tre soggetti hanno
guadagnato più dell’1% del loro peso e sono stati
classificati come iperidratati dopo l’esercizio (Tabella V); ciò può essere dovuto alla maggiore assun-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
gained more than 1% of their weight, and were
classified as overhydrated after exercise (Table
V); this may be because of their higher fluid intake (>500 mL). This should also be considered
as a problem, because overhydration could increase the risk of hyponatriemia.
This emphasizes the importance of proper
hydration, which does not mean drinking as
much as we can, but drinking the amount we
need to replace what we use. Therefore, anyone who decides to start practicing physical activity that involves abundant sweating should
seek advice from experts of sport nutrition.
People do not only lose water through sweat,
they also lose minerals. This process is closely
related to the environmental conditions, individual differences in sweat rate and adaptations
to heat.26
We therefore decided to perform the “Sweat
Test” on 20 fitness athletes of the panel who
performed above-average to investigate Na+ and
K+ losses. We could not carry out the test on the
whole sample, so we chose 20 subjects who
had developed adaptations to physical exercise which make their thermoregulatory system
more efficient: they should start sweating earlier than average subjects and lose more water
and lower amounts of sodium.
Greater Na reabsorption occurs because of
increased levels of aldosterone. This could lead
to more consistent loss of K+.
Our analysis was based on only 12 of the
20 tests performed because the other 8 patches
were not preserved correctly after the training
session. It showed that, on average, our subjects lost a considerable amount of Na+, whereas they lost less K+. The Na+ losses are much
higher in our fitness athletes than sweat Na+ reference values.27
K concentration in sweat is much lower than
Na concentration, but in any case, it exceeds its
normal reference limits (Table VI).27
Finally, we can say that subjects who underwent the Sweat test lost a lot of Na and K, and
we can reasonably assume that the other subjects lost even more. When sodium and water
are lost together, the extracellular fluid volume
is depleted, which can cause decreased blood
volume, increased hematocrit, decreased blood
pressure, and muscle cramps. Other symptoms
include nausea and vomiting, dizziness, poor
memory and impaired concentration, somnolence, and muscle weakness. More seriously,
circulatory collapse and shock may occur.
Nowadays, there is no doubt that sodium and
Vol. 66 - No. 4
SPONSIELLO
zione di liquidi (>500 ml). Anche questo può essere
considerato un problema, perché l’iperidratazione
potrebbe aumentare il rischio di iponatremia.
Ciò sottolinea l’importanza di una corretta
idratazione, che non significa bere il più possibile,
bensì bere la quantità di cui abbiamo bisogno per
sostituire ciò che utilizziamo. Pertanto, chi decide
di iniziare a praticare attività fisica che implichi
abbondante sudorazione dovrebbe rivolgersi a
esperti in nutrizione sportiva.
Le persone non perdono solo acqua attraverso il
sudore, perdono anche minerali. Questo processo
è strettamente correlato alle condizioni ambientali, alle differenze individuali di percentuale di
sudorazione e all’adattamento al calore 26.
Abbiamo quindi deciso di eseguire il “test del
sudore” su 20 atleti di fitness del gruppo con prestazioni al di sopra della media per studiare la
perdita di Na+ e K+. Non potevamo eseguire il test
sul campione intero, così abbiamo scelto 20 soggetti che avevano sviluppato adattamenti all’esercizio fisico che rendevano più efficiente il loro sistema di termoregolazione: dovevano iniziare a
sudare prima dei soggetti medi e perdere più acqua e minori quantità di sodio.
Il maggiore riassorbimento di Na si verifica a
causa dell’aumento dei livelli di aldosterone. Questo potrebbe portare a perdita più consistente di K+.
La nostra analisi si è basata solo su 12 dei 20
test effettuati perché gli altri 8 cerotti non si erano
conservati correttamente dopo la sessione di allenamento. L’analisi ha dimostrato che, in media, i
nostri soggetti hanno perso una notevole quantità
di Na+, mentre hanno perso meno K+. Le perdite
di Na+ sono molto più elevate nei nostri atleti di
fitness rispetto ai valori di riferimento Na+ 27.
La concentrazione di K nel sudore è molto più
bassa della concentrazione di Na, ma in ogni caso,
supera i limiti di riferimento normali (Tabella VI) 27.
Infine, possiamo dire che i soggetti sottoposti al
test del sudore hanno perso molto Na e K e possiamo
ragionevolmente supporre che gli altri soggetti ne abbiano perso ancora di più. Quando sodio e acqua si
perdono insieme, il volume del liquido extracellulare
si esaurisce e ciò può causare diminuzione del volume ematico, aumento dell’ematocrito, diminuzione
della pressione sanguigna e crampi muscolari. Altri
sintomi includono nausea e vomito, vertigini, scarsa memoria e concentrazione alterata, sonnolenza
e debolezza muscolare. Più gravemente, possono verificarsi shock e collasso circolatorio.
Attualmente, non c’è dubbio che il sodio e gli
altri elettroliti persi con la sudorazione necessitino
di essere recuperati rapidamente e che sia meglio
scegliere bevande sportive piuttosto che acqua o
altri liquidi 28.
MEDICINA DELLO SPORT
541
SPONSIELLO
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
other electrolytes lost through sweating need
to be recovered quickly, and that it is better to
choose sports drinks than water or any other
fluid.28
Despite the availability of sports drinks, most
of the subjects in our survey chose water. We
can rule out the chance that this choice might
have depended on the quality of water or on
economic reason because the subjects were
varied and distributed over a large area. We
think that the subjects of our study chose water
because of misinformation.
This should encourage sports professionals to stress the importance of choosing drinks
with sufficient amounts of Na+ before, during
and after physical activity, to replenish the fundamental salt that is lost through sweat.
Nowadays, physicians often advise a low Na+
diet and low Na+ water because Na+ excess is
more common than Na+ deficiency. However,
they should consider the fact that athletes need
to consume more than the average amount of
this substance.
Nonostante la disponibilità di bevande sportive,
la maggior parte dei soggetti della nostra indagine
ha scelto l’acqua. Possiamo escludere la possibilità che questa scelta possa dipendere dalla qualità
dell’acqua o da motivi economici, perché i soggetti
erano diversi e distribuiti su una vasta area. Riteniamo che i soggetti del nostro studio abbiano
scelto l’acqua per motivi di disinformazione.
Questo dovrebbe incoraggiare i professionisti
sportivi a sottolineare l’importanza di scegliere bevande con una quantità sufficiente di Na+ prima,
durante e dopo l’attività fisica, per ricostituire i
sali fondamentali che si perdono attraverso la sudorazione.
Oggi i medici spesso consigliano una dieta a
basso contenuto di Na+ e a basso contenuto di acqua, perché l’eccesso di Na+ è più comune della
carenza di Na+. Tuttavia, si dovrebbe prendere in
considerazione il fatto che gli atleti hanno bisogno
di consumare più della quantità media di questa
sostanza.
Conclusions
Promuovere lo sport come modo per prevenire
o migliorare alcune malattie deve includere informazioni sulle modalità di comportamento. L’idratazione è certamente uno degli aspetti più importanti da esaminare. La nostra indagine dimostra
che una grande percentuale di atleti di fitness non
presta sufficiente attenzione a questo aspetto e di
conseguenza deve lottare contro un maggior senso
di sposatezza e prestazioni di basso livello 8, 28. Di
conseguenza, l’esercizio fisico diventa meno efficace.
L’opinione pubblica senza dubbio ha bisogno
di ulteriori informazioni su sport e fitness. Allenatori, preparatori ed educatori sportivi dovrebbero
sottolineare l’importanza dell’attività fisica, ma
dovrebbero anche insegnare ad atleti ed amatori
che allenarsi in modo errato (ad esempio, consumando insufficiente quantità di liquidi o scegliendo le bevande sbagliate) può compromettere tutti
i suoi effetti positivi sulla salute e potrebbe anche
causare danni.
Le persone devono essere in grado di fidarsi degli esperti di nutrizione sportiva per ricevere preziose informazioni rivolte a migliorare le loro prestazioni e soprattutto a rimanere in buona salute.
Un’efficiente prestazione fisica è importante,
perché è efficace. La disidratazione provoca maggiore affaticamento e quindi meno esercizio fisico
utile. Dare importanza all’idratazione osservata
durante l’attività fisica, comunemente si traduce
in salute.
Promoting sport as a way of preventing or
improving some diseases needs to include information on how to go about it. Hydration is
certainly one of the most important aspects to
examine. Our survey shows that a large percentage of fitness athletes do not pay enough
attention to this aspect and consequently have
to struggle with a greater sense of fatigue and a
lower level of performance.8, 28 As a result, exercise becomes less effective. The general public undoubtedly needs more information about
sports and fitness. Trainers, coaches and sport
educators should stress the importance of physical activity but they should also teach athletes
and amateurs that exercising incorrectly (such
as consuming insufficient amounts of fluid or
choosing the wrong drinks), could negate all its
positive effects on health and could even cause
damage.
People should be able to trust expert of sport
nutrition to obtained valuable information to
improve their performance, and above all to
stay healthy.
An efficient physical performance is important because it is effective. Dehydration causes
increased fatigue therefore less useful exercise.
Give importance to a hydration noticed, either
during physical activity, which commonly, results in health.
542
Conclusioni
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Experimental evaluation of the hydration status during fitness training
SPONSIELLO
Practical application
Applicazione pratica
Our survey shows that most fitness athletes
do not pay enough attention to their hydration
status. Sport and nutrition professionals should
stress the importance of hydration ����������
in improving fitness athletes’ performance and in reducing health risks. the results of this observational
study have made a clear situation on the levels of hydration of a group of athletes, taken
as a sample and reference for a population of
athletes. Data obtained are important in order
to propagate a correct practice of training that
makes use of sports drink for a healthy level of
hydration.
La nostra indagine dimostra che la maggior
parte degli atleti di fitness non presta sufficiente
attenzione al proprio stato di idratazione. I professionisti di sport e nutrizione devono sottolineare
l’importanza dell’idratazione nel miglioramento
delle prestazioni degli atleti di fitness e nella riduzione dei rischi per la salute. I risultati di questo
studio osservazionale hanno proposto una chiara
situazione dei livelli di idratazione di un gruppo
di atleti, presi come esempio e riferimento per una
popolazione di atleti. I dati ottenuti sono importanti per diffondere una corretta pratica di allenamento che utilizzi le bevande sportive per un sano
livello di idratazione.
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Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on March 7, 2013. - Accepted for publication on March 25, 2013.
Corresponding author: F. Marzatico, Via Ferrata 9, 27100 Pavia, Italy. E-mail: [email protected]; [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
543

MED SPORT 2013;66:545-53
Effects of a mat pilates program
on flexibility in elderly women
Effetti di un programma di pilates con materassino
sulla flessibilità in donne in età avanzata
M. FOURIE 1, G. M. GILDENHUYS 2, I. SHAW 3, B. S. SHAW 4, A. L. TORIOLA 5, D. T. GOON 66
1Entheos
Christian School, The Reeds, Centurion, Republic of South Africa
2Karl Storz Endoscopy,(, Roggebaai, Republic of South Africa
3Office of the Deputy Pro Vice-Chancellor: Research, Monash South Africa, Ruimsig,
Republic of South Africa
4Department of Sport and Movement Studies, University of Johannesburg, Auckland Park, Johannesburg,
Republic of South Africa
5Department of Sport, Rehabilitation and Dental Sciences, Tshwane University of Technology, Pretoria,
Gauteng, Republic of South Africa
6Centre for Biokinetics, Recreation and Sports Science, University of Venda, Thohoyandou, Limpopo,
Republic of South Africa
SUMMARY
Aim. Flexibility, described the range of motion (ROM) of single or multiple joints, has greatly to do with dependency
and independency especially for the frail elderly, as even simple tasks like bathing require a great deal of range of
motion. As such, even the slightest loss of natural flexibility can affect quality of life. Pilates has been shown to effectively improve flexibility. However, little is known about the effects of Pilates in the elderly, therefore creating an
opportunity to investigate the effects of Pilates on flexibility in the elderly. The present study was thus conducted to
determine the effects of mat Pilates on flexibility in elderly women.
Methods. Fifty sedentary, apparently healthy females aged 60 years and older were randomly assigned to a nonexercising control (CG, N.=25) or exercising intervention (IG, N.=25) group. The IG took part in an eight-week progressive mat Pilates exercise program, three times weekly while the CG did not take part in any structured exercises
throughout the eight-week period. All subjects underwent pre- and post-test in which flexibility of the shoulder, hip
and knee were assessed.
Results. The eight-weeks of mats Pilates program demonstrated a significant (P≤0.05) improvements in shoulder flexion (from 152.84±21.32 degrees to 179.60±10.53 degrees; P=0.000) and hip flexion (from 74.36±13.07 degrees to
82.60±16.40 degrees; P=0.002), but not shoulder extension (from 54.80±24.03 to 61.20±9.99 P=0.184) or knee
flexion (from 79.20±10.48 degrees to 82.60±16.40 degrees; P=0.371).
Conclusion. An eight-week mat Pilates exercise program is only moderately successful at improving general flexibility
in elderly women.
Key words: Aged - Exercise - Range of motion - Women.
RIASSUNTO
Obiettivo. La flessibilità, descritta come l’ampiezza di movimento (ROM) di una o più articolazioni, è strettamente
correlata alla dipendenza e all’indipendenza dagli altri, soprattutto per le persone fragili in età avanzata, poiché anche
semplici operazioni come fare il bagno richiedono una notevole ampiezza di movimento. Pertanto, anche la più lieve
perdita di flessibilità naturale può compromettere la qualità della vita. Il pilates si è dimostrato in grado di migliorare
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
545
FOURIE
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
efficacemente la flessibilità. Tuttavia, si hanno poche informazioni sugli effetti del pilates nelle persone in età avanzata
e ciò fornisce quindi l’opportunità di studiare gli effetti del pilates sulla flessibilità delle persone in età avanzata. Il
presente studio è stato pertanto concepito per determinare gli effetti del pilates sulla flessibilità delle donne in età
avanzata.
Metodi. Cinquanta donne sedentarie e apparentemente sane di età pari o superiore a 60 anni sono state assegnate
in maniera casuale a un gruppo di controllo che non ha svolto alcun esercizio fisico (GC, N.=25) e a un gruppo di
intervento che ha svolto esercizi fisici di pilates (GI, N.=25). Il gruppo di intervento ha preso parte a un programma
di esercizio fisico progressivo di otto settimane, costituito da esercizi di pilates con materassino svolti tre volte alla
settimana, mentre il gruppo di controllo non ha svolto alcun esercizio fisico strutturato per l’intero periodo di otto
settimane. Tutti i soggetti sono stati sottoposti a pre- e post-test nei quali è stata valutata la flessibilità di spalla, anca
e ginocchia.
Risultati. Il programma di otto settimane di pilates con materassino ha mostrato significativi miglioramenti (P≤0,05)
nella flessione della spalla (da 152,84±21,32 gradi a 179,60±10,53 gradi; P=0,000) e nella flessione dell’anca (da
74,36±13,07 gradi a 82,60±16,40 gradi; P=0,002), ma non nell’estensione della spalla (da 54,80±24,03 a 61,20±9,99
P=0,184) o nella flessione del ginocchio (da 79,20±10,48 gradi a 82,60±16,40 gradi; P=0,371).
Conclusioni. Il programma di esercizi fisici di pilates con materassino della durata di otto settimane ha mostrato solo
una moderata efficacia nel migliorare la flessibilità generale delle donne in età avanzata.
Parole chiave: Età avanzata - Esercizio fisico - Ampiezza di movimento - Donne.
F
lexibility is an important component of
many physical movements and describes
the range of motion (ROM) of single or multiple joints.1 Flexibility has greatly to do with dependency and independency especially for the
frail elderly, as even simple tasks like bathing
require a great deal of range of motion. Being
able to walk is one of the physical capabilities
that serve as a basis of daily living among elderly. Loss of this ability leads to uneasiness in
daily living, restriction of behaviour range and
less social contact with the community, as well
as failure of independency.2
In general, the effect of ageing on ROM differences are small, but even the slightest loss of
natural flexibility can affect quality of life.3 Inflexible and elderly individuals have increased
muscle stiffness and also a lower stretch tolerance compared to individuals with normal flexibility.4 In some cases, possible decrements of
flexibility with increasing age is possibly due to
fibrosis due to inactivity and a tendency to use
less of the available ROM during movement.5
The nervous system also has a dramatic effect
on fitness flexibility, due to control of bodily
muscles and thus, the ability to relax and allow
for more ease of movement. However, multidimensional mechanisms of musculoskeletal
and soft-tissue modifications related to ageing
processes contribute to significant decrements
in neuromuscular function and joint ROM.1
According to Holland et al.,1 the degenerative
ageing changes in flexibility are also worsened
by the increased incidence of osteoporosis, osteoarthritis and arthrosclerosis. As mentioned,
546
L
a flessibilità è una componente importante di
numerosi movimenti fisici e descrive l’ampiezza
di movimento (ROM) di una singola articolazione
o di un gruppo di articolazioni 1. La flessibilità è
strettamente associata alla dipendenza e all’indipendenza dagli altri, soprattutto per le persone fragili in età avanzata, poiché anche semplici operazioni come fare il bagno richiedono una notevole
ampiezza di movimento. Essere in grado di camminare è una delle capacità fisiche basilari per la
vita quotidiana delle persone in età avanzata. La
perdita di tale capacità comporta disagi nella vita
di tutti i giorni, dalla limitazione delle attività a
un minore contatto sociale con la comunità, oltre
che alla perdita dell’indipendenza dagli altri 2.
In generale, l’effetto dell’invecchiamento sulle
differenze di ROM è limitato, ma anche la più lieve
perdita di flessibilità naturale può influenzare la
qualità della vita 3. Gli individui in età avanzata dotati di una scarsa flessibilità presentano una
maggiore rigidità muscolare e anche una minore
tolleranza agli stiramenti rispetto agli individui
dotati di una flessibilità normale 4. In alcuni casi,
le possibili riduzioni nella flessibilità che si osservano con l’aumentare dell’età possono essere causate
dalla fibrosi dovuta all’inattività e alla tendenza a
utilizzare una minore quantità di ROM disponibile durante i movimenti 5. Anche il sistema nervoso
esercita un notevole effetto sul fitness e sulla flessibilità, a causa del controllo dei muscoli corporei e
quindi della capacità di rilassarsi e consentire una
maggiore facilità di movimento. Tuttavia, i meccanismi multidimensionali di modifica dei tessuti molli e muscolo-scheletrici associati ai processi
di invecchiamento contribuiscono a significative
riduzioni della funzionalità neuromuscolare e
della ROM articolare 1. Secondo Holland et al.1,
le alterazioni degenerative della flessibilità dovute
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
FOURIE
decrements in flexibility in the elderly can occur
due to inactivity and the tendency to use less of
the available ROM during movement. However,
just as elderly can improve strength, improvements of flexibility can occur with proper exercises.5 It is suggested that ending an exercise
session with flexibility exercises is an effective
method to improve ROM 5,6 and stability in the
elderly where improved ROM in turn can guarantee a lower risk of muscle strain injuries.7
As the loss of flexibility in the elderly greatly
affects an individual’s quality of life, the need
for appropriate modes of exercises to improve
ROM in the elderly exist. Pilates has been shown
to effectively improve flexibility.8-11 However,
little is known about the effects of Pilates in
the elderly, therefore creating an opportunity to
investigate the effects of Pilates on flexibility in
the elderly.
Materials and methods
Subjects
A sample of 50 elderly female subjects (≥60
years of age), selected from caring facilities
within Pretoria, Gauteng Province, South Africa
were randomly assigned into one of two groups
using a random numbers table; with 25 subjects
undergoing an eight-week mat Pilates program
(IG), while the other 25 subjects participated
as a non-exercising control group (CG). Women were chosen for inclusion in the present
study since females tend to be more flexible
than males due to higher levels of estrogen,
which promotes muscle lengthening and joint
laxity. Further, it is important for strength and
conditioning professionals to be aware of the
increasing incidence of gender-specific injuries,
such as in the knee, and develop appropriately
directed programs as in the case of the present
study. The research protocol was approved by
the Institutional Review Boards of the Tshwane
University of Technology, Pretoria, South Africa
and was endorsed by the International Physical
Activity Projects (IPAP). Permission to conduct
the study at the caring facilities was obtained
from the relevant care facilities and all subjects signed a written informed consent form
indicating all the advantages and risks involved
of participation in the study. All subjects were
required to obtain medical clearance prior to
commencement of pre-testing procedures. Both
groups took part in identical pre- and post-tests.
Vol. 66 - No. 4
all’invecchiamento sono accentuate anche dalla
maggiore incidenza di osteoporosi, osteoartrosi
e arteriosclerosi. Come menzionato, le riduzioni
nella flessibilità delle persone in età avanzata possono verificarsi a causa dell’inattività e della tendenza a utilizzare una parte minore della ROM
disponibile durante il movimento. Tuttavia, allo
stesso modo in cui le persone in età avanzata possono migliorare la forza, possono essere raggiunti
anche miglioramenti nella flessibilità con esercizi fisici adeguati 5. È stato suggerito che terminare una sessione di esercizi fisici con esercizi per
la flessibilità è un metodo efficace per migliorare
la ROM5 e la stabilità di persone in età avanzata, nelle quali il miglioramento della ROM può a
sua volta garantire un minore rischio di lesioni da
strappi muscolari 7.
Poiché la perdita di flessibilità nelle persone in
età avanzata influisce in maniera notevole sulla
qualità della vita di un soggetto, esiste la necessità di individuare modalità adeguate di esercizio
fisico per migliorare la ROM delle persone in età
avanzata. Il pilates si è dimostrato in grado di migliorare efficacemente la flessibilità 8-11. Tuttavia,
si hanno poche informazioni sugli effetti del pilates
nelle persone in età avanzata, e ciò fornisce quindi
l’opportunità di studiare gli effetti del pilates sulla
flessibilità delle persone in età avanzata.
Materiali e metodi
Soggetti
Un campione di 50 soggetti di sesso femminile in
età avanzata (≥60 anni di età) è stato selezionato
presso strutture di assistenza sanitaria a Pretoria,
nella provincia sudafricana di Gauteng; i soggetti
sono stati assegnati a uno di due gruppi utilizzando una tabella a numerazione casuale; 25 soggetti
hanno seguito un programma di pilates con materassino per otto settimane (GI), mentre gli altri
25 soggetti hanno formato un gruppo di controllo
che non ha svolto alcuna attività fisica (GC). Per
il presente studio è stata scelta una popolazione
femminile perché le donne tendono a essere più
flessibili rispetto agli uomini, grazie ai maggiori
livelli di estrogeno, che promuove l’allungamento muscolare e la lassità articolare. Inoltre, è importante che i professionisti in materia di sviluppo
della forza muscolare e condizionamento fisico
siano consapevoli della crescente incidenza degli
infortuni specifici di genere, come quelli del ginocchio, e che sviluppino programmi adeguatamente
mirati come nel caso del presente studio. Il protocollo di ricerca è stato approvato dal Comitato etico dell’Università della tecnologia di Tshwane, a
Pretoria, Sud Africa, ed è stato sostenuto dallo International Physical Activity Projects (IPAP). Il permesso di condurre lo studio presso le strutture di
assistenza sanitaria è stato ottenuto dalle relative
MEDICINA DELLO SPORT
547
FOURIE
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
Subject demographics at baseline are shown in
Table I.
Physical evaluation
For descriptive purposes and to control for the
effect of significant extremes in body composition, anthropometric measurements were taken
at baseline. With subjects dressed in a standard
T-shirts and shorts, stature���������������������
was measured in centimetres (cm) to the nearest 0.5 cm via a standard
wall-mounted stadiometer and body mass was
measured in kilograms (kg) to the nearest 0.1 kg
on a calibrated digital medical scale (Seca 843,
Switzerland). Body mass index (BMI) was calculated by body mass divided by stature squared
(weight/height²), expressed in kilograms per
square meter (kg.m-2). Sum of skinfolds was calculated by adding triceps, biceps, subscapular,
iliac crest, supraspinale, abdominal, front thigh
and medial calf skinfolds. Body fat percentage
was calculated using the equations of Durnin et
al.12 to determine body density and then substituted into the equation of Siri 13 to calculate
body fat percentage. Fat mass was calculated by
multiplying body mass by fat percentage which
was divided by 100. [Body mass x (Fat percentage/100]). Lean body mass was calculated by
subtracting body mass by fat mass. [body mass
(kilograms)–fat mass (kilograms)].
All subjects were required to undergo flexibility testing prior to and at completion of the
eight-week treatment period. Flexibility was
measured via a gravity based Leighton Flexometer (Leighton Flexometer. 3118 E Chaser lane
Spokane, WA99223 U.S.). Each subject had to
lie in a supine position while flexibility of the
shoulder, hip and knee were measured. The
flexometer consisted of a gravity needle and a
strap that was placed around the tested limb
(shoulder, hip and/or knee). As each tested limb
was being flexed and extended to maximum,
the gravity needle also moved in accordance to
the tested limbs movement. The change in angle on the flexometer was then recorded as the
flexibility of the tested limb or area. Since the
evaluation of flexibility requires experience and
judgment for consistent results and to ensure
consistency, the same technician administered
all flexibility tests.
Training protocols
Mat Pilates exercises and exercise prescription variables were determined in accordance
548
strutture e tutti i soggetti hanno firmato un modulo
di consenso informato scritto indicante tutti i rischi e i benefici derivanti dalla partecipazione allo
studio. Tutti i soggetti dovevano ricevere l’autorizzazione medica prima di cominciare le procedure
di pre-test. Entrambi i gruppi hanno preso parte a
pre-test e post-test identici. I dati demografici basali
dei soggetti sono mostrati nella Tabella I.
Valutazione fisica
A fini descrittivi e per controllare l’effetto degli
estremi significativi nella composizione corporea,
le misure antropometriche sono state registrate al
baseline. Con i soggetti vestiti di pantaloncini e Tshirt classici, la statura è stata misurata in centimetri (cm) con una precisione di 0,5 cm mediante
uno statimetro a muro mentre la massa corporea
è stata misurata in chilogrammi (kg) con approssimazione di 0,1 kg su una bilancia medica digitale
calibrata (Seca 843, Svizzera). L’indice di massa
corporea (IMC) è stato calcolato mediante la massa corporea divisa per l’altezza al quadrato (peso
corporeo/altezza2) ed espresso in chilogrammi al
metro quadro (kg.m-2). La somma delle pliche cutanee è stata calcolata aggiungendo le pliche cutanee tricipitale, sottoscapolare, bicipitale, della
cresta iliaca, sovraspinale, addominale, anteriore
della coscia e mediale del polpaccio. La percentuale di grasso corporeo è stata calcolata utilizzando
le equazioni di Durnin et al.12 per determinare
la densità corporea e successivamente sostituita
nell’equazione di Siri 13 per calcolare la percentuale di grasso corporeo. La massa grassa è stata
calcolata moltiplicando la massa corporea per la
percentuale di grasso che è stata divisa per 100.
(Massa corporea x [percentuale di grasso/100]) La
massa magra è stata calcolata sottraendo la massa corporea dalla massa grassa. (massa corporea
[chilogrammi] – massa grassa [chilogrammi]).
A tutti i soggetti è stato chiesto di sottoporsi a
prove di flessibilità prima e dopo il completamento del periodo di trattamento di otto settimane. La
flessibilità è stata misurata attraverso un flessimetro a gravità Leighton (Leighton Flexometer. 3118
E Chaser lane Spokane, WA99223 Stati Uniti).
Ciascun soggetto si è disteso in posizione supina e
gli è stata misurata la flessibilità di spalla, anca e
ginocchio. Il flessimetro era composto da un ago a
gravità e da una cinghia collocata intorno all’arto da valutare (spalla, anca e/o ginocchio). Poiché ciascun arto testato è stato flesso ed esteso al
massimo, anche l’ago a gravità si è mosso secondo
con il movimento dell’arto testato. Il cambiamento
di angolo sul flessimetro è stato quindi registrato
come la flessibilità dell’arto o area testata. Poiché
la valutazione della flessibilità richiede esperienza e discernimento per ottenere risultati costanti e
garantire la coerenza, tutti i test di flessibilità sono
stati eseguiti dallo stesso tecnico.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
FOURIE
Protocolli di allenamento
with the guidelines of Worth Y 14 in order to
compile the supervised mat Pilates exercise
program with all sessions being conducted by
a qualified Pilates instructor. The periodized,
eight-week Pilates program consisted of three
non-consecutive sessions weekly each lasting
60 minutes in duration. Prior to commencement of the program, all��������������������
subjects in the intervention group were trained on how to
perform the Pilates exercises by a qualified
practitioner. For each of the exercises, subjects were firstly familiarized with the exercise
program and then provided with simple stepby-step written instructions an explanation of
the basics of mat Pilates and an explanation of
the neutral position of the spine and also the
correct breathing techniques to be used during Pilates. All sessions began with breathing,
followed by a flowing system from standing,
to sitting, to lying down exercises and ended
with the rest position.14 A non-exercising control group was implemented since the use of
a non-exercising control groups offers a comparison from baseline and not the effectiveness of two exercise programs since the effectiveness of Pilates in improving flexibility
is yet to be proved in its own right notwithstanding to an already proven method or even
a method which is not proven better than no
exercise at improving flexibility. Non-exercising control group subjects were instructed to
maintain their normal daily activities throughout the eight-week experimental period and
were phoned three times weekly to ensure
compliance.
Il programma supervisionato di esercizi di pilates con materassino e le variabili di prescrizione
degli esercizi sono stati determinati in armonia
con le linee guida di Worth Y 14 e tutte le sessioni sono state condotte da un istruttore di pilates
qualificato. Il programma di pilates da 8 settimane periodizzato consisteva di tre sessioni settimanali non consecutive della durata di 60 minuti ciascuna. Prima dell’inizio del programma,
tutti i soggetti del gruppo di intervento sono stati
istruiti su come effettuare gli esercizi di pilates da
un istruttore qualificato. Per ciascun esercizio, i
soggetti sono stati prima fatti familiarizzare con
il programma di allenamento e quindi sono state
fornite loro istruzioni graduali scritte con spiegazioni sulle basi del pilates e sulla posizione neutrale della colonna vertebrale, oltre alle tecniche
di respirazione corrette da utilizzare durante il
pilates. Tutte le sessioni hanno avuto inizio con la
respirazione, seguita da una serie di esercizi fluidi
in posizione eretta, da seduti e da distesi ed è terminato con la posizione di riposo 14. Al presente
studio ha preso parte anche un gruppo di controllo che non ha svolto esercizi fisici, perché l’utilizzo del gruppo di controllo offre un confronto dal
baseline e non un confronto dell’efficacia di due
programmi di esercizio, poiché l’efficacia del pilates nel migliorare la flessibilità deve ancora essere
dimostrata rispetto a un metodo già convalidato o
rispetto a un metodo che non si è dimostrato migliore dell’assenza di esercizio fisico nel migliorare
la flessibilità. I soggetti del gruppo di controllo che
non hanno svolto esercizi fisici sono stati istruiti a proseguire le loro normali attività quotidiane
per tutto il periodo sperimentale di otto settimane e
sono stati contattati telefonicamente tre volte alla
settimana per valutare la loro compliance.
Data analysis
Analisi dei dati
Statistical analysis consisted of basic statistics to determine pre- and post-test means and
standard deviations. A paired samples t-test was
used to determine if a significant change took
place in the measurements at post-test. Differences in measurements were compared using
a one-way analysis of variance (ANOVA) using a Dunnett T3 post-hoc analysis. Data was
analyzed using commercial software (Statistical
Package for Social Sciences (SPSS) Version 17,
Chicago, IL) and statistical significance set at
P≤0.05.
L’analisi statistica è consistita di un’analisi statistica di base che ha determinato le medie pre- e
post-test e le deviazioni standard. Un test t per dati
appaiati è stato utilizzato per determinare se si fosse verificata una variazione significativa nelle misurazioni post-test. Le differenze nelle misurazioni
sono state confrontate utilizzando un’analisi della
varianza a una via (ANOVA) e un’analisi post-hoc
T3 di Dunnet. I dati sono stati analizzati utilizzando un software disponibile in commercio (software
statistico per le scienze sociali, SPSS, versione 17,
Chicago, IL) mentre la significatività statistica è stata impostata a P≤0,05.
Results
Risultati
At pre-test, shoulder flexion (P=0.721), hip
flexion (P=0.993) and knee flexion (P=0.689))
Nel pre-test, la flessione della spalla (P=0,721),
la flessione dell’anca (P=0,993) e la flessione del gi-
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MEDICINA DELLO SPORT
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FOURIE
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
Table I.—Subjects demographic data.
Tabella I. — Dati demografici dei soggetti.
Variables
Age (years)
Body mass (kg)
Body mass index (kg.m-2)
Non-exercising control group (CG)
N.=25
Mat Pilates program group (IG)
N.=25
65.32±5.01
75.19±14.78
29.32±5.44
66.12±4.77
71.71±14.92
28.32±6.77
Values are means±standard deviation±SD; kg.m-2: kilograms per square meter
was homogeneous except for shoulder extension (P=0.022). No significant differences
was found in shoulder flexion (P=0.165), hip
flexion (P=0.583) and knee flexion (P=0.349)
from pre- to post-test in the CG. However,
shoulder extension did significantly (P=0.000)
increase from pre- to post-test in the CG. In
the IG, eight weeks of mat Pilates produced
significant increases in shoulder flexion (from
152.84±21.32 degrees to 179.60±10.53 degrees;
P=0.000) and hip flexion (from 74.36±13.07
degrees to 82.60±16.40 degrees; P=0.002), but
not shoulder extension (from 54.80±24.03 to
61.20±9.99 P=0.184) or knee flexion (from
79.20±10.48 degrees to 82.60±16.40 degrees;
P=0.371) (Table II).
Discussion
Results obtained from the present study
indicate that eight-weeks of mat Pilates produced improvements in both shoulder- and
hip-flexion, but not shoulder extension or
knee flexion. Despite the varied results, these
findings are of particular importance as increments in flexibility, especially of the hip joint,
induce improvement of walking economy in
the elderly.2
Several studies 8-11 have supported the improvements in muscular strength following a
period of Pilates. These studies differ in duration, ranging from five-weeks to six-months,
where sit-and-reach was the most common
method for determining flexibility. In this regard, following 12 weeks of Pilates training in
middle-aged individuals,8 found a significant
improvement at post-test in two different hamstring flexibility measurements performed. In
the sit-and-reach test of Kloubec JA,8 improvements in flexibility occurred from 30.68±10.14
centimeters to 33.41±8.86 centimeters, where
the supine hamstring flexion test also indicated a significant improvement in both left and
right hamstring flexibility from 88.41±13.20 de-
550
nocchio (P=0,689) erano omogenee, fatta eccezione per l’estensione della spalla (P=0,022). Non sono
state osservate differenze significative nella flessione della spalla (P=0,165), nella flessione dell’anca
(P=0,583) e nella flessione del ginocchio (P=0,349)
dal livello pre-test al livello post-test nel GC. Tuttavia,
l’estensione della spalla è aumentata in maniera
significativa (P=0,000) dal livello pre-test al livello
post-test nel GC. Nel GI, otto settimane di pilates con
materassino hanno prodotto aumenti significativi
nella flessione della spalla (da 152,84±21,32 gradi
a 179,60±10,53 gradi; P=0,000) e nella flessione
dell’anca (da 74,36±13,07 gradi a 82,60±16,40
gradi; P=0,002), ma non nell’estensione della spalla (da 54,80±24,03 a 61,20±9,99 P=0,184) o nella flessione del ginocchio (da 79,20±10,48 gradi a
82,60±16,40 gradi; P=0,371) (tabella II).
I valori sono presentati come medie±deviazione
standard±DS; *: Indica una differenza significativa dal livello pre-test al livello post-test (P≤0,05); °:
gradi; kg.m-2: chilogrammi per metro quadro; %:
percentuale.
Discussione
I risultati ottenuti dal presente studio indicano
che otto settimane di pilates con materassino hanno
prodotto miglioramenti nella flessione della spalla e
dell’anca, ma non hanno prodotto miglioramenti
nell’estensione della spalla o nella flessione del ginocchio. Nonostante i diversi risultati, tali riscontri
sono di particolare importanza poiché aumenti della flessibilità, soprattutto nell’articolazione dell’anca, favoriscono una riduzione dello sforzo necessario a camminare per le persone in età avanzata 2.
Numerosi studi 8-11 hanno confermato i miglioramenti nella forza muscolare conseguenti a un
periodo di pilates. Tali studi differiscono per durata, dalle cinque settimane ai sei mesi, dove il test
di flessione in avanti da seduti era il metodo più
comune per determinare la flessibilità. Al riguardo, in seguito a 12 settimane di allenamento di pilates in individui di mezza età 8, è stato osservato
un miglioramento significativo nel livello post-test
in due diverse misurazioni della flessibilità dei
muscoli ischiocrurali. Nel test di flessione in avanti da seduti di Kloubec JA 8, si sono verificati miglioramenti nella flessibilità da 30,68 centimetri a
33,41±8,86 centimetri, dove il test di flessione dei
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Dicembre 2013
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
FOURIE
grees to 99.09±8.57 degrees and 93.14±12.48
degrees to 102.41±10.45 degrees, respectively. Rogers et al. (2009) found significant improvements in both the sit-and-reach (from
50.6±5.1 centimetres to 47.2±7.6 centimetres)
and shoulder-reach (from 31.8±10.2 centimetres to 38.9±7.6 centimetres) tests, following
eight-weeks of Pilates training in adults. Segal
et al.10 also found significant improvements
in flexibility, following six-months of Pilates
training in adults older than 18 years of age.
Sekendiz et al.11 also utilized the sit-and-reach
test to indicate the significant improvements
(from 23.9±7.5 centimeters to 31.3±6.8 centimeters), following five weeks of Pilates training in sedentary adult woman.
Improvements in flexibility following a period of Pilates training may be as a result of
the stretching exercises incorporated in the
Pilates programs 15 since if gentle and regularly stretched, connective tissue may lengthen and flexibility may improve.16 Regular
stretching may also contribute to flexibility by
lengthening muscle fibres through the addition of contractile units or sarcomeres.16 Further, flexibility improvements in the present
study could also be attributed to the decrease
in percentage body fat (from 33.85±6.67%
to 32.23±5.82%, P=0.016) and FM (from
25.03±9.53kg to 23.69±8.06kg, P=0.038) found
in the present study (Table II). This notion is
supported by 17 in that reductions in range
of motion are mainly due to the obstruction
of inter-segmental motions caused by excess
fat. It is of particular importance that shoulder
extension in the CG also increased and this
muscoli ischiocrurali da supini indicava anche
un miglioramento significativo nella flessibilità dei
muscoli ischiocrurali sul lato sinistro e destro rispettivamente da 88,41±13,20 gradi a 99,09±8,57 gradi e da 93,14±12,48 gradi a 102,41±10,45 gradi.
Rogers et al. (2009) hanno osservato miglioramenti
significativi nel test di flessione in avanti da seduti (da 50,6±5,1 centimetri a 47,2±7,6 centimetri)
e nel test di flessibilità della spalla (da 31,8±10,2
centimetri a 38,9±7,6 centimetri) dopo otto settimane di allenamento di pilates in soggetti adulti.
Anche Segal et al.10 hanno osservato miglioramenti
significativi nella flessibilità dopo sei mesi di allenamento di pilates in soggetti adulti di età superiore ai
18 anni. Anche Sekendiz et al.11 hanno utilizzato il
test di flessione in avanti da seduti, osservando miglioramenti significativi (da 23,9±7,5 centimetri a
31,3±6,8 centimetri) in seguito a cinque settimane
di allenamento di pilates in donne adulte che svolgevano una vita sedentaria.
I miglioramenti nella flessibilità in seguito a un
periodo di allenamento di pilates possono essere dovuti agli esercizi di stretching inclusi nel programma di pilates 15, poiché se stirato con delicatezza e
regolarità il tessuto connettivo può allungarsi generando un miglioramento della flessibilità 16. Uno
stretching regolare può contribuire alla flessibilità
anche allungando le fibre muscolari attraverso
l’aggiunta di unità contrattili o sarcomeri 16. Inoltre, i miglioramenti nella flessibilità osservati nel
presente studio possono essere attribuiti anche alla
diminuzione della percentuale di grasso corporeo
(da 33,85±6,67% a 32,23±5,82%, P=0,016) e della
massa grassa (da 25,03±9,53 kg a 23,69±8,06 kg,
P=0,038) osservata nel presente studio (Tabella II).
Tale ipotesi è supportata da 17, poiché le riduzioni
nell’ampiezza di movimento sono dovute principalmente all’ostruzione dei movimenti intersegmentali
causata dal grasso in eccesso. L’aumento dell’estensione della spalla nel GC è di particolare impor-
Table II.—Pre- and post-test flexibility and body composition changes in the mat Pilates and non-exercising
control groups.
Tabella II. — Flessibilità pre- e post-test e variazioni nella composizione corporea del gruppo che ha svolto
pilates con materassino e nel gruppo di controllo che non ha svolto alcun esercizio fisico.
Variables
Shoulder flexion (°)
Shoulder extension (°)
Hip flexion (°)
Knee flexion (°)
Body mass (kg)
Body mass index (kg.m-2)
Percentage body fat (%)
Fat mass (kg)
Lean mass (kg)
Non-exercising control group (CG)
N.=25
Pre-test
Post-test
150.36±27.21 161.24±23.2
42.56±8.27
61.56±13.56
74.40±18.84 76.20±15.13
80.60±13.87 77.80±8.79
75.19±14.78 72.03±19.76
29.32±5.44
29.15±5.48
32.22 ±5.93
32.46±5.79
24.88 ±8.66
24.85±8.38
50.32±7.08
49.86 ±7.45
p-value
0.165
0.000*
0.583
0.349
0.266
0.123
0.516
0.937
0.522
Mat Pilates program group (IG)
N.=25
Pre-test
Post-test
152.84±21.2 179.60±10.53
54.80 ±24.03 61.20 ±9.99
74.36 ±13.07 83.60 ±14.61
79.20 ±10.48 82.60 ±16.40
71.71 ±14.92 71.70±14.68
28.32 ±6.77
28.32 ±6.64
33.85 ±6.67
32.23 ±5.82
25.03 ±9.53
23.69±8.06
46.67±6.33
48.04 ±7.52
p-value
0.000*
0.184
0.002*
0.371
0.979
0.992
0.016*
0.038*
0.006*
Values are means±standard deviation±SD; *Indicates significant difference from pre- to post-test (P≤0.05); °degrees; kg.m-2: kilograms per square meter; %: percent
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MEDICINA DELLO SPORT
551
FOURIE
PILATES AND FLEXIBILITY IN THE AGED
increase could be due to changes in internal
tissue (muscle, tendinous tissues, skin, joint
capsules and ligaments) temperature since
Muraoka T et al.18 found that stiffness of a
muscle can increase due to cooling. This increase in temperature could have occurred as
most elderly walked towards the testing area
and, as such, the slight warm-up to increase
the muscle temperature. Also, as the post-test
was conducted with a closer approach to winter time the elderly wore excessive layers of
clothing (especially the upper region of the
body), taking hot baths/showers and by applying heat packs to warm the muscles and
other tissue.
tanza, perché tale aumento potrebbe essere dovuto
alle variazioni di temperatura nel tessuto interno
(muscolo, tessuti tendinei, cute, capsule articolari e
legamenti) poiché 18 ha osservato che la rigidità di
un muscolo può aumentare a causa del raffreddamento. Tale aumento di temperatura potrebbe essersi verificato perché la maggior parte delle persone in età avanzata si è diretta camminando verso
l’area di test e, pertanto, il leggero riscaldamento
può aver provocato un aumento della temperatura
muscolare. Inoltre, poiché il post-test è stato condotto a ridosso del periodo invernale, le persone in età
avanzata indossavano eccessivi strati di indumenti
(soprattutto nella parte superiore del corpo), facevano bagni/docce calde e si applicavano impacchi
caldi per riscaldare i muscoli e gli altri tessuti.
Conclusioni
Conclusions
The aging process results in a number of
functional, neural, muscular and bone-related
deteriorations. Thus, it is necessary to develop
and design new intervention programs that
are specifically tailored to counteract agerelated deterioration. In this regard, throughout the industrial world, insufficient exercise
is a major cause of morbidity and mortality.19
However, successful ageing primarily means
independence, which could be promoted
most effectively by exercise. It is thus important for elderly to know that health benefits of
exercise can be attained without high levels
of cardiorespiratory endurance and that being
physically active in daily tasks should therefore not be seen as labour, but rather as means
of improving quality of life.19 The finding that
Pilates may improve flexibility in the elderly
has significant implications for the selection of
exercise treatments since Pilates training may
be useful as an adjunct or even alternative to
traditional stretching and/or resistance training programs for the elderly. Pilates may even
be warranted over that of traditional modes of
stretching exercises or programs since Pilates
has additional unique health benefits, such as
low back pain reduction, that may benefit the
elderly. Further, Pilates is easy to administer
in a group setting or in individual preventive
or rehabilitative programs as little equipment
and/or space is needed.
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Il processo di invecchiamento comporta diversi
deterioramenti funzionali, neurali, muscolari e
ossei. Pertanto, è necessario sviluppare nuovi programmi di intervento concepiti in maniera specifica per controbilanciare il deterioramento associato
all’invecchiamento. Al riguardo, in tutto il mondo
industrializzato, un insufficiente livello di esercizio
fisico è la principale causa di morbilità e mortalità 19. Tuttavia, un invecchiamento positivo significa
prima di tutto essere indipendenti dagli altri, e ciò
può essere promosso più efficacemente attraverso
l’attività fisica. È pertanto importante che le persone in età avanzata sappiano che i benefici per la
salute derivanti dall’esercizio fisico possono essere
ottenuti senza elevati livelli di resistenza cardiorespiratoria e che essere fisicamente attivi nei compiti
quotidiani deve pertanto essere visto non come un
lavoro ma piuttosto come una maniera per migliorare la propria qualità della vita 19. La scoperta che
il pilates può migliorare la flessibilità delle persone
in età avanzata ha delle implicazioni significative
per la selezione dei trattamenti di esercizio fisico,
poiché l’allenamento di pilates può essere utile come
aggiunta o persino come alternativa ai programmi
di stretching e/o allenamento della resistenza per
le persone in età avanzata. Il pilates può persino
essere giustificato rispetto ai tradizionali modelli o
programmi di esercizi di stretching perché presenta
benefici aggiuntivi unici per la salute, come una
riduzione del mal di schiena, che può essere di beneficio per le persone in età avanzata. Inoltre, il
pilates è semplice da praticare in un ambiente di
gruppo o in programmi riabilitativi o preventivi individuali poiché è necessario uno scarso numero di
attrezzature e/o spazio.
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2009;6:89-97.
Acknowledgements.—The authors would like to thank the International Physical Activity Projects (IPAP) for their endorsement of the study and financial and statistical support.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on March 20, 2013. - Accepted for publication on November 29, 2013.
Corresponding author: Dr D. T. Goon, Centre for Biokinetics, Recreation and Sports Science, University of Venda, X5050,
Thohoyandou, Limpopo, 0590, Republic of South Africa. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
553

MED SPORT 2013;66:555-63
Anaerobic thresholds assessment
from respiratory measurements
during incremental exercise, on
male and female students of Physical
Education and Sport Department
Valutazione della soglia anaerobica mediante
misurazioni respiratorie durante sforzo incrementale
su studenti di sesso maschile e femminile del
Dipartimento di Educazione Fisica e Sport
H. KARATOSUN 1, M. UNAL 2
1Department
of Sports Medicine, Suleyman Demirel University, Faculty of Medicine, Isparta, Turkey
2Yeni Yuzyil University, Faculty of Health Sciences, Istanbul, Turkey
SUMMARY
Aim. In the present study, we aimed to investigate the methods used the estimation of non-invasive anaerobic threshold (AT) on male and female subjects.
Methods. Seventeen male (mean age 21.4±1.4) and 19 female (mean age 21.2±1.9) subjects joined this study. All
subjects performed maximal graded exercise test on the treadmill for determining VO2max. Gas exchange data was
analyzed continually during the test. The software was displayed all of the data with fifteen seconds interval, included
oxygen uptake.
Results. Male and female subjects obtained VO2max values, 48.1±9 mL-1.kg-1.min-1 and 40.5 ±4.3 mL-1.kg-1.min-1
respectively, on treadmill test. AT occurred in male and female subjects at RER=1.17 and RER=1.15, respectively.
Conclusion. AT results obtained in this study for each of the two sexes corresponded to the higher level of VO2max,
similar to the previous studies. In conclusion, the findings of this study support the views that suggest considering
RER=1 level when estimating AT.
Key words: Anaerobic threshold - Exercise - Heart rate.
RIASSUNTO
Obiettivo. Nel presente studio abbiamo voluto esaminare i metodi utilizzati per la valutazione della soglia anaerobica
(AT) non invasiva su soggetti maschi e femmine.
Metodi. Hanno partecipato allo studio 17 soggetti maschi (età media 21,4±1,4) e 19 femmine (età media 21,2±1,9).
Tutti i soggetti sono stati sottoposti a test da sforzo massimale incrementale sul tapis roulant per la determinazione di
VO2max. I dati dello scambio gassoso sono stati analizzati continuamente durante la prova. Il software visualizzava tutti
i dati ad intervalli di quindici secondi, compreso il consumo di ossigeno.
Risultati. I maschi e le femmine hanno registrato rispettivamente valori massimi di VO2, 48,1±9 ml-1.kg-1.min-1 e
40,5±4,3 ml-1.kg-1.min-1, al test sul tapis rulant. La AT si è manifestata nei maschi e nelle femmine rispettivamente a
RER=1,17 e RER=1,15.
Conclusioni. I risultati della AT ottenuti in questo studio per ciascuno dei due sessi corrispondeva al livello maggiore di
VO2max, analogamente agli studi precedenti. In conclusione, i risultati di questo studio sostengono le opinioni secondo
cui si suggerisce di considerare il livello RER=1 nella valutazione della soglia anaerobica.
Parole chiave: Soglia anaerobica - Esercizio - Frequenza cardiaca.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
555
KARATOSUN
E
Anaerobic thresholds assessment
xercise physiologists have had knowledge
about a critical work intensity above which
lactate accumulation occurs for many years.1, 2 Although somewhat controversial, anaerobic threshold (AT) has been widely used as an objective
measure for aerobic work capacity in both athletes and patients.2-6 Several methods, both invasive and non-invasive, have been used for
estimating the AT, and there is no international
consensus about what is the best procedure.
Lactate threshold (LT) was introduced in order to define the point when metabolic acidosis
(increase in blood lactate concentration), and
also the associated changes in gas exchange
in the lungs, occur during exercise.7, 8 To determine LT repeated sampling of arterial blood
was taken by use of an indwelling catheter and
blood lactate analysis.9, 10 This procedure is time
consuming, expensive, and uncomfortable and
it presents some risk to the subject.11, 12
AT or ventilatory threshold (VT) are used
in the same mean and as a noninvasive estimate of LT, and under most conditions the two
occur at about the same point in time during
an incremental exercise bout or at about the
same percentage of maximal oxygen uptake.13
Non-invasive methods are based on continuous
measurement of respiratory gases and give respiratory gases defined AT and used, generally,
VE/VO2, respiratory exchange ratio (RER) and
Vslope methods.1 Wilmore et al.12 reported that
the most specific criterion for estimating anaerobic threshold is a system­atic increase in VE/
VO2 (ventilatory equivalent for oxygen) without
a concomitant increase in VE/VCO2 (ventilatory
equivalent for carbon dioxide). The increase in
VE/VO2 in­dicates that the increase in ventilation
to remove CO2 is disproportionate to the body’s
need to provide O2. On the other hand, anaerobic threshold is detected by computerized regression analysis of the slope of VCO2 curve
plotted as a function of VO2 during continuously incremental exercise (Vslope method). Previous studies explain that Vslope-AT gave lower
values for AT detection.1, 9, 13, 14
In an old method for estimating AT, the relationship between expired carbon dioxide and
inspired oxygen (respiratory exchange ratioRER) is used, and AT is detected either at the
point where RER starts to rise, or where RER
exceeds a certain defined cut-off value, such as
1.0 (RER-AT).15-18 The workload at AT usually
represent the first rise in lactate concentrations
during incremental exercise.1, 9 On the contrary
Wilmore et al.’s proposal, some studies reported
556
D
a molti anni i fisiologi dell’esercizio conoscono l’intensità di lavoro critico oltre la quale si
verifica l’accumulo di lattato 1, 2. Sebbene alquanto
controversa, la soglia anaerobica (anaerobic threshold, AT) è stata ampiamente utilizzata come misura oggettiva della capacità di lavoro aerobico sia
negli atleti, sia nei pazienti 2-6. Diversi metodi, sia
invasivi sia non invasivi, sono stati utilizzati per
valutare l’AT, e non esiste un consenso internazionale su quale sia la procedura migliore. La soglia
del lattato (lactate threshold, LT) è stata introdotta
allo scopo di definire il punto in cui si verificano
l’acidosi metabolica (aumento della concentrazione di lattato nel sangue) e anche le conseguenti variazioni dello scambio gassoso nei polmoni durante
l’esercizio 7, 8. Per determinare la LT è stato effettuato
il prelievo ripetuto di sangue arterioso per mezzo di
un catetere fisso e analisi del lattato nel sangue 9, 10.
Questa procedura è lunga, costosa e scomoda e presenta qualche rischio per il soggetto 11, 12.
La AT o la soglia ventilatoria (ventilatory threshold, VT) sono utilizzate nella stessa media e come
valutazione non invasiva della LT, e nella maggior
parte dei casi entrambe si verificano nello stesso
momento circa durante un sforzo incrementale, o
alla stessa percentuale circa del massimo consumo
di ossigeno 13. I metodi non-invasivi si basano sulla
misurazione continua di gas respiratori e forniscono gas respiratori definiti come soglia anaerobica
(AT) e utilizzati, in generale, come metodi VE/VO2,
rapporto di scambio respiratorio (respiratory exchange ratio, RER) e Vslope 1. Wilmore et al.12 hanno
riferito che il criterio più specifico per valutare la soglia anaerobica sia un aumento sistematico di VE/
VO2 (equivalente ventilatorio per l’ossigeno) senza
un concomitante aumento di VE/VCO2 (equivalente ventilatorio per l’anidride carbonica). L’aumento
di VE/VO2 indica che l’aumento della ventilazione
per eliminare CO2 è sproporzionata rispetto alla necessità dell’organismo di fornire O2. D’altra parte,
la soglia anaerobica viene rilevata mediante analisi di regressione computerizzata della curva del
VCO2 tracciata in funzione di VO2 durante l’esercizio fisico continuo incrementale (metodo Vslope).
Precedenti studi spiegano che Vslope-AT ha dato
valori inferiori per il rilevamento di AT 1, 9, 13, 14.
In un vecchio metodo per la valutazione di AT,
si utilizza il rapporto tra l’anidride carbonica espirata e l’ossigeno inspirato (rapporto di scambio
respiratorio-RER) e AT è rilevata sia nel punto in
cui il RER inizia a salire, o dove il RER supera un
certo limite definito, per es. 1.0 (RER-AT) 15-18. Il carico di lavoro su AT di solito rappresenta il primo
aumento delle concentrazioni di lattato durante lo
sforzo incrementale 1, 9. Al contrario della proposta
di Wilmore et al., alcuni studi hanno riferito quel-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Anaerobic thresholds assessment
KARATOSUN
that RER=1.0 level respiratory exchange ratio
(RER) assessment of anaerobic threshold as a
contemporary method.1, 13
In the present study, we aimed to investigate
the three methods (VE/VO2, Vslope-AT and
RER) commonly used in the estimation of noninvasive AT on our homogeneous male and female subjects and to compare our results with
the previous findings.
la valutazione del rapporto di scambio respiratorio
RER=livello 1,0 della soglia anaerobica come metodo contemporaneo 1, 13.
Nel presente studio abbiamo voluto indagare i
tre metodi (VE/VO2, Vslope-AT e RER) comunemente utilizzati nella valutazione della soglia anaerobica non invasiva (AT) sui nostri soggetti omogenei
maschi e femmine e confrontare i nostri risultati
con quelli precedenti.
Materials and methods
Materiali e metodi
Soggetti
Subjects
From 36 subjects, 17 of them are men (age:
21.4±1.4, height: 171.1±3.1 cm, weight: 66.3±8.1
kg, BMI: 22.6±3) and 19 of them are female (age:
21.2±1.9, height: 161.3±6.1 cm, weight: 55.6±8.3
kg, BMI: 21.1). They joined volunteer this study
that were student of Physical Education and
Sport Department. The subjects, who all gave
their consent, were selected according to their
age and body mass index (BMI). All of the subjects were moderate active healthy individuals.
The study was performed in Exercise Physiology Laboratory of Sports Medicine Department.
Dei 36 soggetti, 17 sono uomini (età: 21,4±1,4,
altezza: 171,1±3,1 cm, peso: 66,3±8,1 kg, BMI:
22,6±3) e 19 sono donne (età: 21,2±1,9, altezza: 161,3±6,1 cm, peso: 55,6±8,3 kg, BMI: 21,1).
Hanno aderito volontariamente a questo studio
ed erano studenti del dipartimento di educazione fisica e sport. I soggetti, che hanno dato il loro
consenso, sono stati selezionati in base all’età e
all’indice di massa corporea (body mass index,
BMI). Tutti i soggetti erano individui sani moderatamente attivi. Lo studio è stato eseguito nel Laboratorio di Fisiologia dell’esercizio del Dipartimento di Medicina dello Sport.
Measurements
Misurazioni
The respiratory gas measurements were
done using gas analyzer (Quark PFT Cosmed,
Italy). Gas exchange data was analyzed continually during the test. The software was displayed all of the data with fifteen seconds interval, included oxygen uptake (VO2, mL-1.kg-1.
min.-1), carbon dioxide output (VCO2, mL-1.kg-1.
min.-1), respiratory exchange ratio (RER), metabolic equivalent (MET), respiratory rate (RR),
ventilation (VE) and heart rate (HR, beats/min).
Le misurazioni dei gas respiratori sono state effettuate utilizzando un analizzatore di gas (Quark
PFT Cosmed, Italia). I dati dello scambio gassoso
sono stati analizzati continuamente durante il test.
Il software visualizzava tutti i dati con intervallo di
quindici secondi, compreso consumo di ossigeno
(VO2, ml-1.kg-1.min.-1), emissioni di anidride carbonica (VCO2, ml-1.kg-1.min.-1), RER, equivalente metabolico (MET), frequenza respiratoria (RR), ventilazione (VE) e frequenza cardiaca (HR, battiti/min).
Maximal
Massimo
oxygen uptake
consumo di ossigeno
After a clinical examination, a 10-minute
warm-up walking at 5 mph, which allowed the
subjects to adapt treadmill, they performed a
maximal exercise test and used Bruce protocol.
Two of the following 3 criteria considered for
attainment of VO2max; 1) VO2 plateau; 2) 95%
or predicted maximal heart rate; 3) respiratory
exchange ratio (RER) greater than 1.0.
Dopo un esame clinico e una camminata di riscaldamento di 10 minuti a 5 mph, che ha consentito ai soggetti di adattarsi al tapis roulant, hanno effettuato un test da sforzo massimale e usato
il protocollo di Bruce. Due dei seguenti tre criteri
sono stati considerati per l’acquisizione di VO2max;
1) piano VO2, 2) 95% frequenza cardiaca massima
stimata; 3) RER >1,0.
AT
Valutazione
assessment
We carry out the method that Wilmore et al.
suggest to determining AT (VE/VO2) without a
concomitant increase in VE/VCO2) 12 (Figure 1).
Vol. 66 - No. 4
della soglia anaerobica
Realizziamo il metodo che Wilmore et al. suggeriscono per determinare AT (VE/ VO2) senza un
concomitante aumento di VE/VCO2) 12 (Figura 1).
MEDICINA DELLO SPORT
557
KARATOSUN
Anaerobic thresholds assessment
Figure 1.—Anaerobic threshold.
Figura 1. — Soglia anaerobica.
Figure 2.—Vslope-AT.
Figura 2. — Vslope-AT.
Respiratory
Rapporto
exchange ratio
di scambio respiratorio
The software calculated the RER automatically.
Il software ha calcolato il RER automaticamente.
Vslope-AT.—The anaerobic threshold is detected by computerized regression analysis of
the slope of VCO2 curve plotted as a function of
VO2 during continuously incremental exercise
(Vslope method).14 The VCO2 versus VO2 curve
is divided into two regions, each of which is
fitted by linear regression, and the intersection
between the two regression lines is regarded
as the Vslope-AT (Figure 2). The software automatically established the regression lines and
their crossing points.
Vslope-AT-—La soglia anaerobica viene rilevata mediante analisi di regressione computerizzata
della curva VCO2 tracciata come funzione di VO2
durante l’esercizio fisico continuo incrementale
(metodo Vslope) 14. La curva VCO2 vs VO2 si divide in due regioni, ciascuna delle quali è dotata di
regressione lineare e l’intersezione tra le due linee
di regressione è considerata Vslope-AT (Figura 2).
Il software stabilisce automaticamente le linee di
regressione e i punti di intersezione.
Risultati
Results
Massimo consumo di ossigeno (VO2max)
Maximal oxygen uptake (VO2max)
The male and female subjects’ oxygen uptake values during graded maximal exercise
test and percentages of these values according to VO2max, are given in Table I. The male
and female subjects’ VO2AT and VO2RER=1.0 values corresponded to 85%, 86% and 60%, 65% of
VO2max, respectively. Also, VO2Vslope-AT is 55% of
VO2max in male subjects and 63% in female subjects. However, in the male and female VO2max
occurred at RER=1.29 and RER=1.22 respectively. Also, HRVO2max occurred at 187 beats/min in
male and 185 beats/min in female. In the other
hand, during the graded maximal exercise test
on male and female subjects achieved 13 MET
(10,5-17,2) and 11 MET (9,2-11,6) respectively.
558
I valori di consumo di ossigeno nei soggetti di
sesso maschile e femminile durante il test da sforzo
massimale incrementale e le percentuali di questi
valori in base a VO2max sono indicati nella Tabella I. I valori VO2AT e VO2RER=1.0 dei soggetti di sesso
maschile e femminile corrispondevano rispettivamente a 85%, 86% e 60%, 65% di VO2max. Inoltre,
VO2Vslope-AT è 55% di VO2max nei maschi e 63% nelle femmine. Tuttavia, nei maschi e nelle femmine
VO2max si verificava rispettivamente a RER=1,29 e
RER=1,22. Inoltre, HRVO2max si è verificato a 187
battiti/min nei maschi e 185 battiti/min nelle femmine. D’altra parte, durante la prova incrementale
di esercizio massimale i soggetti maschi e femmine
hanno raggiunto rispettivamente 13 MET (10,517,2) e 11 MET (9,2-11,6).
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Anaerobic thresholds assessment
KARATOSUN
Table I.—VO2 values (min-max) and percentages according to VO2max.
Tabella I. — Valori VO2 (min-max) e percentuali secondo VO2max.
Male
(N.=17)
Female
(N.=19)
48.1±9
(34-66.3)
41.2±7.9
(30-61)
28.8±9.1
(20.5-50.8)
26.3±6.5
(22.6-38.0)
40.5±4.3
(33.6-47.9)
35.2±4.4
(28-43)
26.3±5.2
(20.4-39.4)
25.6±4.2
(20.4-39.3)
mL.kg-1.min.-1
VO2max
VO2AT
VO2RER=1.0
VO2Vslope-AT
Male VO2max%
Female VO2max%
85
86
60
65
55
63
Table II.—The HR and percentages values of subjects (min-max) according to HRmax.
Tabella II. — I valori HR e le percentuali dei soggetti (min-max) secondo HRmax.
HRmax
HRVO2max
HRAT
HRRER=1.0
HRVslope-AT
Male (N.=17)
Female (N.=19)
195.2±8.0
(173-2005)
187.0±8.8
(163-202)
175.5±10.6
(158-192)
160.4±19.7
(122-173)
136.8±14.1
(112-167)
192±7.6
(177-204)
184.6±8.1
(162-197)
174.6±23.1
(139-194)
159±18.9
(118-176)
142.1±18.2
(115-180)
Male
HRmax%
Female
HRmax%
96
96
90
91
82
83
70
74
Heart rate
Frequenza cardiaca
HR data were collected via Polar HR Monitors (Polar Electro, Finland) by software. HR
findings of both groups at the certain regions of
the maximal grade exercise test were strikingly
similar. All HR values and the percentages of
HRVO2max, HRAT, HRRER=1.0 and HRVslope-AT values
according to HRmax, are given in Table II.
I dati HR sono stati raccolti tramite monitor
HR Polar (Polar Electro, Finlandia) mediante software. I risultati di entrambi i gruppi in alcune
regioni del test da sforzo incrementale massimale
erano sorprendentemente simili. Tutti i valori HR
e le percentuali dei valori HRVO2max, HRAT, HRRER=1.0
e HRVslope-AT secondo HRmax sono illustrati nella Tabella II.
Correlation
Correlazione
In male, a relationship is found between
HRAT, HRRER=1.0, HRVO2max and HRmax, at level of
r=0.56, r=0.76, r=0.78, respectively. In female, a
relation is observed between only HRRER 1.0 and
HRmax at level of r=0.63.
Nei maschi si rileva un rapporto tra HRAT,
HRRER=1.0, HRVO2max e HRmax, a livello, rispettivamente, di r=0,56, r=0,76, r=0,78. Nelle femmine,
si osserva una relazione solo tra HR RER 1.0 e HRmax
a livello di r=0,63.
Respiratory exchange rate
Frequenza
The mean RERmax and RERVO2max occurred in
male and female 1.29 and 1.22 point, respectively. Anaerobic threshold corresponded to
RER=1.17 point in male and RER=1.15 in female.
On the other hand, the break point of HR occurred at RER=1.0. From this point, HR showed
La media RERmax e RERVO2max si è verificata in
maschi e femmine rispettivamente al punto 1,29
e 1,22. La soglia anaerobica corrispondeva a
RER=punto 1,17 nei maschie e RER=1,15 nelle
femmine. D’altra parte, il punto di rottura HR si
verificava a RER=1,0. Da questo punto, l’HR ha
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
di scambio respiratorio
559
KARATOSUN
Anaerobic thresholds assessment
Table III.—HR, RR,VE and VO2 values (min-max) corresponding to RER.
Tabella III. — Valori HR, RR,VE e VO2 (min-max) corrispondenti a RER.
Male (N.=17)
HR
*RERVO2max
**RERAT
RER=1.0
RR
Female (N.=19)
VE
(L/min)
VO2
(ml/kg/min)
187±8.8
50.2±8.6 125.3±26.0 48.1±9.0
(163-202) (32.0-67.2) (52.3-171.9) (34.0-66.3)
175.5±10.6 41.2±7.9
92.1±19.3
41.5±7.9
(158-192) (30.0-58.8) (51.1-137.7) (30.0-61.0)
160.4±19.7 30.0±6.6
54.8±14.4
28.8±9.1
(122-173) (21.9-48.1) (38.9-96.5) (20.5-50.8)
HR
RR
VE
VO2
(mL/kg/min)
184.6±8.1 51.6± 11.6 89.6±17.0
40.5±4.3
(162-197) (31.2-74.0) (50.3-119.7) (33.6-47.9)
174.6±23.1 41.4±7.8
64.4±12.7
35.2±4.4
(139-194) (28.1-53.2) (43.2-89.9) (28.0-43.0)
159.0±18.9 35.4±6.9
46.5±11.2
26.3±5.2
(118-176) (21.9-48.1) (29.2-66.3) (20.4-39.4)
*: 1.29 in male, 1.22 in female. ** 1.17 in male, 1.15 in female.
markedly increase up to AT level (RER=1.17
male and RER=1.15 female).
mostrato un marcato aumento fino al livello AT
(RER=1,17 maschio e RER=1,15 femmina).
Correlation
Correlazione
In male, there is a correlation significantly
between RRRER=1.0 and RRAT, RRmax, r=0.83, and
r=0.65, respectively.
Nei maschi esiste una correlazione significativa
tra RRRER=1 e RRAT, RRmax, rispettivamente r=0, 83
e r=0,65.
Ventilation
Ventilazione
Maximal voluntary ventilation (MVV) has
found 161.3±22.4 (124,3-217,4) L/minute in
male, 114.4±17.2 (78,5-140,4) L/minute in female. The
���������������������������������������
HR, RR (respiratory rate), VE (ventilation) and VO2 valves corresponding to RER
values of both sex given in Table III.
La massima ventilazione volontaria (maximal
voluntary ventilation, MVV) ha rilevato 161,3±22,4
(124,3-217,4) l/minuto nei maschi, 114,4±17,2
(78,5-140,4) l/minuto nelle femmine. I valori HR,
RR (frequenza respiratoria), VE (ventilazione) e
VO2 sono corrispondenti ai valori RER indicati in
Tabella III.
Discussion
Discussione
Maximal oxygen uptake (VO2max) and LT are
the current methods used for the assessment
of endurance performance. However, as these
methods are expensive and invasive, researchers have made attempts to use easier and repeatable non-invasive methods.
Previous studies explain the harmony between gas exchange measurements and blood
lactate accumulation. Some researchers have
stated that VE/VO2 is the best method to determine AT and that there is a high-level correlation with LT.1, 10, 13 However, Davis 19 and
Takano 20 argued that determination of LT by AT
method is controversial due to the low respiratory sensitivity and irregular respiration to the
lactic acidemia caused by the training.
In the present investigation, AT occurred at
RER=1.17 in males and RER=1.15 in females,
and their VO2 (VO2AT) values at this point cor-
560
Massimo consumo di ossigeno (VO2max) e LT sono
gli attuali metodi utilizzati per la valutazione delle prestazioni di resistenza. Tuttavia, poiché questi
metodi sono costosi e invasivi, i ricercatori hanno
tentato di utilizzare metodi più semplici e non invasivi ripetibili.
Gli studi precedenti spiegano l’armonia tra le
misurazioni dello scambio gassoso e l’accumulo di
lattato nel sangue. Alcuni ricercatori hanno dichiarato che VE/VO2 sia il metodo migliore per determinare AT e che vi sia una correlazione di alto livello
con LT 1, 10, 13. Tuttavia, Davis 19 eTakano 20 hanno
sostenuto che la determinazione di LT tramite il metodo AT è controversa, a causa della sensibilità delle vie respiratorie basse e la respirazione irregolare
con acidemia lattica causata dall’allenamento.
Nella presente ricerca, AT si è verificata a
RER=1,17 nei maschi e RER=1,15 nelle femmine e
i rispettivi valori VO2 (VO2AT) a questo punto corri-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Anaerobic thresholds assessment
KARATOSUN
responded to 85% and 86% of the VO2max, respectively. Similarly, O’Leary et al.,21 in their
maximal treadmill exercise test with sedentary
college-age students (7 males, 9 females), reported that the AT values measured in men
and women corresponded to 80% and 87% of
VO2max respectively while Santos et al., state
that AT results correspond to 77% of VO2max.22
Also, Costill et al.23 indicate that AT corresponded to the higher percentages of VO2max in endurance trained subjects. On the other hand, in
world-class athletes LT typically occurs at 7080% VO2max, in untrained individuals it occurs
at 50-60% VO2max.24, 25 In this studies made on
subjects with the same level fitness mentioned
above, AT levels occurred above this range, in
other words, at a high percentage of VO2max.
But, our VO2RER=1.0 findings for male and female
were 60% and 65% of the VO2max, respectively.
These values are close to the above mentioned
percentages LT.24, 25
In their studies, Roohollah et al.,9 reported
that there is a small difference between lactateAT and RERAT and that RERAT (RER >1.0) is the
best parameter for LT estimation. Solberg et
al.,1 Wasserman et al.,2 proposed that the use
of the level of RER=1.0 may be more effective
in the measurement of AT. Similarly, Yeh et al.,15
argued that RER=1.0 might be a valid parameter in the calculation of LT in healthy subjects
and Dickstein et al.,17 stated that RER=1.0 corresponded to the LT in patients with a heart
disease. Leti et al.,26 supporting RER=1.0 level as
the procedure for aerobic endurance, reported
that the speed and VO2 at RER=1.0, were not
different from the values of speed and VO2 at
MLSS 27 (the exercise intensity corresponding to
the maximal lactate steady state) and they found
good relationship between the speed at MLSS
and that at RER=1.0. Poole et al.,28 performed a
study on 7 male subject aged 27 that maximal
RER average values was 1.24. They indicated
that RER=1.10 and RER=1.15 values were coincided with 73% and 84% of VO2max, respectively. In this present study, the level of RER=1.0
was occurred at 160 beats/min in males and 159
beats/min in females, and both values are close
to HR value (163 beats/min) above RER=1.0 of
Roohollah et al.9 The LT occurring at 166 beats/
min in their study is between the HR values at
RER=1.0 and RER=1.17 in this present study. On
the other hand, VO2 values of our male subjects
at RER=1.17 are close to the findings of Poole
et al. (43.2 mL.kg-1min-1).28 Therefore, it is clear
that, similar to the findings of both sexes in this
Vol. 66 - No. 4
spondevano all’85% e all’86% del VO2max. Analogamente, O’Leary et al.21 nel loro test di esercizio
massimale al tapis roulant su studenti universitari
(7 maschi, 9 femmine), hanno riferito che i valori
AT misurati in uomini e donne corrispondevano
all’80% e all’87% di VO2max rispettivamente, mentre Santos et al. riferiscono che i risultati di AT corrispondono al 77% di VO2max 22. Inoltre, Costill et
al.23 indicano che AT corrisponde a maggiori percentuali di VO2max nei soggetti allenati di resistenza. D’altra parte, negli atleti di livello mondiale la
soglia del lattato avviene tipicamente al 70-80% di
VO2 max. Nei soggetti non allenati si verifica al 5060% di VO2 max 24, 25, in questi studi effettuati su soggetti con lo stesso livello di forma fisica menzionato
sopra, i livelli di AT si sono manifestati al di sopra
di questo intervallo, in altre parole, ad un’elevata
percentuale di VO2max. Tuttavia, i nostri risultati
di VO2RER=1,0 per maschi e femmine erano rispettivamente del 60% e del 65% del VO2max. Questi valori sono vicini alle percentuali sopra indicate di
LT 24, 25.
Nei loro studi, Roohollah et al.9 hanno riferito
una piccola differenza tra lattato-AT e RERAT e che
RERAT (RER >1,0) è il parametro migliore per la valutazione LT. Solberg et al.1 Wasserman et al.2 hanno proposto che l’uso del livello di RER=1,0 possa
essere più efficace nella misurazione di AT. Analogamente, Yeh et al.15 hanno sostenuto che RER=1,0
potrebbe essere un parametro valido per il calcolo di LT in soggetti sani e Dickstein et al.17 hanno
dichiarato che RER=1,0 corrisponde alla soglia del
lattato in pazienti con una malattia cardiaca. Leti
et al.26 sostenendo il livello RER=1,0 come procedura per la resistenza aerobica, hanno riferito che
la velocità e VO2 su RER=1,0 non erano differenti
dai valori di velocità e VO2 su MLSS 27 (l’intensità di
esercizio corrispondente al massimo stato stazionario del lattato) e hanno rilevato un ottimo rapporto
tra la velocità a MLSS e quella a RER=1,0. Poole et
al.28 hanno effettuato uno studio su 7 soggetti di sesso maschile di 27 anni i cui valori medi massimali
RER erano di 1,24. Hanno indicato che i valori di
RER=1,10 e RER=1,15 coincidevano rispettivamente con il 73% e l’84% di VO2max. Nel presente studio,
si è verificato il livello RER=1,0 a 160 battiti/min nei
maschi e a 159 battiti/min nelle donne ed entrambi i valori sono vicini al valore di HR (163 battiti/
min) sopra il RER=1,0 di Roohollah et al.9 La soglia
del lattato che si verifica a 166 battiti/min nel loro
studio è tra i valori di HR a RER=1,0 e RER=1,17 del
presente studio. D’altra parte, i valori VO2 dei nostri
soggetti maschi a RER=1,17 sono vicini ai risultati di Poole et al. (43,2 ml.kg-1min-1) 28. Pertanto, è
chiaro che, analogamente ai risultati di entrambi i
sessi del presente studio, i valori VO2 sopra RER=1,0
MEDICINA DELLO SPORT
561
KARATOSUN
Anaerobic thresholds assessment
present study, VO2 values above RER=1.0 of the
previous studies corresponds to a high percentage of VO2max.
In our study, HR breaking point occurred at
RER=1.0 point and showed an increase of 15
beats/min and 16 beats/min in males and females up to RER=1.17 and RER=1.15, respectively. Beside there are studies suggesting that
AT corresponds to the level of RER=0.95.29, 30
Some studies stated that Vslope method does
not correspond to LT and that Vslope-AT tends
to have very low values that are significantly
different from the LT.1, 9, 13, 14 Similarly, Stanislav
et al.,29 compared RER=1.0 values with VslopeAT and stated that Vslope-AT showed a lower
correlation coefficient with a lower reliability
among its respective values. Our findings are
consistent with the above results.
degli studi precedenti corrispondono a una percentuale elevata di VO2max.
Nel nostro studio, il punto di rottura HR si è verificato a RER=1,0 e ha mostrato un incremento di
15 battiti/min e di 16 battiti/min rispettivamente
in maschi e femmine fino a RER=1,17 e RER=1,15.
Inoltre, alcuni studi suggeriscono che AT corrisponda al livello RER=0,95 29, 30.
Alcuni studi hanno affermato che il metodo
Vslope non corrisponde alla soglia di lattato e che
Vslope-AT tende ad avere valori molto bassi, significativamente diversi dalla soglia del lattato 1, 9, 13, 14.
Analogamente, Stanislav et al.,29 hanno confrontato i valori RER=1,0 con Vslope-AT e hanno sostenuto che Vslope-AT mostrava un coefficiente di correlazione inferiore con una minore affidabilità tra
i suoi rispettivi valori. I nostri rilievi sono coerenti
con i risultati di cui sopra.
Conclusions
Conclusioni
In summary, AT findings above RER=1.0 of
this study for both sexes and the results above
RER=1.0 of the previous studies were at a higher level of VO2max, mentioned above. Besides
our VO2RER=1.0 values for both sexes are close
to percentages LT.24, 25 Therefore, the findings
of this present study support the findings that
recommend the consideration of RER=1.0 level
for AT assessment.
In sintesi, le risultanze AT sopra RER=1,0 di
questo studio per entrambi i sessi e i risultati sopra
RER=1,0 degli studi precedenti erano a un livello
superiore di VO2max, citato sopra. Inoltre, i nostri
valori VO2RER=1,0 per entrambi i sessi sono vicini
a percentuali di LT 24, 25. Pertanto, i risultati di
questo studio supportano le conclusioni che raccomandano la considerazione del livello RER=1,0
per la valutazione AT.
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Acknowledgments.—The authors would like to thank to following male and female students for their contribution in the
study. Ladies: Medine Sahin, Gizem Merden, Dilek Cimen, Ebru Metin, Zeliha Kilic, Sahika Duduk, Fikriye Yılmaz, Nuran
Dikici, Cigdem Topkara, Havva Sahin, Meral Yildirim, Fatma Budak, Hacer Ozer, Hatice Yalcinkaya, Eysem Kayikci, Havva
Erdem, Tuba Kalali, Canan Cakir, Sultan Acun, and gentlemen: Hasan Kayacan, Omer Avsar, Omer Faruk Caglayan, Semih
Urer, Murat Kiril, Senol Basak, M.Ali Sineren, Ibrahim Sineren, Hilmi Aksoy, Ibrahim Akbaş, Zafer Ozkurt, Erman Bektas,
Murat Ulker, Bayram Hayrettin Kutlu, Omer Yildirim, Suleyman Akar, Muhittin Uysal.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on November 21, 2013. - Accepted for publication on November 28, 2013.
Corresponding author: H. Karatosun, Department of Sports Medicine, Faculty of Medicine, Suleyman Demirel University,
Code. 32260 Isparta, Turkey. E-mail. [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
563

Orthopedic area
Area ortopedica
MED SPORT 2013;66:565-71
Distal clavicular osteolysis
in competitive athletes
Osteolisi distale della clavicola in atleti agonisti
S. DRAGONI 1, F. ROSSI 2
1Istituto
di Medicina e Scienza dello Sport del CONI, Sezione di Radiologia,Roma, Italia
2Libero Docente Universitario di Radiologia e Medicina dello Sport
SUMMARY
Objective. The purpose of this study was to identify the presence of a condition of osteolysis of the distal clavicle in
high level athletes, secondary to repetitive microtraumatic injuries.
Methods. The study consisted of a retrospective review of x-ray examinations of the shoulder performed over a period
of 30 years (1980-2010). The standard radiographic view was improved in doubtful cases or when clinically indicated
by the antero posterior view with the beam tilted 15° cephalad and MRI. None of the subjects reported the presence
of previous acute trauma or suffered from rheumatic or systemic diseases that can cause the appearance of a similar
pathological picture.
Results. Out of a total of 1170 examinations we found 23 cases of distal clavicle osteolysis (1.96%); the sports most
frequently involved were weightlifting, judo and wrestling. None of them underwent surgical treatment.
Conclusion. The analysis of data derived from our sample confirms that the distal clavicle osteolysis is a rare occurrence but it must be kept in mind in the cases of increased pain and tenderness in the front of the shoulder at the
acromioclavicular joint even in the absence of a major injury.
Key words: Clavicle - Osteolysis - Acromioclavicular joint.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo del lavoro è stato quello di individuare la presenza di una condizione di osteolisi dell’estremo laterale della clavicola in atleti di elevato livello, secondaria a microtraumatismi ripetuti.
Metodi. È stata eseguita una revisione casistica retrospettiva degli esami radiografici della spalla effettuati in un periodo di 30 anni (1980-2010). L’esame radiografico standard è stato integrato nei casi dubbi o su indicazione clinica
con la proiezione a raggio incidente inclinato di 15° e con RM. Nessuno dei soggetti esaminati ha riferito la presenza
di traumi acuti né era affetto da malattie reumatiche o da affezioni sistemiche in grado di determinare la comparsa di
un quadro patologico analogo.
Risultati. Su un totale di 1170 esami abbiamo individuato 23 casi di osteolisi della clavicola distale (1,96%); l’attività
sportiva più frequentemente coinvolta è stato il sollevamento pesi, seguito dal judo e dalla lotta. Nessuno di loro è
stato sottoposto a trattamento chirurgico.
Conclusioni. L’analisi dei dati ricavati dal nostro campione conferma che l’osteolisi dell’estremo laterale della clavicola è una evenienza rara ma che va tenuta presente nei casi di dolore persistente sul versante superiore della spalla
anche in assenza di eventi traumatici acuti.
Parole chiave: Clavicola - Osteolisi - Articolazione acromioclavicolare.
D
upas is credited with describing in 1936 the
first case of osteolysis of the distal clavicle
as a result of trauma.1 Since then, sporadic cas-
Vol. 66 - No. 4
D
upas nel 1936 descrisse, per la prima volta
in letteratura, un caso di osteolisi post-traumatica dell’estremo laterale della clavicola 1. Negli
MEDICINA DELLO SPORT
565
DRAGONI
Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
es of distal clavicular osteolysis (DCO) with a
similar history and triggered by an acute event
have been reported. In 1959, Ehricht reported
the case of an air-hammer operator in which
osteolysis was not associated with trauma, suggesting that DCO could present after repetitive
microtrauma.2
Subsequently, DCO has been separated into
traumatic and atraumatic pathogeneses, depending on whether associated or not with acute injury to the acromioclavicular (AC) joint. In 1982,
Cahill described 46 cases of osteolysis in male
athletes from different sports in which the common denominator was upper extremity strengthening exercises with weights. All 46 athletes underwent radiographic (35° caudocephalic tilted
anteroposterior [AP] views) and scintigraphic
imaging and none reported having experienced
acute injury to the AC joint area.3 Cahill’s hypothesis for the pathogenesis of DCO substantiates
Ehricht’s observations that repeated episodes of
microtrauma can lead to mircofractures, with
areas of rarifying osteitis, fibrous degeneration,
changes in subchondral trabecular bone, resulting in resorption and remodeling of the distal
end of the clavicle.
anni successivi, sporadiche sono state le citazioni
di casi analoghi nei quali, ai rilievi anamnestici,
era sempre presente un evento traumatico acuto.
Ehrict nel 1959, ha per primo individuato
il caso di un lavoratore addetto ad un martello
pneumatico nel quale l’osteolisi non era associata
ad un trauma acuto ipotizzando, per la genesi
della lesione, gli effetti causali di microtraumatismi iterativi 2.
Da allora, la patogenesi della osteolisi distale
della clavicola è stata suddivisa nosograficamente in traumatica e atraumatica a seconda della
presenza o meno di un evento traumatico acuto a
carico della articolazione acromion-clavicolare.
Cahill nel 1982 ha descritto 46 casi di osteolisi
in atleti praticanti molteplici attività sportive nei
quali la caratteristica comune era l’esecuzione
di esercizi di potenziamento degli arti superiori
con pesi. Tutti i soggetti, studiati mediante esame
radiografico (proiezione AP con raggio incidente
caudo-craniale inclinato di 35°) e scintigrafico
erano di sesso maschile e nessuno di loro riferiva
traumi significativi zonali 3.
L’ipotesi patogenetica espressa nel lavoro di Cahill ricalca quanto proposto da Ehrict sulla efficacia dei microtraumatismi ripetuti nel provocare
microfratture, aree di fibrosteite rarefacente e rimaneggiamento trabecolare nell’osso subcondrale, con successivo riassorbimento e rimodellamento dell’estremo laterale della clavicola.
Material and methods
We conducted a retrospective review of radiographic shoulder studies carried out over the
past 30 years (1980-2010) to identify cases of
DCO. The study was approved by the internal
institutional review board and consent was obtained from all subjects in accordance with Italian law and internal hospital regulations.
The study population was composed of competitive male and female athletes (age range, 1729 years) training in Olympic sports categories
who presented for either routine evaluation for
Olympic candidates or at the outpatient clinic
because of acute or chronic shoulder pain.
Standard radiographic examination was followed in doubtful cases or based on clinical indications by standing Zanca AP views, with the
beam titled 15° cephalad to better visualize the
AC joint without overlapping the spine of the
scapula, and magnetic resonance imaging (MRI).
Bone scintigraphy was not performed.
All subjects were in optimal physical condition; none presented with rheumatic or other
systemic disorders that are usually bilateral and
should be excluded from the differential diagnosis, including hyperthyroidism, gout, scleroder-
566
Materiali e metodi
Abbiamo effettuato una revisione casistica retrospettiva degli esami radiografici di spalla eseguiti nel corso degli ultimi 30 anni (1980-2010)
al fine di individuare casi riconducibili a una
osteolisi distale della clavicola.
Il disegno dello studio è stato approvato dal comitato scientifico del nostro Istituto; tutti gli atleti
esaminati hanno fornito il loro consenso informato scritto secondo quanto previsto dalle leggi
italiane e dalle norme interne del nostro Istituto.
Il campione preso in esame è risultato composto
da atleti agonisti di ambo i sessi, in età compresa tra 17 e 29 anni, praticanti attività sportive
incluse nel novero di quelle “olimpiche”, giunti ad osservazione sia nel corso dei controlli cui
sono sottoposti periodicamente gli atleti “probabili olimpici”, sia nelle visite ambulatoriali per la
presenza di sintomi dolorosi secondari a eventi
traumatici acuti e/o cronici a carico della spalla.
L’esame radiografico standard della spalla è
stato integrato, in alcuni casi dubbi o su indicazione clinica, con la proiezione antero-posteriore
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
DRAGONI
ma, multiple myeloma, infections, and massive
essential osteolysis (Gorham’s disease).
in stazione eretta, con raggio incidente inclinato
di 15° in direzione caudo-craniale, (proiezione
di Zanca) per evitare la sovrapposizione della spina della scapola e con RM; in nessun caso è stata
eseguita la valutazione scintigrafica.
Tutti i soggetti erano in condizioni fisiche ottimali e non erano affetti da malattie reumatiche
o da altre affezioni sistemiche in grado di determinare la comparsa di un quadro analogo, che
è tuttavia quasi sempre generalizzato o quanto
meno bilaterale (iperparatiroidismo, gotta, sclerodermia, mieloma multiplo, infezioni, ovvero,
osteolisi essenziali massive quali la malattia di
Gorham, etc.).
Results
Out of a total of 1170 radiographic studies reviewed, we identified 23 cases (22 males and 1
female) of DCO (1.96%), all of which were unilateral and prevalently affected the right shoulder. The sports included judo (N.=4), wrestling
(N.=4), weightlifting (N.=11), boxing (N.=3), and
triathlon (N.=1, female) (Table I).
All subjects complained of sometimes disabling, chronic pain of the AC joint exacerbated
by upper extremity exercises and that had arisen
from 4 to 18 months before examination. None
of the subjects, except for the female triathlon
athlete, could remember having experienced
acute injury that would explain the anatomic
damage. Nonetheless, the types of exercises and
sports do not necessarily rule out – except for
weightlifting – episodes of more or less acute
injury to the scapular girdle. In addition, all
subjects practiced upper extremity strengthening exercises. None had received surgery and
Table I.—X-ray examination and cases of distal clavicular osteolysis (DCO).
Tabella I. — Esami radiografici e casi di osteolisi
distale della clavicola (DCO).
Sport
Swimming
Water volleyball
Volleyball
Gymnastics
Soccer
Wrestling
Horseback riding
Tennis
Disc throwing
Judo
Boxing
Basketball
Weightlifting
Baseball
Crew
Canoe
Karate
Archery
Triathlon
Skeet
Other
Total
Vol. 66 - No. 4
No. of
studies
174
97
94
89
69
67
66
64
56
54
40
39
39
36
36
34
32
23
21
18
22
1170
Cases of
DCO
%
4
5.97
4
3
7.4
7.5
11
28.2
Risultati
Su un totale di 1170 esami radiografici abbiamo individuato 23 casi di osteolisi della clavicola
distale (1,96%), tutte monolaterali prevalendo la
localizzazione a destra, in 22 atleti di sesso maschile e in 1 di sesso femminile.
Le attività sportive praticate nei 23 casi sono
state il judo (4 casi), la lotta (4 casi), il sollevamento pesi (11 casi), il pugilato (3 casi) e il triathlon (1 caso di sesso femminile) (Tabella I).
Tutti i soggetti osservati lamentavano dolore
persistente a volte invalidante a livello della articolazione acromion-clavicolare con accentuazione durante le sollecitazioni funzionali dell’arto
superiore, insorto in un periodo compreso tra 18 e
4 mesi prima dell’osservazione..
In nessuno dei casi (tranne che per l’atleta del
triathlon) è stato possibile risalire, anamnesticamente, a pregressi eventi traumatici acuti significativi tali da giustificare la comparsa del danno
anatomico anche se, le modalità tecniche delle attività sportive praticate, non consentono di escludere con certezza (tranne forse che per i sollevatori di peso) la presenza di traumi acuti più o meno
intensi a carico del cingolo scapolare.
Tutti gli atleti praticavano, inoltre, esercizi di
potenziamento muscolare per gli arti superiori.
Nessuno di loro è stato sottoposto ad intervento
chirurgico e tutti hanno potuto riprendere, dopo
un periodo di riposo più o meno prolungato, l’attività sportiva praticata.
Discussione
1
4.76
23
1.96
L’articolazione sinoviale acromion-clavicolare
si compone dei due capi scheletrici della clavicola
e dell’acromion, con un disco articolare fibrocartilagineo interposto di forma variabile, circondata da una sottile capsula fibrosa; quest’ultima è
MEDICINA DELLO SPORT
567
DRAGONI
Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
all returned to sports following a variable rest
period.
rinforzata da 2 piccole formazioni legamentose
(legamento acromio-clavicolare superiore e inferiore) che hanno lo scopo di assicurare la stabilità
articolare sul piano orizzontale e di opporsi alle
traslazioni anteriore e posteriore.
Un ulteriore e più efficace meccanismo di stabilizzazione sul piano verticale è quello che deriva
dall’azione dei due legamenti coraco-clavicolari
(conoide e trapezoide) estesi tra il processo coracoideo della scapola e la clavicola.
In condizioni normali le superfici articolari sono piane e leggermente rugose, rivestite da
uno strato di cartilagine articolare il cui spessore è maggiore sul versante acromiale che non su
quello clavicolare. Lo spazio articolare misurato
radiograficamente in proiezione AP, in individui
giovani e sani, è di 3,3±0,8 mm. nei maschi e di
2,9±0,8 mm. nelle donne; la mobilità di questa
articolazione è, in condizioni normali, molto limitata 4.
Il quadro radiografico delle forme patologiche
è caratterizzato da un allargamento dello spazio
articolare con aspetto porotico e irregolare del
margine clavicolare che appare altresì sfumato,
indistinto e con erosioni marginali; talvolta è possibile anche rilevare una minima sublussazione
craniale della clavicola rispetto all’acromion che
non mostra, quasi mai, alterazioni patologiche significative (Figura 1).
Il quadro RM è caratterizzato dall’edema mi-
Discussion
The AC joint is composed of the two ends of
the clavicle and the acromion; between the convex clavicle and the flat acromion is a fibrocartilagenous meniscal disc surrounded by a thin
fibrous capsule. The AC capsule is strengthened
by two small ligaments (the superior and inferior
acromioclavicular ligaments) which confer horizontal stability and oppose anterior and posterior
translation. Vertical stability to the AC joint is provided by the coracoclavicular ligaments (conoid
and trapezoid) between the coracoid process of
the scapula and the clavicle. In the healthy joint,
the surfaces are flat and slightly rough, lined with
synovial cartilage that is thicker on the acromial
than the clavicular side. On AP views of the normal shoulder, radiographic measurement of the
joint space width is 3.3±0.8 mm in healthy young
males and 2.9±0.8 mm in healthy young females.
Joint mobility is very limited.4
Abnormal radiographic findings include widening of the AC joint, in which the clavicular
margin appears porotic, irregular, indistinct and
eroded. Sometimes slight cranial subluxation of
the clavicle with respect to the acromion may be
Figure 1.—Widening of the acromioclavicular joint with osteoporosis, erosions and microcystic changes involving the
outer part of the clavicle.
Figura 1. — Diastasi articolare; l’estremità clavicolare è rarefatta, irregolare, erosa con aree microcistiche.
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
DRAGONI
present but rarely shows significant pathologic
changes (Figure 1).
MRI findings include bone marrow edema in
the distal clavicle, which is more pronounced
on T2-weighted sequences, eroded margins,
pseudocysts, fluid in the AC joint, and synovial
hypertrophy (Figure 2).
The natural history of DCO varies considerably, with the first radiographic signs appearing
3 to 4 weeks after the onset of pain or even
years after acute injury. Left to run its course,
DCO resolves clinically within 12 to 18 months,
with residual bone loss of 0.5-3 cm in the distal
clavicle.5, 6
Numerous theories have been advanced to
explain the underlying mechanical causes of
DCO. To date, the most accredited is Cahill’s,
who observed in over 50% of the surgical specimens in his series microfractures in the subchondral bone which he attributed to subchondral
stress caused by repetitive microtrauma. In 2007,
Kassarjan reported that in 31/36 cases MRI sequences revealed low-intensity signal of thin
subchondral lines, which, consistent with Cahill’s hypothesis, were interpreted as microfractures of the distal clavicle.7
Posttraumatic and stress-induced DCO have
similar appearances on MR imaging and correlate with histologic features of surgical specimens resected from operated patients. The
most common findings are weakly mineralized
trabecular bone, joint cartilage degeneration,
chronic inflammation, synovial and connective
tissue hypertrophy, with invasion of adjacent
spongy bone.8, 9
In our case series, none of the subjects, except for the female triathlon athlete who suffered
dollare della estremità clavicolare (più accentuato nelle sequenze T2 pesate), dalle erosioni
marginali e dalle pseudocisti cui si associa la distensione fluida capsulare e l’ipertrofia della sinoviale (Figura 2).
L’evoluzione patologica della lesione è quanto
mai variabile con i primi segni radiografici che
non compaiono prima di 3-4 settimane dall’inizio della sintomatologia dolorosa e in alcuni casi,
dopo un trauma acuto, anche a distanza di anni;
lasciato a se stesso il processo si esaurisce clinicamente dopo 12-18 mesi, residuando una perdita
ossea compresa tra 0,5-3 cm dalla clavicola distale 5, 6.
Nel corso degli anni sono state proposte numerose teorie per spiegare le cause e i meccanismi
patogenetici di questa affezione.
L’ipotesi etiologica più accreditata è quella proposta da Cahill il quale ha riscontrato in oltre il
50% dei reperti operatori la presenza di microfratture dell’osso subcondrale clavicolare provocate, a suo parere, da microtraumi ripetuti.
Kassarjian nel 2007, in uno studio su 36 casi
sottoposti a risonanza magnetica ha individuato
in 31 casi la presenza di sottili strie subcondrali a
bassa intensità di segnale che sono state interpretate, a conferma di quanto proposto da Cahill, come
microfratture dell’estremo distale della clavicola 7.
I reperti RM non mostrano caratteristiche diverse tra le forme post-traumatiche e quelle indotte
da microtraumatismi iterativi e ricalcano i corrispettivi istologici ottenuti dalle resezioni chirurgiche eseguite nei soggetti operati; le caratteristiche
più costanti sono la presenza di osso trabecolare
scarsamente mineralizzato, degenerazione della
cartilagine articolare, flogosi cronica, ipertrofia
sinoviale e connettivale con invasione dell’osso
spugnoso adiacente 8, 9.
Figure 2.—Bone marrow edema in the distal clavicle, osseous irregularity, subtle erosions, microcystic changes and
fluid in the acromioclavicular joint.
Figura 2. — Edema spongiosa dell’osso clavicolare, irregolarità dei margini, erosioni, pseudocisti, effusione sinoviale.
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Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
a shoulder fall accident, could remember having
sustained an acute injury. Nonetheless, training
and competition in both judo and wrestling involve muscle training with weights, as well as
impact to the trunk and shoulders, particularly
on contact with the mats during a match. In such
cases, distinguishing between injury from macro- and microtrauma as the prevalent cause of
DCO is problematic.
Radiographic findings consistently showed
morphologic and structural alterations of the distal clavicle, with widening of the AC joint space
between 0.9 and 3.2 cm (mean, 2.5 cm), with
irregular notches in the joint margin sometimes
interspersed with small calcifications (Figure 3).
Often, the literature reports the elevated incidence of DCO in weightlifters and amateur
bodybuilders, commonly called weightlifter’s
shoulder injury.10, 11 Among the weightlifting
techniques that place significant stress on the
AC joint are the bench press (Figure 4) and
Nei casi da noi osservati, tranne che nell’atleta
praticante triathlon che riferiva una caduta in
allenamento sul moncone della spalla, nessuno
ricordava precedenti traumatici di rilievo specifici.
D’altra parte, sia nel judo che nella lotta, la gestualità tipica degli allenamenti e delle gare prevede, oltre al potenziamento muscolare con pesi,
il contatto talvolta violento del tronco e delle spalle
soprattutto con la superficie di gara.
In questi casi, per la coesistenza di meccanismi
lesivi macro e microtraumatici, è difficile attribuire all’uno o all’altro fattore una prevalenza etiologica certa.
In tutti i casi osservati radiograficamente,
l’estremo laterale della clavicola appariva alterato
sia nella morfologia che nella struttura con un
allargamento dello spazio articolare compreso tra
0,9 e 3,2 cm (media 2,5 cm), un aspetto sfumato,
irregolare e dentellato del margine articolare con
l’interposizione, talvolta, di piccoli nuclei calcifici
(Figura 3).
Un aspetto costante che emerge dalla letteratura è quello relativo alla elevata incidenza della
lesione in atleti praticanti il sollevamento pesi
(anche se vengono inclusi soggetti dilettanti che si
dedicano al “body building”), al punto che viene
ricordata con il termine di “spalla del sollevatore
di pesi” 10, 11.
In questa specialità le esercitazioni in grado di
determinare effetti lesivi sull’articolazione acromion-clavicolare sono state individuate soprattutto nella tecnica di potenziamento su”panca”
(bench press) (Figura 4) e nella specialità olimpica dello”strappo” esercizio nel quale il bilanciere
viene portato direttamente dal basso al di sopra
della testa con un rapido e continuo movimento
che si completa con una totale “accosciata” (Figura 5).
In entrambe le manovre si realizzano contrazioni muscolari intense e ripetute, che determinano, tra agonisti e antagonisti, effetti trazionali
e sollecitazioni contrapposte sulla articolazione
acromion-clavicolare provocandone con il tempo
Figure 3.—Morfological and structural changes of the
distal clavicle, subluxation and increased space between
the acromion and clavicle.
Figura 3. — Alterazione morfostrutturale dell’estremità
clavicolare diastasi articolare, sublussazione acromioclavicolare, incremento dello spazio.
Figure 4.—Bench press.
Figura 4.—Potenziamento su panca.
570
Figure 5.—Dynamic movement of the snatch.
Figura 5. — Fasi cronologiche dell’”alzata di strappo”.
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Dicembre 2013
Distal clavicular osteolysis in competitive athletes
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the snatch, one of the two Olympic weightlifting events, in which the bar is brought up to
above the head in one maneuver and finished
with a complete squat (Figure 5). Both maneuvers require intense and repeated contractions
between agonist and antagonist muscles which
cause opposing translation and stress effects on
the AC joint and, depending on training intensity, ultimately lead to overuse and structural
damage. Such injuries may be categorized as
overload-induced osteopathy in which repetitive mechanical stress, as occurs in other parts
of the body, damages the structures involved
in the maneuver. The relatively higher prevalence among weightlifters, as seen in our series,
strongly suggests its association with DCO.
e la gravosità degli impegni sportivi, usura e danni strutturali.
La lesione può essere quindi inserita nel novero
delle osteo-artropatie da sovraccarico nelle quali, le reiterate sollecitazioni meccaniche inducono, così come in altri distretti corporei, un danno
anatomico a carico delle formazioni impegnate
nel gesto sportivo.
La relativa, maggiore incidenza di casi rilevati
in sollevatori di pesi anche nel nostro campione,
conferma che lo svolgimento di questa disciplina
sportiva può essere messo in rapporto concausale,
più che in altre, con la comparsa di questa lesione.
Conclusioni
Conclusions
The small number of cases of DCO identified
from this series of 1170 radiographic shoulder
studies indicates that, though relatively infrequent, DCO should be considered in the differential diagnosis of chronic shoulder pain even
when a history of acute injury is absent.
Bibliografia/References
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radiologiques d’une osteolyse essentielle
progressive de la main gauche. J Radiol
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of the clavicle in male athletes. J Bone
Joint Surg Am 1982;7:1053-8.
4) Petersson CJ, Redlund-Johnell I. Radiographic joint space in normal acromi-
Il numero relativamente modesto di casi osservati in un campione di 1170 esami radiografici
della spalla, dimostra che si tratta di una forma
patologica di non comune riscontro ma che va
tenuta presente in quei casi di dolore persistente
sul versante superiore della spalla anche quando
i rilievi anamnestici non confermano la presenza
di un trauma maggiore.
oclavicular joints. Acta Orthop Scand
1983;54:431-3.
5) Schwarzkopf R, Ishak C, Elman M,
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12) Haupt HA. Upper extremities injuries
associated with strenght training. Clin
Sports Med 2001;3:481-90.
Conflicts of interest.—None.
Received on November 13 2013 - Accepted for publication November 13 2013
Corresponding author: S. Dragoni, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport del CONI, Sezione di Radiologia, Via dei Campi
Sportivi 46, 00197 Roma, Italia. E-mail: [email protected]
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MEDICINA DELLO SPORT
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MED SPORT 2013;66:573-81
Ankle sprain in athletes:
retrospective study
Distorsione di caviglia negli sportivi: studio retrospettivo
M. F. PEDRINI, F. PETRAGLIA, O. LICARI, C. COSTANTINO
Graduate School of Specialization of Physical and Rehabilitation Medicine, University of Parma, Parma, Italy
SUMMARY
Aim. The authors proposed to retrospectively assess the incidence of ankle sprain and the relevant risk factors in footballers playing in the teams of the province of Parma during a professional season.
Methods. Sixty-six football clubs from the province of Parma associated with the Italian Football Federation were
contacted. Each athlete involved filled out a questionnaire.
Results. Fifty-three athletes out of 1452 had suffered a case of ankle sprain during the professional season; 3.76%
of these were amateurs, 2.1% were semi-professionals, and 18.2% were professionals. It was highlighted that in the
majority of cases the ankle sprain was caused by contact during the game and that there were significant relations
between the distortion and the period of the year, the number of weekly training sessions, the type of footwear worn,
the characteristics of the pitch and the presence of past traumas.
Discussion. The level of sports activity appears to be an important factor in injury-related risks, the resumption of the
professional activity between August and October is related to a higher incidence of traumatisms. A more intense
training session seems to protect from traumas, while the incidence of sprain does not appear to be related to the role
of the player.
Conclusion. There are different causes of ankle sprain in footballers. To reduce the incidence of these traumas it is
advisable to apply adequate preventive measures on the basis of the most frequent risk factors.
Key words: Ankle - Sprains and strains - Football - Risk factors.
RIASSUNTO
Obiettivo. Gli autori si sono proposti di valutare retrospettivamente l’incidenza di traumi distorsivi dell’articolazione
tibio-tarsica ed i relativi fattori di rischio in calciatori militanti nelle squadre della provincia di Parma durante una
stagione agonistica
Metodi. Sono state contattate 66 società calcistiche della provincia di Parma associate alla Federazione Italiana Gioco
Calcio. Ogni atleta coinvolto ha compilato un questionario.
Risultati. Cinquantatre atleti su 1452 hanno subito una distorsione della tibio-tarsica durante la stagione agonistica. Il
3,76% erano dilettanti, il 2,1% erano semiprofessionisti e il 18,2% professionisti. È stato evidenziato che nella maggior parte dei casi il trauma distorsivo era provocato da un contatto di gioco e che vi erano correlazioni significative
tra la distorsione ed il periodo dell’anno, il numero di allenamenti a settimana, il tipo di calzature indossate, le caratteristiche del terreno di gioco e la presenza di traumi precedenti.
Discussione. Il livello di attività sportiva sembra essere un importante fattore di rischio correlato all’infortunio, la ripresa dell’attività agonistica tra agosto ed ottobre è correlata ad una maggiore incidenza di traumatismi. Un allenamento
più intenso sembra proteggere dai traumi, mentre l’incidenza di distorsioni non sembra correlata al ruolo del giocatore.
Conclusioni. Diverse sono le cause di distorsione di caviglia nei calciatori. Per ridurre l’incidenza di questi traumi è
opportuno applicare adeguate misure preventive sulla base dei fattori di rischio più frequenti.
Parole chiave: Caviglia - Distorsioni - Calcio - Fattori di rischio.
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PEDRINI
Ankle sprain in athletes
F
I
ootball represents one of the world’s most
popular sports and accounts for 270 million
players according to the data provided by FIFA
(Federation of International Football Associations) and by UEFA (Union of European Football Associations). Many studies on the incidence of traumas during the practice of sports
and its related risk factors maintain that ankle
sprain is a considerable percentage (12.1624.19%) in sports that involve running, change
of direction, jumping and contact with other
players.1-5 This partly explains the greater incidence of ankle sprain in football, accounting
for 75% of the traumas in this sport.6-10 Sports
injuries can occur during the training session or
the competition and can be caused by different
factors.8 The causes are found among: the period of the year, the high number of matches,
the reduced recovery time, the increase in the
speed of play, the pitch condition, the use of
unsuitable footwear, the dynamics of the injury
(contact, change of direction, landing), the role
of the player, the inadequate physical preparation, the failure to observe the rules of the
game and the medical prescriptions, factors
that are supposed to be observed in by professional players rather than in amateurs.11-15
Among the risk factors it also seems important
to consider the presence of a preceding injury
in the same location or different location; this
could cause changes in proprioception, in gait
pattern, in load distribution,16 probably related
to the entity of the trauma suffered, to an insufficient recovery time 17 or to unsuitable rehabilitation.18 In this study the authors have
want to assess the incidence of sprain traumas
of the tibiotarsal joint and the relevant risk factors in footballers playing in the teams from
the province of Parma during a professional
season.
l calcio rappresenta uno tra gli sport più popolari al mondo e conta circa 270 milioni di
praticanti secondo i dati forniti dalla FIFA (Federazione delle Associazioni Internazionali di
Calcio) e dalla UEFA (Union of European Football
Associations). Numerosi studi sull’incidenza di
traumi durante la pratica sportiva e sui fattori di
rischio correlati sostengono che le distorsioni di
caviglia rappresentino una percentuale considerevole (12,16-24,19%) in sport che contemplano
la corsa, i cambi di direzione, il salto ed il contatto con altri giocatori 1-5. Questo spiega in parte
la maggiore incidenza di distorsioni di caviglia
nel calcio, rappresentando il 75% dei traumi in
questo sport 6-10. Gli infortuni sportivi possono avvenire durante l’allenamento o la competizione e
possono essere determinati da diversi fattori 8. Le
cause vanno ricercate tra: il periodo dell’anno,
l’elevato numero di partite, i ridotti tempi di recupero, l’aumento della velocità di gioco, la condizione del terreno, l’utilizzo di calzature inadatte,
la dinamica dell’infortunio (contrasto, cambio
direzione, atterraggio), il ruolo del giocatore, la
non adeguata preparazione fisica, l’inosservanza
delle regole del gioco e delle prescrizioni mediche,
fattori che si suppone siano rispettati maggiormente nei giocatori professionisti piuttosto che nei
dilettanti 11-15. Sembra importante considerare tra
i fattori di rischio anche la presenza di un precedente infortunio nella stessa sede o in sede diversa, ciò potrebbe determinare alterazioni della
propriocezione, dello schema del passo, della distribuzione del carico 16, probabilmente correlate
all’entità del trauma subito, ad un tempo di recupero non sufficiente 17 o a un percorso riabilitativo non adeguato 18. Con questo studio gli autori
hanno voluto valutare l’incidenza di traumi distorsivi dell’articolazione tibio-tarsica ed i relativi fattori di rischio in calciatori militanti nelle
squadre della provincia di Parma durante una
stagione agonistica.
Materials and methods
Materiali e metodi
Sixty-six football clubs of the province of
Parma associated to the Italian Football Association (FIGC) were contacted. Among these,
16 teams belonged to the Third category, 24 to
the Second category, 12 to the First category,
10 to Promotion, 3 to Excellence and 1 to Serie A. The teams were divided into 3 groups:
Amateur (the teams of the Third, Second and
First categories), semi-professionals (Promotion
and Excellence) and professionals (the team in
the Serie A). An evaluation file was proposed
Sono state contattate 66 società calcistiche
della provincia di Parma associate alla Federazione Italiana Gioco Calcio (FIGC). Tra queste,
16 squadre appartenevano alla Terza categoria,
24 alla Seconda categoria, 12 alla Prima categoria, 10 alla Promozione, 3 all’Eccellenza ed 1
alla Serie A. Le squadre sono state suddivise in 3
gruppi: dilettanti (le squadre di Terza, Seconda
e Prima categoria), semiprofessionisti (Promozione ed Eccellenza) e professionisti (la squadra
in Serie A). È stata proposta una scheda di va-
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ankle sprain in athletes
PEDRINI
to record distortion sprain the tibiotarsal joint
during the professional season and to assess
its relationship with any risk factors (Figure 1).
In addition to the personal details the following were considered: height, weight, BMI; role
of player (goalkeeper, defender, midfielder,
striker); training level (insufficient, sufficient,
satisfactory, good, excellent); number of training sessions a week and years of football activity; dominance; injured ankle; date, details
and time of injury (traumas occurred during
the competition or training). The condition of
the pitch has also been considered and divided
into 5 categories: dry, or rather in good general
conditions with turf in good condition; parched
pitch, very dry, disconnected due to aridity and
lack of turf; wet pitch, damp or slightly slippery
pitch with turf in good conditions; heavy pitch,
unplayable or at the limits of playability; iced
pitch. Contemporaneously the type of shoe
worn at the moment of the injury was also assessed, or rather the number and type of studs
applied (13 studs, of rubber, 6 studs, of iron
or other hard plastic material). The presence
of preceding traumas, fractures and muscle
lesions of the lower limbs were also considered. Finally, the time of inactivity following a
trauma, the type of training (rest, medical and
physical therapy, rehabilitation) and the incidence of complications and/or relapses were
assessed. All the data has been assessed with
statistical analysis using the Wilcoxon-MannWhitney test, considering the significant values
of P<0.05.
lutazione per registrare il numero di distorsioni
dell’articolazione tibio-tarsica nel corso della
stagione agonistica e per valutarne la correlazione con eventuali fattori di rischio (Figura 1).
Oltre ai dati anagrafici sono stati considerati: altezza, peso e BMI; ruolo del giocatore (portiere,
difensore, centrocampista, attaccante); grado di
allenamento (insufficiente, sufficiente, discreto,
buono, ottimo); numero di allenamenti a settimana ed anni di attività calcistica; dominanza;
caviglia infortunata; data, dinamica e tempo
dell’infortunio (traumi occorsi durante la competizione o l’allenamento). È stata inoltre considerata la condizione del terreno di gioco, divisa
in 5 categorie: terreno asciutto, ovvero in buone
condizioni generali con manto erboso in buono
stato; terreno secco, molto asciutto, reso sconnesso dall’aridità e dalla carenza di manto erboso;
terreno bagnato, umido o leggermente scivoloso
con manto erboso in buone condizioni; terreno
pesante, impraticabile o ai limiti della praticabilità; terreno ghiacciato. Contestualmente è stato
valutato il tipo di scarpa indossata al momento
dell’infortunio ovvero numero e tipo i tacchetti
applicati (13 tacchetti, di gomma, 6 tacchetti, di
ferro o altro materiale plastico duro). Si è anche considerata la presenza di precedenti traumi distorsivi, fratture, lesioni muscolari degli
arti inferiori. Infine sono stati valutati il tempo
di inattività dopo un trauma, il tipo di trattamento (riposo, terapia medica, terapia fisica,
trattamento riabilitativo) e l’incidenza di complicanze e/o recidive. Tutti i dati sono stati valutati con analisi statistica con il test di WilcoxonMann-Whitney, considerando significativi valori
di P<0,05.
Results
In this study 1452 footballers were interviewed; 1144 were amateurs, 286 semi-professionals and 22 professionals. Of these, 53 athletes had suffered at least one case of ankle
sprain in the preceding professional season.
The relationships between the ages of the athletes, the BMI, the years of sports activity, the
difference of incidence of ankle sprain between
amateurs and semi-professionals and between
these and the professional athletes were analysed (Table I). No statistically significant differences were revealed in the frequency of
tibiotarsal distortion among the amateurs and
the semi-professionals (P=0.204), while it was
significant between the semi-professionals and
the professionals (P=0.007).
To assess the incidence of ankle sprain dur-
Vol. 66 - No. 4
Risultati
In questo studio sono stati intervistati 1452
calciatori, di cui 1144 dilettanti, 286 semiprofessionisti, 22 professionisti. Fra questi, 53 atleti
hanno subito almeno una distorsione di caviglia
nella stagione agonistica precedente. Sono state analizzate le correlazioni tra l’età degli atleti,
il BMI, gli anni di attività sportiva, la differenza
d’incidenza di distorsioni di caviglia tra dilettanti
e semiprofessionisti e tra questi e gli atleti professionisti (Tabella I). Non sono state rilevate differenze statisticamente significative nella frequenza
di distorsioni della tibio-tarsica tra i dilettanti ed
i semiprofessionisti (P=0,204), mentre risultava
significativa tra i semiprofessionisti ed i professionisti (P=0,007).
Al fine di valutare l’incidenza delle distorsio-
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PEDRINI
Ankle sprain in athletes
Table I.—Athletes involved in the study divided into category and incidence of injuries.
Tabella I. — Atleti coinvolti nello studio suddivisi per categoria e incidenza degli infortuni.
Total footballers 1452
Age
BMI
Years of activity
Amateurs
1144 (78.8%)
Semiprofessionals
286 (19.7%)
Professionals
22 (1.5%)
26.1±3.7 DS
26.1±3.7 DS
16.9±3.7 DS
23.8±3.5 DS
26.1±1.2 DS
17.0±2.5 DS
22.0±3.7 DS
23.2±0.6 DS
12.7±1.0 DS
Total tibiotarsal injuries 53 (3.5%)
Amateurs
43 (3.76%)
Semiprofessionals
6 (2.1%)
Professionals
4 (18.2%)
1st category
4 (1.5%)
2nd category
22 (4.2%)
3rd category
17 (4.8%)
Promotion
4 (1.8%)
Excellence
2 (3%)
Premier Division
4 (18.25)
ing the year, the professional season was divided into quarters. During the first quarter
(August-October) an incidence equal to 28.3%
(P=0.015) was recorded, in the second quarter
(November-January) equal to 32.1% in the third
quarter (February-April) equal to 28.3% and in
the fourth quarter (May-July) 11.3%. Furthermore, the incidence of traumas in the single
months of the year was also assessed, revealing
an increase in October. The temporal frequency
of the injury or rather if it occurred during the
first (47.1%) or the second half (52.9%) of the
match (P=0.732) or during the athletic training
session (26.3%) or technical (73.7%) phase with
P=0.064 without reaching the statistical significance was also assessed.
A significantly statistical difference was revealed (P<0.001) in the incidence of ankle sprain
among amateur athletes who carry out 2 weekly
training sessions and the players of higher categories (Table II). The incidence of trauma in relation to dominance was then assessed: 37 were
dextral (69.8%), 15 sinistral (28.3%) and one ambidextrous, the difference between the groups
ni di caviglia durante l’anno, è stata suddivisa
la stagione agonistica in trimestri. Nel primo trimestre (agosto-ottobre) è stata registrata un’incidenza pari al 28,3% (P=0,015), nel secondo
trimestre (novembre-gennaio) pari al 32,1%,
nel terzo trimestre (febbraio-aprile) del 28,3% e
nel quarto trimestre (maggio-luglio) del 11,3%.
Inoltre, è stata valutata l’incidenza dei traumi
nei singoli mesi dell’anno, rilevando un aumento nel mese di ottobre. È stata inoltre valutato
la cadenza temporale dell’infortunio ovvero se
avvenuto durante il primo (47,1%) o il secondo
tempo (52,9%) della partita (P=0,732) o durante
la fase di allenamento atletico (26,3%) o tecnico
(73,7%) con P=0,064 senza raggiungere la significatività statistica.
È stata rilevata una differenza staticamente
significativa (P<0,001) nell’incidenza di distorsioni di caviglia tra gli atleti dilettanti che svolgono due allenamenti settimanali e i giocatori di
categorie superiori (Tabella II). È stata poi valutata l’incidenza di trauma in relazione alla dominanza: 37 erano destrorsi (69,8%), 15 mancini (28,3%) e uno ambidestro, la differenza tra
Table II.—Time of injury and relationship with the number and type of training sessions per week.
Tabella II. — Tempo dell’infortunio e relazione con il numero e il tipo di allenamenti a settimana.
Match
Training session
N. injuries 1st half
N. injuries 2nd half
N. injuries athletic training
N. injuries athletic training
16 (47.1 %)
18 (52.9%)
5 (26.3%)
14 (73.3%)
Total match 34 (64.2%)
N. training sessions per week
N. injuries
576
Total training 19 (35.8%)
2
3
4
6
36 (67.9%)
11 (20.8%)
2 (3.8%)
4 (7.5%)
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ankle sprain in athletes
PEDRINI
proved to be statistically significant (P<0.001).
The incidence of traumas in relation to the pitch
conditions, type of footwear (number and shape
of studs), to the mechanism of the injury and
to the role of the player (Table III) was also assessed. All this data has been compared (Table
IV): in particular the number of studs was compared (65.4% of the injured athletes wore footwear with 13 studs, while 34.6% wore footwear
with 6 studs at the moment of the trauma) with
the injury mechanism (P=0.015) and with the
type of pitch (P<0.001); the type of studs with the
injury mechanism (P=0.348) and with the pitch
(P=0.291). From the analysis of stud type, related
to the incidence of the traumatisms, a significant
difference emerges (P<0.001) between the use
of cylindrical or lamellar studs with a percentage of injury of 82.7% in favour of the first. Only
one athlete at the moment of the trauma was
i gruppi è risultata statisticamente significativa
(P<0,001). È stata considerata anche l’incidenza
di traumi in relazione alle condizioni del terreno, al tipo di calzature (numero e forma dei tacchetti), al meccanismo dell’infortunio ed al ruolo
del giocatore (Tabella III). Tutti questi dati sono
stati messi in relazione tra loro (Tabella IV). In
particolare è stato messo in relazione il numero dei tacchetti (il 65,4% degli atleti infortunati
indossava calzature con 13 tacchetti, mentre il
34,6% portava calzature con 6 tacchetti al momento del trauma) con il meccanismo d’infortunio (P=0,015) e con il tipo di terreno (P<0,001);
il tipo di tacchetti con il meccanismo d’infortunio
(P=0,348) e con il terreno di gioco (P=0,291).
Dall’analisi del tipo di tacchetto, correlata all’incidenza di traumatismi, emerge una differenza
significativa (P<0,001) tra l’utilizzo tacchetti
cilindrici o lamellari con una percentuale d’in-
Table III.—Dynamics of the injury based on the conditions of the pitch, type of footwear used, mechanism
of injury and role of player.
Tabella III. — Dinamica dell’infortunio in base alle condizioni del terreno, al tipo di calzatura utilizzata, al
meccanismo dell’infortunio e al ruolo del giocatore.
Dynamics of injury
Pitch conditions
N. injuries (%)
Dry-parched
Wet-heavy
Iced
6
13
Cylindrical
Lamellar
Contact
Running forward
Change in Direction
Landing
Unsuitable pitch
Goalkeeper
Defender
Midfielder
Striker
Type of footwear
(N. studs and shape)
Mechanism
Role of player
21
18
4
18
34
43
9
24
8
10
7
2
37
22
18
12
(58.5%)
(34%)
(7.5%)
(34%)
(64.2%)
(82.7%)
(17.3)
(45.3%)
(15.5%)
(19.9%)
(13.2%)
(3.8%)
(69.8%)
(41.5%)
(34%)
(22.6%)
Table IV.—Relationship between mechanism of injury, type of pitch and characteristics of studs.
Tabella IV. — Relazione tra meccanismo di infortunio, tipo di terreno e caratteristiche dei tacchetti.
Characteristics of the studs
6 Studs
Mechanism of
injury
Pitch type
Vol. 66 - No. 4
Contrast
Running forward
Landing
Dry/Arid
Wet/Heavy
Iced
73
5
0
2
14
2
(52%)
(27.8)
(0%)
(6.7%)
(77.7%)
(50%)
13 Studs
12
13
9
28
4
2
(48%)
(72.2%)
(100%)
(93.3%)
(22.2%)
(50%)
MEDICINA DELLO SPORT
Cylindrical
Lamellar
20
14
9
23
17
3
5
4
0
7
1
1
(80%)
(77.8%)
(100%)
(76.7%)
(94.4%)
(75%)
(20%)
(22.2%)
(0%)
(23.3%)
(5.6%)
(25%)
577
PEDRINI
Ankle sprain in athletes
wearing smooth shoes without studs and the
data was analysed excluding him from the total.
Finally, the presence of preceding traumas was
considered, 38 athletes out of 53 (71.7%) had
already suffered a trauma related to the sports
activity (P<0.002). The recovery time from the
traumas was analysed, which was equal or lower
to a month for 39 out of 53 (73.6%) athletes, between one and two months for 5 athletes (9.4%)
and more than two months for 9 athletes (17%).
The incidence of relapse was equal to 18.9% (10
athletes) (P<0.001).
fortunio di 82,7% in favore dei primi. Solo un
atleta al momento del trauma indossava scarpe
lisce senza tacchetti e l’analisi dei dati è stata
effettuata escludendolo dal totale. Infine è stata
considerata la presenza di traumi precedenti, 38
atleti su 53 (71,7%) avevano già avuto un infortunio correlato all’attività sportiva (P<0.002). È
stato analizzato il tempo di recupero dal trauma,
che era pari od inferiore ad un mese per 39 atleti
su 53 (73,6%), tra uno e due mesi per 5 atleti
(9,4%) e superiore a due mesi in 9 atleti (17%).
L’incidenza di ricadute è stata pari al 18,9% (10
atleti) (P<0,001).
Discussion
Discussione
Category of player
Ankle sprain is a relatively frequent injury in
players playing in the football teams of Parma
and its province (3.65%). It has emerged that
a lower level of sports activity seems to be an
important risk factor related to an increasing
level of injury and with the repeating of micro
traumas.19, 20
Categoria del giocatore
La distorsione di caviglia rappresenta un infortunio relativamente frequente nei giocatori militanti nelle squadre di calcio di Parma e provincia
(3,65%). È emerso che un minor livello di attività
sportiva sembra essere un importante fattore di rischio correlato con un crescente livello d’infortunio e con il ripetersi di microtraumi 19, 20.
Period of injury
Periodo dell’infortunio
A significant incidence of sprain was revealed in the first quarter (August-October) of
the year. In particular, a higher incidence was
noted in October compared with modest case
histories for June, July and August. The first
quarter represents the period of resumption of
the athletic preparation after the summer break,
in which the first matches of the new season 21
are played. During the period of preparation
the risk of muscle overuse increases facilitating
the possibility of injuries. An inadequate athletic preparation and the resumption of highlevel competitions could encourage the onset
of traumatisms.1
È stata rilevata un’incidenza di distorsione significativa nel primo trimestre (agosto-ottobre)
dell’anno. In particolare è stato notato un picco
di incidenza nel mese di ottobre a fronte di una
modesta casistica in giugno, luglio e agosto. Il primo trimestre rappresenta il periodo di ripresa della
preparazione atletica dopo la pausa estiva, in cui
si giocano le prime partite della nuova stagione 21.
Durante il periodo di preparazione aumenta il
rischio di overuse muscolare facilitando la possibilità d’infortuni. Un’inadeguata preparazione
atletica e la ripresa di competizioni ad alto livello
potrebbero favorire l’insorgenza di traumatismi 1.
Time of sport activity
Tempo dall’attività sportiva
al.4, 22, 23
maintain that more than
Ekstrand et
half of the ankle injuries in teams of amateur
players occur during the match compared with
the training session. In our sample, relating the
frequency of sprain with the number of weekly
trainings, we revealed a higher frequency of injuries in those athletes who carry out only two
training sessions a week (67.9%, P<0.001), the
data is probably affected by the greater percentage of amateur players compared with professional players. Some authors have hypothesised
578
Ekstrand et al. 4, 22, 23 sostengono che più della
metà degli infortuni alla caviglia in squadre di
giocatori dilettanti avvengano durante il match
rispetto alla sessione di allenamento. Nel nostro
campione, correlando la frequenza delle distorsioni con il numero di allenamenti settimanali,
abbiamo rilevato una maggior frequenza d’infortuni negli atleti che svolgono solo due sessioni
di allenamento a settimana (67,9%, P<0,001),
il dato risulta probabilmente influenzato dalla
maggior percentuale di giocatori dilettanti rispet-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ankle sprain in athletes
PEDRINI
that effort could be at the base of the higher
incidence of injuries; such a mechanism would
be related to the running intensity during the
match with consequent reduction in the technical performance during the second half of the
match.24-26 Despite the incidence of sprain in our
sample being greater in the second half, the difference in the injury between the two halves of
the match was not statistically significant, like
the one between athletic and technical training.
Finally, no relationship between the onset of lesions and years of sports activities practiced was
highlighted.
Mechanism of injury and role of player
to ai professionisti. Alcuni autori hanno ipotizzato che la fatica potrebbe essere alla base della
maggior incidenza degli infortuni, tale meccanismo sarebbe correlato con l’intensità della corsa
durante la partita con conseguente riduzione
della performance tecnica durante la fine del
secondo tempo 24-26. Nonostante l’incidenza di
distorsioni nel nostro campione fosse maggiore
nel secondo tempo, la differenza d’infortunio tra
i due tempi della partita non è risultata statisticamente significativa, così come quella tra l’allenamento atletico e quello tecnico. Infine non
è stata evidenziata alcuna correlazione tra l’insorgenza di lesioni e gli anni di attività sportiva
praticati.
Football is a contact sport characterised by
variations in the speed of play and by competitiveness, factors which are potentially capable of causing accidents. Consequently, at the
base of joint traumatisms contact mechanisms
are more frequently observed than non-contact mechanisms (69% compared with 31%).27
Almost half of the cases of ankle sprain are
caused by contact between players.28 In line
with literature, the incidence of traumas in our
study did not seem related to the role of the
player,22 nevertheless a low incidence of sprain
traumas from contact with the goalkeepers was
revealed. This data can be explained on the
basis of the characteristics intrinsic to the role
considering that the goalkeeper is more protected from contacts with other players or from
micro traumatisms which can develop during
running.13
Il calcio è uno sport di contatto caratterizzato da variazioni della velocità di gioco e dalla
competitività, fattori potenzialmente in grado di
determinare incidenti. Alla base dei traumatismi
articolari vengono dunque osservati più spesso
meccanismi di contatto rispetto a quelli di noncontatto (69% vs. 31%) 27. Quasi la metà delle distorsioni di caviglia è determinata da un contrasto tra giocatori 28. In linea con la letteratura, nel
nostro studio l’incidenza di traumi non sembrava
essere correlata al ruolo del giocatore 22, tuttavia
è stata rilevata una bassa incidenza di traumi
distorsivi da contatto nei portieri. Questo dato
può essere spiegato sulla base delle caratteristiche
intrinseche del ruolo ritenendo che il portiere sia
più protetto dai contrasti con altri giocatori o da
microtraumatismi che possono svilupparsi durante la corsa 13.
Footwear and pitch
Calzature e terreno di gioco
The higher incidence of injuries found in
the footballers who wore footwear with 13
studs could be attributed to the conditions of
the pitch at the moment in which the trauma
occurred. In the majority of cases the pitch
was dry-parched, a situation in which the
athlete favours the use of footwear with 13
studs. The increase in the incidence of injury
in athletes who wore footwear with lamellar
studs seems to be in contrast with the theories
according to which these studs have greater
adherence to the pitch given their form and
length. The shape of the studs is considered
an important risk factor related to the increase
in the incidence of sprain; in fact, reducing the
length of the studs, the cases of joint traumatisms decrease.29
La maggiore incidenza di infortuni rilevata
nei calciatori che indossavano scarpe a 13 tacchetti potrebbe essere attribuita alle condizioni
del campo nel momento in cui si è verificato il
trauma. Nella maggior parte dei casi infatti, il
campo era asciutto-secco, situazione in cui l’atleta predilige l’utilizzo delle scarpe a 13 tacchetti.
L’aumento dell’incidenza di infortunio in atleti
che indossavano scarpe con tacchetti lamellari
sembra essere in contrasto con le teorie secondo
cui questi tacchetti, abbiano maggior aderenza
sul campo da gioco data la loro forma e lunghezza. La forma dei tacchetti è ritenuta un importante fattore di rischio correlato con l’aumento
dell’incidenza di distorsione, riducendo la lunghezza dei tacchetti infatti, diminuiscono i traumatismi articolari 29.
Vol. 66 - No. 4
Meccanismo d’infortunio e ruolo del giocatore
MEDICINA DELLO SPORT
579
PEDRINI
Ankle sprain in athletes
Preceding and recurring traumas
Traumi precedenti e recidive
Some authors have highlighted the presence
of a relationship between preceding injuries to
the lower limbs and new traumatisms involving
the tibiotarsal joint.28, 30 Preceding cases of ankle sprain can cause ligament laxity, and articular weakness. Different traumatisms like sprain
traumas involving the knee and muscular lesions are the cause of osteo-articular and muscular imbalance during walking and running. An
incorrect and prolonged postural behaviour can
cause altered joint biomechanics. Other studies
deny a relationship between new injuries and
preceding traumas.5, 10, 31 This could be attributed to a suitable rehabilitation programme, to a
good compliance of the athlete and to a suitable
recovery time before resuming the professional
activity.12 A time of inactivity equal to or lower
than a month related to a high rate of recurrence or complications during at the return to
the sports activity suggests an unsuitable recovery time with respect to the entity of the injury.
Alcuni autori hanno evidenziato la presenza
di una relazione tra precedenti infortuni agli arti
inferiori e nuovi traumatismi a carico dell’articolazione tibio-tarsica 28, 30. Precedenti distorsioni
di caviglia possono determinare lassità legamentosa e debolezza articolare. Diversi traumatismi,
come traumi distorsivi di ginocchio e lesioni muscolari, sono cause di squilibrio osteoarticolare e
muscolare sia durante il cammino che nella corsa. Un atteggiamento posturale scorretto e prolungato può determinare un’alterata biomeccanica
articolare. Altri studi negano una correlazione
tra nuovi infortuni e traumi precedenti 5, 10, 31.
Questo potrebbe essere attribuito ad un adeguato programma riabilitativo, ad una buona compliance dell’atleta e ad un opportuno tempo di
recupero prima della ripresa dell’attività agonistica 12. Un tempo di inattività pari od inferiore ad
un mese correlato ad un elevato tasso di recidive o
complicazioni insorte al ritorno all’attività sportiva suggerisce un timing di recupero inadeguato
rispetto all’entità della lesione.
Conclusions
Conclusioni
The incidence of ankle sprain involving the
tibiotarsal joint depends on multiple factors. It
is higher among non-professional athletes who
carry out less training sessions per week, during
the phase of technical training and the second
half of the match. In most cases the cause of the
majority of traumatisms is contact mechanism.
To identify the risk factors of ankle sprain it can
be helpful to establish the correct preventive
measures for the players, with the purpose of
reducing the incidence of this kind of trauma
during the professional season.
L’incidenza di distorsioni dell’articolazione
tibio-tarsica dipende da molteplici fattori. È maggiore tra gli atleti non professionisti che svolgono
meno allenamenti a settimana, durante la fase
di allenamento tecnico ed il secondo tempo della
partita. Alla base del traumatismo si rileva nella
maggior parte dei casi un meccanismo di contatto. Identificare i fattori di rischio di distorsione di
caviglia può aiutarci a definire le corrette misure
preventive per i giocatori, con lo scopo di ridurre
l’incidenza di questo tipo trauma durante la stagione agonistica.
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Results of the present paper were presented at the 40th National Congress of the Italian Society of Physical and Rehabilitation Medicine and at the 9th Mediterranean Congress called “La Medicina Riabilitativa nell’Area del Mediterraneo: Strategie
ed Esperienze”, held in Sorrento, Naples, from 21-25 October 2012.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on November 21, 2013.- Accepted for publication on November 28, 2013.
Correspnding author: C. Costantino, via Fochi 9/1, 43122 Parma, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
581

MED SPORT 2013;66:583-97
Ambulatory joint mobility and muscle
strength assessment during rehabilitation
using a single wearable inertial sensor
Valutazione ambulatoriale della mobilità articolare e della
forza muscolare durante il recupero infortuni mediante
un dispositivo indossabile basato su sensori inerziali
C. TRANQUILLI 1, A. BERNETTI 1, P. PICERNO 1, 2
2School
1Institute of Medicine and Sports Science “A.Venerando”, CONI, Rome, Italy
of Sports and Exercise Sciences, Faculty of Medicine and Surgery, University of Rome “Tor
Vergata”, Rome, Italy
SUMMARY
Aim. Monitoring injured athlete’s condition and the response to a therapeutic treatment allows doctors and therapists
to understand whether the rehabilitation program is heading to the right direction, eventually making modifications
to injury management techniques in response to therapy’s outcomes. The present study aims at exploring the feasibility of using inertial sensors for a quantitative assessment of joint mobility and muscle strength in ambulatory settings
during the rehabilitation program of injured athletes.
Methods. A wireless inertial sensor with a dedicated software was used for the assessment of joint mobility and muscle strength during the rehabilitation program of an elite rescue swimmer after a SLAP tear surgery. Joint function of
the injured shoulder was assessed in terms of range of motion and movement fluidity with respect to the healthy joint
during selected standardized joint mobility tests (sensor fixed to the arm). Strength of the injured shoulder was assessed in terms of mechanical force and power with respect to the healthy joint during isoinertial-resistance exercises
performed at a vertical pulley (sensor was fixed to the weight stack). Tests were performed once a week. Strength tests
started when joint mobility was fully recovered.
Results. Results of joint mobility tests showed that progresses in the recovery of joint mobility can be effectively
monitored over the period of the therapy, and the complete recovery was objectively established after 9 weeks from
the beginning of active joint movements. With regard to the assessment of muscle strength, measuring the force impressed to the external resistance allowed the identification of the correct training loads which were not determined
using fixed tables but customized with respect to actual muscle strength residuals. Training load was, thus, safely
increased as force was fully recovered. With the present methodology, the complete recovery of joint function was
objectively established, whereas strength recovery was carried out by first identifying the exact training load that was
subsequently administered in a controlled manner using a real time biofeedback.
Conclusion. This case study showed how an inertial sensor can be used for an ambulatory and time-effective assessment of joint mobility and muscle strength during the rehabilitation program of injured athletes, assisting doctors in
evaluating the efficacy of the therapy and providing evidence to clinical decision making.
Key words: Rehabilitation - Joints - Muscle strength.
RIASSUNTO
Obiettivo. Monitorare lo stato dell’atleta infortunato e la risposta al trattamento terapeutico permette a medici e terapisti di capire se il programma di riabilitazione sta volgendo verso la giusta direzione, apportando eventuali modifiche
in corso d’opera in base agli esiti della terapia. Il presente studio ha come scopo quello di esplorare la possibilità di
utilizzare sensori inerziali per la valutazione quantitativa della mobilità articolare e della forza muscolare in contesti
ambulatoriali durante il programma riabilitativo di atleti infortunati.
Metodi. Un dispositivo indossabile senza fili basato su sensori inerziali, con un software dedicato, è stato utilizzato per
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
583
PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
la valutazione della mobilità articolare e della forza muscolare durante il programma di riabilitazione di un nuotatore
di salvamento dopo un intervento chirurgico di SLAP. La funzione articolare della spalla infortunata è stata valutata
in termini di escursione articolare, fluidità e velocità di movimento durante test standardizzati di mobilità articolare
attiva (dispositivo fissato al braccio). La forza della spalla infortunata è stata valutata in termini di forza e di potenza
meccanica rispetto all’articolazione sana durante esercizi isoinerziali ad un ercolina commerciale (dispositivo fissato
al pacco pesi). I test sono stati effettuati una volta alla settimana. I test di forza sono iniziati al completamento del
recupero della mobilità articolare.
Risultati. I risultati relativi ai test di mobilità articolare hanno mostrato come il progresso nel recupero della mobilità
articolare può essere monitorato durante il periodo della terapia, e il completo recupero è stato riscontrato in maniera
oggettiva dopo 9 settimane dall’inizio dei movimenti articolari attivi. Per quanto riguarda la valutazione della forza
muscolare, la misura diretta della forza impressa alla resistenza esterna ha permesso l’identificazione degli esatti
carichi di lavoro determinati non da tabelle fisse ma in maniera individualizzata sulla base dell’effettiva forza muscolare residua. Il carico usato per il ricondizionamento muscolare veniva, quindi, incrementato in maniera sicura solo
quando la forza in corrispondenza di un determinato carico veniva completamente recuperata. L’utilizzo di questa
metodologia ha permesso di stabilire in maniera oggettiva il termine del recupero della mobilità articolare e della forza
muscolare. In particolare, il recupero della forza muscolare è stato effettuato determinando prima l’esatto carico di
allenamento, che è stato poi successivamente somministrato in modo controllato con un biofeedback un tempo reale.
Conclusioni. Questo studio clinico ha mostrato come un dispositivo indossabile basato su sensori inerziali può essere
utilizzato per una valutazione ambulatoriale e tempo-efficace della mobilità articolare e della forza muscolare durante
il programma di riabilitazione di atleti infortunati, assistendo i medici nel valutare l’efficacia della terapia fornendo basi
oggettive al processo decisionale clinico.
Parole chiave: Riabilitazione - Articolazioni - Forza muscolare.
T
he desired goal of any rehabilitation protocol is to lead the athlete to an early and safe
return to sport.1 In this context, a quantitative,
periodic evaluation of joint mobility and muscle strength plays a crucial role for it may help
doctors and therapists in assessing the efficacy
of the therapy, monitoring the progresses of the
recovery and, hence, objectively establishing its
completion.
In an ambulatory setting (i.e., outside the
laboratory of movement analysis), joint mobility is typically assessed statically solely in terms
of range of motion and the corresponding
measure is achieved using manual or electronic
goniometry.2 Since this technique relies on the
identification of anatomical landmarks, the corresponding angular measure results characterized by a low accuracy and inter-operator repeatability.3
In practical operational settings, muscle
strength of injured joint is frequently assessed
using isoinertial resistance machines and expressed as the amount of external resistance
(in kilograms) lifted against gravity for a certain
number of repetitions.4 The main limitation of
such approach is to ignore the acceleration of
the external resistance produced by external
forces generated by muscle activation.5 From
a physiological point of view, this is equivalent to assume that muscles moving the injured
joint have the same force of those moving the
healthy one if an equal amount of external re-
584
L’
obiettivo desiderato di qualsiasi protocollo riabilitativo è quello di portare l’atleta a un rapido e sicuro ritorno alla pratica sportiva 1. In questo
contesto, una periodica valutazione quantitativa
della mobilità articolare e della forza muscolare dell’articolazione infortunata gioca un ruolo
cruciale in quanto permette a medici e terapisti di
valutare in itinere l’efficacia della terapia, monitorando oggettivamente i progressi del recupero e,
quindi, decretarne il termine in maniera certa.
Nella pratica ambulatoriale (cioè, al di fuori di
un laboratorio di analisi del movimento umano),
la mobilità articolare è di solito valutata in maniera statica esclusivamente in termini di escursione
angolare mediante goniometria manuale o elettronica 2. Dal momento che questa tecnica si basa
sulla individuazione di punti di repere anatomici,
la misura angolare corrispondente risulta caratterizzata da un basso grado di accuratezza e di
ripetibilità inter-operatore 3.
In situazioni pratiche, la forza muscolare di
un’articolazione infortunata viene invece solitamente valutata utilizzando le comuni macchine da
muscolazione (cosiddette “isoinerziali”, in quanto
ad essere costante – iso – è la massa – inerzia della resistenza esterna che viene sollevata) e viene
espressa come la quantità di resistenza esterna (in
chilogrammi) sollevata contro gravità per un certo
numero di ripetizioni 4. Il principale limite di questo approccio è quello di ignorare l’accelerazione
della resistenza esterna prodotta dalle forze esterne
generate dalla attivazione muscolare 5. In altri termini, si tiene conto solo della resistenza esterna e
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
sistance is lifted for an equal number of times.
External forces produced by muscle activation can be measured with isometric or isokinetic 6 dynamometry. From a strictly safety point
of view, isokinetic apparatus have the great advantage of avoiding tendon overloads by accommodating muscle tension variations over
the whole arc of movement. From a functional
point of view, both typologies of testing suffer
from the same limitation: the muscle activation
they produce is different from those characterizing typical human movements, which are neither performed with fixed joint angles nor at
constant joint angular velocities.7
In alternative to isometric and isokinetic dynamometry, Bosco proposed the assessment of
muscle strength in isoinertial mode.8 From a
neuromuscular point of view, these conditions
are more specific to human physical performance than isokinetic or isometric assessments7.
With regard to the safety of the exercise, tendons overloads, avoided with isokinetic apparatus, can be prevented by using very light loads
that can be administered since from the early
stages of the post-surgical condition.
In isoinertial mode, muscle force can be estimated from the linear acceleration of the external resistance moved by the action of muscle forces. This acceleration is typically derived
from the linear displacement of the external
resistance measured by draw wire encoders,8
consisting in a cable wounded around a fixed
reel and anchored to the external resistance: as
the latter is moved, the cable is pulled and rotates the reel, translating the linear motion into
a rotary motion. The limitation of this methodology is that care must be taken in aligning the
cable along the direction of the movement of
the external resistance.
Recent technology advances in the field of
motion measurement techniques have open up
new perspectives in human movement analysis:
instantaneous tridimensional (3D) linear accelerations and angular velocities of moving objects can be now measured directly on board
using small inertial sensors such as accelerometers and gyroscopes,9 respectively. The term
“instantaneous” refers to the frequency with
which the measure is sampled per unit of time
and depends on the sampling frequency, measured in Hertz (Hz), of the instrument (i.e., 200
Hz stands for a measure sampled 200 times in
a second). The combination of a triaxial accelerometer and gyroscope is usually referred as
inertial measurement unit (IMU): linear accel-
Vol. 66 - No. 4
PICERNO
non di come questa viene sollevata. Da un punto
di vista fisiologico, questo equivale a supporre che
i muscoli che muovono l’articolazione infortunata
hanno la stessa forza dei controlaterali se la stessa
resistenza esterna viene sollevata per lo stesso numero di volte.
Le forze esterne prodotte dall’attivazione muscolare possono essere misurate con dinamometri isometrici o isocinetici 6. Da un punto di vista della sicurezza esecutiva, le apparecchiature isocinetiche
hanno il grande vantaggio di evitare sovraccarichi
tendinei accomodando le variazioni di tensione
muscolare lungo l’intero arco di movimento. Da
un punto di vista funzionale, entrambe le tipologie
di test soffrono della stessa limitazione: l’attivazione muscolare che producono è diversa da quella
che caratterizza i movimenti tipici dell’uomo, che
non sono né eseguiti ad angoli articolari fissi né a
velocità angolare costante 7.
In alternativa alla dinamometria isometrica e
isocinetica, Bosco ha proposto la valutazione della
forza muscolare in modalità isoinerziale 8. Da un
punto di vista neuromuscolare, questa condizione
è più specifica alla prestazione fisica rispetto alla
valutazione isocinetica o isometrica 7. Per quanto riguarda la sicurezza dell’esercizio, il rischio di
sovraccarichi tendini, prevenuti con apparecchiature isocinetiche, possono essere evitati utilizzando
con carichi molto leggeri che possono essere somministrati sin dalle prime fasi postchirurgiche.
In modalità isoinerziale, forza muscolare può
essere stimata dalla accelerazione lineare della
resistenza esterna mossa dall’azione delle forze
muscolari. Questa accelerazione viene tipicamente
derivata a partire dallo spostamento lineare della
resistenza esterna misurata da encoder a filo 8.
Questa strumentazione consiste di un cavo con un
capo ancorato alla resistenza esterna e l’altro avvolto intorno ad una bobina fissa a terra: quando
la resistenza esterna viene spostata, il cavo viene
tirato e ruota la bobina, traducendo il moto lineare
in moto rotatorio. Il limite di questo metodo è che
bisogna fare attenzione ad allineare il cavo lungo
la direzione del movimento della resistenza esterna.
Recenti progressi tecnologici nel campo delle tecniche di misurazione del movimento hanno aperto
nuove prospettive all’analisi del movimento umano: accelerazioni lineari e velocità angolari tridimensionali (3D) istantanee di corpi in movimento
possono ora essere misurate direttamente a bordo
del corpo con piccoli sensori inerziali quali accelerometri e giroscopi 9, rispettivamente. Il termine
“istantaneo” si riferisce alla frequenza con la quale la misura viene effettuata nell’unità di tempo e
dipende dalla frequenza di campionamento, mi-
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585
PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
erations and angular velocities are measured respectively along and about the geometrical axes
of the IMU case.
Body’s segments orientation during joint mobility tests and force impressed to an external
resistance during isoinertial strength test can
be, hence, alternatively assessed using an “allin-one” solution consisting of a single IMU, on
the mandatory condition that the orientation of
the IMU in space is known at any instant of
time. “Space” is usually represented as a fixed
Cartesian system of reference defined by the
direction of gravity which can be computed,
in static condition, using trigonometry from accelerometer data.10 In dynamic condition, IMU
orientation with respect to gravity is estimated
through time integration of the gyroscope output starting from the instant of time in which
the IMU can be assumed stationary. This is usually accomplished by ad hoc sensor fusion algorithms,11 which are generally built-in in commercially available IMUs. From the orientation
of IMU in space, in fact, the angular displacement of the body segment on which the IMU
is placed can be estimated,12 and accelerations
measured along the local axes of the IMU can
be expressed with respect to a fixed absolute
vertical direction (along which gravity resistance exercises are performed).13
On regard of the assessment of joint mobility,
advantages of using IMU’s are manifold: first,
since sensors are tridimensional, during a joint
mobility test where the rotation of the body
segment occurs mainly on a single plane (i.e.,
shoulder abduction, with the IMU placed on the
upper arm), the direction of the vector of the
measured 3D angular velocities coincides with
the joint’s single axis of rotation,14 independently from how the IMU case has been oriented when fixed on the body segment (Figure
1). This means that measures are independent
from the positioning of the device on the body
segment and, hence, contrary to goniometry,
operator-independent; secondly, since motion
is measured continuously over the whole arc
of movement, the analysis is not limited to the
solely quantification of range of motion but,
contrary to goniometry, it can be extended to
further movement-related mechanical parameters characterizing joint function.
On regard of the assessment of muscle
strength in isoinertial mode, advantages of using IMU’s with respect to draw wire encoders
are manifold: from a mechanical/mathematical
point of view, the acceleration of the external
586
surata in Hertz (Hz), dello strumento (ad esempio,
200 Hz rappresenta una misura effettuata 200 volte in un secondo). La combinazione di un accelerometro e di un giroscopio 3D viene solitamente
indicata come inertial measurement unit (IMU):
accelerazioni lineari e le velocità angolari sono
misurate rispettivamente lungo e intorno agli assi
geometrici dell’involucro dell’IMU.
L’orientamento di segmenti corporei durante test
di mobilità articolare e la forza impressa ad una
resistenza esterna durante esercizi con sovraccarichi possono essere, quindi, alternativamente misurati utilizzando una unica soluzione costituita da
un singolo IMU, alla condizione che l’orientamento
dell’IMU nello spazio sia noto in ciascun istante di
tempo. “Spazio” è di solito rappresentato come un
sistema di riferimento cartesiano fisso definito dalla
direzione della gravità, che può essere calcolata, in
condizione statica, utilizzando regole trigonometriche a partire dai dati dell’accelerometro 10. In condizioni dinamiche, l’orientamento dell’IMU rispetto
alla gravità viene stimata mediante integrazione
numerica della velocità angolare misurata dal giroscopio a partire dall’istante di tempo in cui l’IMU
è fermo. Questi calcoli vengono solitamente eseguiti
da algoritmi ad hoc cosiddetti di sensor fusion 11,
che vengono generalmente già incorporati negli
IMU disponibili in commercio. Dall’orientamento
dell’IMU nello spazio, infatti, lo spostamento angolare del segmento corpo su cui è collocato l’IMU può
essere stimato 12, e le accelerazioni misurate lungo
gli assi dell’IMU possono essere espressi rispetto ad
una direzione verticale assoluta (lungo la quale gli
esercizi contro gravità vengono eseguiti) 13.
Riguardo la valutazione della mobilità articolare, i vantaggi di utilizzare un IMU sono molteplici:
in primo luogo, dato che i sensori sono tridimensionali, durante un test di mobilità articolare caratterizzato da una rotazione del segmento corporeo
che si verifica unicamente su di un piano anatomico (ad esempio, l’abduzione della spalla, con l’IMU
posto sul braccio), la direzione del vettore della
velocità angolare 3D coincide sempre con l’asse
unico di rotazione 14 indipendentemente da come
l’IMU è stato orientato sul segmento corporeo (Figura 1). Ciò significa che le misure sono indipendenti
dal posizionamento del dispositivo sul segmento
corpo e, quindi, contrariamente alla goniometria,
sono operatore-indipendente. In secondo luogo,
poiché il movimento è misurato continuamente
lungo tutto l’arco di movimento, l’analisi della mobilità articolare non è limitata alla sola escursione
articolare, ma, contrariamente alla goniometria,
può essere estesa ad ulteriori parametri meccanici
caratterizzanti la funzione articolare.
Riguardo la valutazione della forza muscolare
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Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
Figure 1.—Joint mobility assessment (shoulder abduction) using a single IMU: in static condition, IMU senses
the initial limb orientation using the gravitational vector,
whereas, in dynamic condition, the rotation of the limb
around the joint is sensed using the angular velocity vector.
Figura 1. — Valutazione della mobilità articolare (abduzione della spalla) mediante singolo IMU: in condizioni statiche, l’IMU misura l’orientamento iniziale del
segmento utilizzando il vettore dell’accelerazione gravitazione; in condizioni dinamiche, la rotazione del
segmento attorno all’articolazione viene misurata utilizzando il vettore della velocità angolare.
resistance (i.e., weight stack, barbell) impressed
by muscle force can be measured directly instead of derived from measured positional data;
from a practical point of view, the accuracy of
measuring the motion of the external resistance is not affected by the operator because,
contrary to draw wire encoders, the positioning of the IMU on the external resistance does
not require any particular alignment since IMU’s
initial orientation can be zeroed with respect to
the absolute vertical direction.13
In sport performance analysis, the use of inertial sensors based wearable devices has introduced the great advantage of analyzing athlete’s
performance directly on the field,15 whereas the
use of such technology for the ambulatory assessment and monitoring of joint mobility 16
and/or muscle strength during injury rehabilitation is little.
The present study aims at exploring the feasibility of using a single inertial sensors based
wearable device, provided with proper sensor
fusion algorithm, for the evaluation of joint mobility and muscle strength during the rehabilita-
Vol. 66 - No. 4
PICERNO
in modalità isoinerziale, i vantaggi di usare un
IMU rispetto agli encoder lineari sono molteplici:
da un punto di vista meccanico e matematico,
l’accelerazione della resistenza esterna (ad esempio, pacco pesi o bilanciere) impressa dall’azione delle forze muscolari può essere misurata in
maniera diretta invece di essere derivate a partire dalla misura dello spostamento lineare; da un
punto di vista pratico, l’accuratezza della misura
del movimento della resistenza esterna non è affetta dall’operatore in quanto, contrariamente agli
encoders lineari, il posizionamento dell’IMU sulla
resistenza esterna non richiede alcun allineamento particolare dal momento in cui l’orientamento
iniziale dell’IMU può essere resettato rispetto alla
direzione verticale assoluta 13.
Nell’ambito dell’analisi della prestazione sportiva,
l’uso di dispositivi indossabili basati su sensori inerziali ha introdotto il grande vantaggio di analizzare
la prestazione dell’atleta direttamente sul campo 15,
mentre l’uso di tale tecnologia dell’analisi della mobilità articolare 16 e della forza muscolare durante
riabilitazione da infortuni è ancora poco esplorato.
Il presente lavoro ha come obiettivo quello di
esplorare la fattibilità di utilizzare un unico dispositivo basato su sensori inerziali, provvisto di
appropriati algoritmi di sensor fusion, per la valutazione ambulatoriale e il monitoraggio della mobilità articolare e della forza muscolare durante il
programma riabilitativo di atleti infortunati.
Materiali e metodi
FreeRehab (SENSORIZE, Italy), un IMU senza fili
ed indossabile con software dedicato, è stato utilizzato per la valutazione della mobilità articolare e
della forza muscolare durante il programma riabilitativo di un atleta di elite di nuoto per salvamento
(età: 20 anni) dopo una riparazione chirurgica di
una SLAP di terzo grado alla spalla sinistra. L’atleta che è stato informato ha dato il suo consenso.
Output del test di mobilità articolare
In un test di mobilità articolare attiva (ad esempio, abduzione della spalla, flessione etc.), il software FreeRehab® valuta la funzione articolare
in termini di escursione articolare (RoM), fluidità
di movimento (MF) e velocità di esecuzione (MV).
Questi parametri sono ricavati dallo spostamento
angolare istantaneo dell’articolazione calcolato
durante l’esecuzione del test lungo l’intero arco
di movimento come mostrato in Figura 2. Come
dichiarato dal produttore del software, il segnale
di spostamento angolare è calcolato mediante al-
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PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
tion program of injured athletes in an ambulatory setting.
Materials and methods
FreeRehab (SENSORIZE, Italy), a wireless inertial sensor unit with a dedicated software, was
used for the assessment of joint mobility and
muscle strength during the rehabilitation program of a 20 years old elite rescue swimming
athlete after a surgical repair of a 3rd degree
SLAP tear in the left shoulder. The athlete gave
his informed consent.
Joint mobility test output
In a joint mobility test (i.e., active shoulder abduction, flexion, etc..), FreeRehab® software assesses joint function in terms of range of motion
(RoM), movement fluidity (MF) and movement
velocity (MV). These parameters are retrieved
from the instantaneous joint’s angular displacement data collected during the execution of a
goritmi di sensor fusion secondo Mazzà et al.17 In
questo stesso studio, l’accuratezza dell’algoritmo è
dichiarata essere caratterizzata da un errore inferiore ad 1° rispetto ad uno strumento di misura
assunto essere gold standard.
Questi tre parametri sono stati scelti come output del test di mobilità articolare perché vengono
assunti essere come caratterizzanti, da un punto
di vista meccanico, dello stato funzionale dell’articolazione. In particolare, da un punto di vista
qualitativo, MF riflette il livello di discontinuità
di movimento tipicamente indotta da una condizione patologica 18, mentre un movimento fluido
può essere inteso come un movimento continuo e
regolare. Da un punto di vista matematico, come
dichiarato dal produttore del software, MF è quantificato utilizzando l’analisi del segnale nel dominio delle frequenze come suggerito da Teskey et
al.:19 il segnale di spostamento angolare relativo
all’articolazione infortunata è caratterizzata da
un maggior numero di armoniche che corrispondono a discontinuità nel segnale nel dominio del
tempo (cioè, diminuzione di velocità, inversioni di
movimento, ecc.) (Figura 2).
Figure 2.—Joint angular displacement relative to an active shoulder abduction performed by the healthy and injured
joint. Starting from an initial position with arm along the trunk, shoulder abduction is represented by the ascending
part of the curve (RoM is defined from zero to the apex of the curve), whereas the descending part of the curve is
the arm returning to the initial position. MV is defined as the time elapsed from the start of movement to RoM; MF is
represented by signal discontinuities.
Figure 2. — Spostamento angolare relativo ad un’abduzione attiva della spalla effettuata con l’articolazione infortunata (injured) e con quella sana (healthy). Partendo da una posizione iniziale con braccio lungo il tronco, il movimento di abduzione è rappresentato dalla parte ascendente della curva (RoM è definito da zero fino all’apice della
curva), mentre la parte discendente della curva rappresenta il braccio che torna in posizione iniziale. MV è definita
come il tempo trascorso dall’inizio del movimento all’apice della curva; MF è rappresentato dalle discontinuità nel
segnale.
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
joint mobility test over the whole arc of movement as showed in Figure 2. As stated by the
IMU’s vendor, angular displacement signal is
computed from sensor fusion algorithms according to Mazzà et al.17 In the same study, the accuracy of this algorithm is declared to be lower
than 1° of error with respect to a gold standard.
These three parameters were chosen as
joint mobility test output because they are assumed as characterizing, from a mechanical
point of view, the functional status of the joint.
In particular, from a qualitative point of view,
MF reflects the level of movement discontinuity which is typically induced by a pathologic
condition,18 whereas a fluid movement can be
depicted as a continuous, smooth movement.
From a mathematical point of view, as declared
by the IMU’s vendor, MF is quantified using frequency domain analyses as suggested by Teskey et al.:19 the angular displacement signal of
the injured joint results as characterized by a
higher number of harmonics which correspond
to discontinuities of the signal in the time domain (i.e., velocity decrease, movement inversions, etc.) (Figure 2).
For rating the affected arm, values of RoM,
MF and MV computed from the injured joint
were expressed as percentage of the score performed by the healthy joint, the latter assumed
as target to reach (100%).18
Joint mobility test procedure
Joint function was assessed using active abduction, flexion, extension, external and internal rotation movements as described by Clarkson and Gilewich 20 to ensure standardization
and reproducibility of the test.
Abduction, flexion and extension movements
were performed with the athlete in orthostatism
(arm along the trunk as neutral position). External rotation was first performed in orthostatism
(arm along the trunk with elbow flexed at 90°
as neutral position), while internal rotation was
not assessed until abduction range of motion
was limited below 90°. Lately, as this limitation
was overcome, external and internal rotations
were assessed with the athlete lying supine and
prone, respectively, on a plinth.
The athlete was instructed through adequate
explanation regarding the movement to be performed in order to avoid substitute or compensation movements introduced by tilting other
body segments while performing the desired
task (i.e., lateral trunk bending at the end of
Vol. 66 - No. 4
PICERNO
I valori di RoM, MF e MV calcolati in corrispondenza dell’articolazione infortunata sono stati
espressi in percentuale della prestazione effettuata dall’articolazione sana, quest’ultima assunta
come target da raggiungere (100%) 18.
Procedura del test di mobilità articolare
La funzione articolare è stata valutata utilizzando movimenti attivi di abduzione, flessione,
estensione, rotazione esterna ed movimenti di rotazione interna come suggerito da Clarkson e Gilewich 20 per assicurare la standardizzazione e la
riproducibilità del test.
Abduzione, flessione ed estensione sono state eseguite con l’atleta in posizione ortostatica (braccio
lungo il tronco come posizione neutra). La rotazione esterna è stata eseguita prima in posizione ortostatica (braccio lungo il tronco con il gomito flesso
a 90° come posizione neutra), mentre la rotazione
interna non è stata valutata fino a che l’escursione
articolare in abduzione fosse limitata al di sotto dei
90°. Successivamente, quando questa limitazione è
stata superata, le rotazioni esterna ed interna sono
state valutate con l’atleta sdraiato supino e prono,
rispettivamente, su di un lettino.
L’atleta è stato istruito con un’adeguata spiegazione riguardo i test da eseguire per evitare
movimenti sostitutivi o di compensazione introdotti durante l’esecuzione del test (ad esempio,
un’inclinazione laterale del tronco al termine di
un movimento di abduzione della spalla). Tali
movimenti di compensazione, infatti, possono
inficiare la misura di spostamento angolare effettuata con l’IMU. Quest’ultimo è stato fissato, con
un orientamento arbitrario, su di un punto arbitrario del braccio utilizzando una fascia elastica
per la valutazione dell’abduzione, della flessione
e dell’estensione della spalla, mentre le rotazioni
esterna ed interna sono state valutate fissando
l’IMU sull’avambraccio.
I test di mobilità articolare sono iniziati due
mesi dopo l’operazione chirurgica in base a quanto stabilito dal medico responsabile del programma
riabilitativo, e venivano effettuati una volta a settimana (sessione) prima della fisioterapia giornaliera. In ciascuna sessione di test, ciascun movimento
veniva ripetuto e misurato tre volte per ragioni di
riproducibilità del test.
Output del test di forza muscolare
In un test di forza in modalità isoinerziale, il
software FreeRehab® valuta la forza muscolare in
termini di forza media (F) impressa alla resistenza esterna, velocità media (v) con cui la resistenza esterna viene sollevata e potenza meccanica
MEDICINA DELLO SPORT
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PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
a shoulder abduction movement). Such compensation movements, indeed, may result in
fake angular displacement measurements performed by the IMU. The latter was fixed, with
an arbitrary orientation, on an arbitrary point of
the upper arm using an elastic belt for measuring abduction, flexion and extension movements, while external and internal rotation of
the shoulder were measured by fixing the IMU
on the forearm.
Joint mobility tests started after two months
from the day of the surgery as established by
the doctor in charge of the rehabilitation program, and were performed once a week (session) before the beginning of the daily physiotherapy. In each test session, each selected
movement was repeated three times for reproducibility analysis.
Strength test output
During a isoinertial resistance exercise, FreeRehab® software assesses muscle strength in
terms of mean force (F) impressed to the external resistance, mean velocity (v) of the external resistance and mean mechanical power (P)
generated by the force acting on the external
resistance during the concentric phase of the
movement (i.e., external resistance moving upwards). These parameters are retrieved from the
instantaneous absolute vertical acceleration (a)
of the external resistance, deprived of the acceleration due to gravity, derived from the signals
measured by the IMU as the latter is fixed on
the external resistance.
Instantaneous force (F) applied to the external resistance is computed as:
F = m·(a+g), where m is the mass of the
external resistance, in kilograms, and g is the
gravitational acceleration equal to 9.81 m·s-2.
Instantaneous vertical velocity (v) of the external resistance is computed by numerical integration of a, while instantaneous mechanical
power (P) is computed as the algebraic product
of F and v:
P=F·v
F, v and P are, thus, computed by averaging
F, v and P over the duration of the concentric
phase (Figure 3). Accuracy of the vendor’s algorithm in computing F, v, P and the corresponding values of F, has been analyzed elsewhere.21
It has to be said that, when assessing muscle
strength in isoinertial mode, average values are
to be preferred to peak values because, since
muscle force varies within the range of motion,
590
media (P) generata dalle forze che agiscono sulla
resistenza esterna durante la fase concentrica del
movimento (cioè, quando la resistenza esterna si
muove verso l’alto). Questi parametri sono ricavati dall’accelerazione verticale assoluta istantanea
(a) della resistenza esterna, privata dell’accelerazione di gravità, derivata dai segnali misurati
dall’IMU mentre quest’ultimo è fissato sulla resistenza esterna.
La forza istantanea (F) applicata alla resistenza
sterna è calcolata come:
F = m·(a+g), dove m è la massa della resistenza sterna, in chilogrammi, e g è l’accelerazione di
gravità pari a 9.81 m·s-2.
La velocità verticale istantanea (v) della resistenza sterna è calcolata dall’integrazione numerica di a, mentre la potenza meccanica istantanea
(P) è calcolata come il prodotto algebrico di F e v:
P=F·v
F, v e P sono, quindi, calcolate come la media di
F, v e P sulla durata della fase concentrica (Figura
3). L’accuratezza egli algoritmi del produttore nel
calcolo di F, v, P e dei relativi valori di F, è stata
analizzata altrove 21.
Va detto che, nel valutare la forza muscolare in
modo isoinerziale, i valori medi sono da preferire
ai valori di picco in quanto, dal momento che la
forza muscolare varia al variare dell’escursione
articolare, i picchi in genere corrispondono alla
porzione di movimento in cui i muscoli hanno un
braccio di forza vantaggioso. Così, anche sollevare
un carico elevato può essere caratterizzato da un
picco improvviso elevato di velocità, che non riflette
il vero sforzo esercitato durante la maggior parte
del movimento ma solo il risultato di un vantaggio
meccanico.
Procedura del test di forza muscolare
Quando i test di forza sono iniziati, l’atleta aveva terminato il recupero della mobilità articolare
attiva (così come oggettivato dai test precedenti) e
aveva già cominciato idrochinesiterapia ed esercizi con elastici. Selezionati esercizi isoinerziali monolaterali sono stati eseguiti utilizzando una ercolina commerciale e consistevano in: flessione della
spalla da posizione eretta (da braccio in posizione
neutra a 90° di flessione), estensione della spalla in
posizione eretta (da 90° di flessione della spalla a
braccio in posizione neutra); pull-down da seduto.
L’IMU è stato fissato, con un orientamento arbitrario, in un punto arbitrario del pacco pesi dell’ercolina mediante una tasca magnetica.
L’atleta è stato istruito con un’adeguata spiegazione riguardo i test da eseguire per evitare
movimenti sostitutivi o compensazioni introdotte
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Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
PICERNO
Figure 3.—This figure shows the instantaneous vertical acceleration (upper graph) and velocity (middle graph) of the
external resistance during the concentric phase of a seated one arm cable pull-down exercise performed @ 55% of
1RM of the healthy arm by the injured arm (grey line) and the healthy arm (black line). The maximum value of the
positive portion of the acceleration signal corresponds to the maximal exerted force; the acceleration starts decreasing as the action of the applied force decreases, while deceleration starts when the acceleration signals crosses zero
(negative portion) until the weight-stack stops moving and the acceleration signal returns to zero. Note that when the
acceleration of the healthy side approaches to about -9.81 it means that the weight-stack is as “suspended” in the air
(no external force is applied on the weight stack). Lower graph shows instantaneous mechanical power.
Figura 3. — Questa figura mostra l’accelerazione (grafico superiore) e la velocità (grafico mediano) verticali istantanee della resistenza esterna durante la fase concentrica di un esercizio di pull-down eseguito dall’articolazione
infortunata (linea grigia) e dall’articolazione sana (linea nera) con un carico pari al 55% della 1RM del lato sano. Il
valore massimo della porzione positiva del segnale di accelerazione corrisponde alla forza massima esercitata; l’accelerazione inizia a diminuire quando l’azione della forza applicata diminuisce, mentre la decelerazione inizia quando il segnale di accelerazione attraversa lo zero (porzione negativa) finché la resistenza esterna smette di muoversi
e il segnale di accelerazione ritorna a zero. Da notare che quando l’accelerazione relativa al lato sano si avvicina a
circa -9.81 significa che la resistenza esterna risulta essere come “sospesa” in aria (nessuna forza esterna è applicata
al pacco pesi). Infine, il grafico inferiore mostra la potenza meccanica istantanea.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
591
PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
peaks generally correspond to the movement
portion where muscles have an advantageous
force arm. Thus, even lifting a heavy load may
be characterized by a sudden high peak of velocity, which does not reflect the real effort exerted during the most part of the movement but
only the result of a mechanical advantage.
Strength test procedure
Weight-resistance strength tests began when
the athlete had fully recovered active range of
motion (as objectively established by the previous tests) and already started hydrokinesitherapy and exercises with elastic bands. Selected
weight-resistance tests were performed using
a commercial cable pulley and consisted in:
standing one arm shoulder flexion (from neutral to 90° of flexion); standing one arm shoulder extension (from 90° of shoulder flexion to
neutral); seated one arm pull-down. IMU was
fixed, with an arbitrary orientation, on an arbitrary point of the pulley’s weight-stack using a
magnetic pocket.
The athlete was instructed through adequate
explanation regareding the movement to be
performed in order to avoid substitute movement that might alter strength measurement
output and test reproducibility. Strength tests
were performed once a week, after a proper
warm-up.
Before to start assessing residual muscle
strength of the injured joint, one repetition
maximum (1RM) of the healthy arm was estimated according to Brzycki22 for each of the
selected exercises.
Test consisted in performing five purely concentric movements first with the injured side
and then with the healthy one. The athlete
was asked to perform the movements as fast
as possible (mediating exercise intensity with
pain feeling when using the injured side) so
that strength comparison between healthy and
injured side could be as much reliable as possible and not affected by a movement execution voluntarily performed with a lower intensity, and values F, v and P were averaged over
the five repetitions. For rating the affected arm,
F, v and P relative to the injured joint were expressed as percentage of the score performed
by the healthy joint, the latter assumed as target
to reach (100%).23
Load selection was not established a priori
but based on quantified muscle strength residuals by means of the following approach:
592
durante l’esecuzione dell’esercizio che potevano
alterare le rilevazioni di forza e inficiare la riproducibilità del test. I test di forza sono stati effettuati
una volta a settimana, dopo opportuno riscaldamento.
Prima di iniziare la valutazione della forza
muscolare residua dell’articolazione infortunata,
è stato stimato il carico massimale (1RM) del lato
non infortunato secondo Brzycki22 per ciascun
esercizio selezionato.
Il test consisteva nell’eseguire cinque ripetizioni puramente concentriche con il lato infortunato e poi con quello sano. All’atleta è stato chiesto
di sollevare il carico il più velocemente possibile
(mediando l’intensità dell’esercizio con il dolore
quando si utilizzava l’articolazione infortunata)
in modo che il confronto tra la forza del lato sano
e infortunato potesse essere il più affidabile possibile e non inficiata da movimenti eseguiti volutamente a bassa intensità. I valori di F, v e P sono
stati mediati sulle cinque ripetizioni effettuate. F, v
e P calcolati in corrispondenza dell’articolazione
infortunata sono stati espressi in percentuale della prestazione effettuata dall’articolazione sana,
quest’ultima assunta come target da raggiungere
(100%) 23.
I carichi somministrati nei test di forza non sono
stati stabiliti a priori ma definiti in base alla forza
muscolare residua attraverso il seguente approccio: percentuali della 1RM del lato non infortunato
sono stati progressivamente somministrati sia alla
spalla infortunata che a quella non infortunata
fino a trovare il carico in corrispondenza del quale veniva rilevata una differenza di almeno il 15%
di forza e di potenza tra i due lati 24. Una volta
identificato, questo carico veniva scelto come carico di allenamento (TL) per recuperare la forza
muscolare durante le sedute di ricondizionamento
settimanali (queste ultime venivano monitorate in
intensità con un feedback visivo in tempo reale basato sul valore che veniva visualizzato a schermo
ad ogni ripetizione effettuata). I test di forza veniva effettuati una volta a settimana: dopo una settimana, il TL identificato la settimana precedente
veniva testato nuovamente per verificare se le differenze di forza fossero ancora presenti; Prova di resistenza è stata eseguita una volta alla settimana:
dopo una settimana, TL individuato la settimana
prima è stato nuovamente testato per vedere se le
differenze di forza erano ancora presenti: se la forza muscolare al TL risultava recuperata, il carico
veniva aumentato fino ad identificare il successivo
TL. Ciò è stato fatto fino a che l’articolazione infortunata avesse completamente recuperato la forza
muscolare al 100% del 1RM dell’articolazione non
infortunata.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
percentages of 1RM of the healthy joint were
progressively administered both to the injured
and healthy shoulder to find the early load
at which a difference of at least 15% of force
and power between the two sides could be revealed.24 Once this load was found, it was chosen as training load (TL) for recovering muscle strength during the weekly reconditioning
program (the latter was monitored in intensity
using a real-time visual feedback based on displayed at each exercise repetition). Strength test
was performed once a week: after one week,
TL identified the week before was re-tested to
see if strength differences were still present: if
muscle strength at TL resulted recovered, load
was increased until a new TL could be found.
This was done until the injured joint fully recovered muscle strength at 100% of 1RM of the
healthy joint.
Results
PICERNO
Risultati
Test di mobilità articolare
I risultati relativi al test di mobilità articolare
attiva sono riportati, per ogni sessione di misura
(settimana), nella Tabella I. Valori di RoM, MF e
MV dell’articolazione infortunata sono espressi
in percentuale dell’articolazione non infortunata
(abduzione=194°, flessione=196°, estensione=71°,
rotazione esterna=99°, rotazione interna=61°).
La variabilità intra-sessione del RoM stimato in
corrispondenza delle tre prove ripetute all’interno
di una singola sessione di test è stata quantificata utilizzando la deviazione standard ed è risultata essere sempre al di sotto dei 2° per ciascuno
dei cinque movimenti scelti. La Figura 4 mostra in
forma grafica un campione estratto dalla Tabella
I relativo ai risultati ottenuti nel test di abduzione dall’inizio fino al termine della valutazione (9
settimane).
Test di forza
Joint mobility tests
Results relative to joint mobility tests are reported, for each measurement session (week),
in Table I. Values of RoM, MF and MV of the
injured joint are expressed as percentage of the
score performed by the healthy joint (abduction = 194°, flexion = 196°, extension = 71°,
external rotation = 99°, internal rotation = 61°).
Intra-session variability of RoM estimated in
correspondence of the three trials repeated
within a single measurement session was quantified using standard deviation and resulted
I risultati relativi ai test di forza in modalità
isoinerziale sono riportati, per ciascuna sessione
di test (settimana), nella Tabella II. I valori in tabella sono riferiti all’articolazione infortunata ed
espressi in percentuale dei valori relativi all’articolazione non infortunata. In tabella sono altresì riportati, per ciascuna settimana, i carichi (espressi
in percentuale della 1RM dell’articolazione sana)
somministrati in corrispondenza di ogni sessione
di test. Va precisato che il carico veniva aumentato
quando la forza/potenza dell’articolazione infortunata si avvicinavano all’85% della prestazione
effettuata dall’articolazione sana, perciò i carichi
Table I.—Joint mobility tests results relative to the injured shoulder performed over a period of 9 weeks. Val-
ues are expressed as percentage of the score performed by the healthy joint. Internal and external rotation
at the 8th and 9th week were performed with the athlete lying supine and prone, respectively, on a plinth.
Tabella I. — Risultati dei test di mobilità articolare relativi alla spalla infortunata effettuati in un periodo di 9
settimane. I valori sono espressi in percentuale dei valori relativi all’articolazione sana. Le rotazioni interne
ed esterne in corrispondenza delle settimane 8 e 9 sono state eseguite con l’atleta sdraiato su di un lettino
supino e prono, rispettivamente.
Abduction
Week 1
Week 2
Week 3
Week 4
Week 5
Week 6
Week 7
Week 8
Week 9
Flexion
RoM
[%]
MF
[%]
MV
[%]
19
25
36
79
84
90
97
95
97
29
31
33
37
54
66
90
98
98
29
49
23
60
74
77
87
89
104
Vol. 66 - No. 4
Extension
External Rot.
RoM
[%]
MF
[%]
MV
[%]
RoM
[%]
MF
[%]
MV
[%]
27
45
64
87
94
91
93
95
96
25
27
34
50
59
62
70
90
92
28
24
42
65
50
63
63
67
98
54
63
72
78
86
88
87
87
90
24
25
33
52
66
70
74
86
88
39
43
56
52
67
88
97
100
113
MEDICINA DELLO SPORT
RoM
[%]
MF
[%]
MV
[%]
29
39
45
62
70
73
74
85
96
30
47
55
66
67
75
83
91
98
28
63
30
57
75
81
86
99
100
Internal Rot.
RoM
[%]
MF
[%]
MV
[%]
66
87
55
73
74
81
593
PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
Figure 4.—Sample graph showing progression of the recovery of shoulder abduction over a period of 9 weeks (tests
performed once a week). Results (RoM: range of motion, MF: movement fluidity, MV: movement velocity) are expressed as percentage of the score performed by the healthy joint.
Figure 4. — Grafico esemplificativo che mostra i progressi del recupero della spalla infortunata in abduzione su di
un periodo di 9 settimane (test effettuati una volta a settimana). I risultati (RoM = escursione angolare, MF = fluidità
di movimento, MV = velocità di movimento) sono espressi in percentuale dei valori relativi all’articolazione non infortunata.
always less than 2° in each of the 5 chosen
movements. A sample graphical output of Table I, relative to the abduction movement, is
showed in Figure 4.
riportati in tabella possono ripetersi in settimane
successive.
Strength tests
Scopo del lavoro è stato quello di esplorare l’utilizzo di un unico sensore inerziale indossabile per
la valutazione e il monitoraggio della mobilità
articolare e della forza muscolare durante il programma di riabilitazione di atleti infortunati. Il recupero della mobilità articolare e della forza muscolare della spalla di un nuotatore di salvamento
d’elite operato di SLAP è stato utilizzato come caso
clinico. Il setup di misura, consistente di un singolo
dispositivo wireless e di un computer portatile, ha
permesso di effettuare la valutazione in condizioni
ambulatoriali e in maniera tempo-efficace (una
sessione completa di test di mobilità articolare richiede circa 5 minuti).
I risultati dei test di mobilità articolare hanno
mostrato che il recupero della mobilità articolare
può essere efficacemente controllato durante il periodo di riabilitazione e il completo recupero della
mobilità articolare, espletato in questo caso in 9
settimane, può essere decretato in maniera oggettiva e certa. Per quanto riguarda la valutazione del-
Results relative to isoinertial strength tests are
reported, for each test session (week), in Table
II. Reported values of and relative to the injured
joint are expressed as percentage of the score
performed by the healthy joint. Relevant loads
(expressed in percentage of 1RM of the healthy
joint) administered in correspondence of each
test session are also reported. It has to be specified that load was increased as and approached
the 85% of the score performed by the corresponding healthy joint, this means that loads
reported in the table can be the same across
consecutives weeks.
Discussions and conclusion
Aim of the paper was to present the feasibility of using a single wearable inertial sensor for
the assessment and monitoring of joint mobil-
594
Discussioni e conclusione
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
PICERNO
Table II.—Force applied to the weight-stack of the pulley (F) and lifting velocity of the weight-stack (v) relative to the injured shoulder in correspondence of selected percentages of 1RM of the healthy joint for each
of the selected isoinertial resistance exercise. Values are expressed as percentage of the score performed
by the healthy joint.
Tabella II. — Forza (F) applicata al pacco pesi dell’ercolina e relativa velocità di sollevamento (v) rilevati in
corrispondenza di selezionate percentuali della 1RM della spalla non infortunata per ciascuno degli esercizi
scelti. I valori sono relativi alla spalla infortunata ed espressi in percentuale della spalla non infortunata.
Week 1
F
Abduction
Flexion
Extension
Pull-down
@40%
34%
@50%
49%
@50%
52%
@55%
65%
v
1RM
47%
1RM
57%
1RM
60%
1RM
67%
Week 2
F
@40%
44%
@50%
61%
@60%
65%
@55%
86%
v
1RM
61%
1RM
79%
1RM
75%
1RM
84%
Week 3
F
@40%
91%
@50%
73%
@60%
77%
@65%
58%
v
1RM
93%
1RM
86%
1RM
83%
1RM
68%
ity and muscle strength during the rehabilitation program of injured athletes. The recovery
of an elite rescue swimmer with a SLAP tear
surgery was used as case study. Measurement
setup, consisting in a single wireless measurement unit and a laptop computer, allowed to
perform the evaluation in an ambulatory setting
and in a timely-effective manner (a complete
joint mobility test session took approximately
5 minutes).
Results of joint mobility tests show that
progresses in the recovery of active range of
motion can be effectively monitored over the
period of the therapy and the complete recovery
of joint mobility was objectively established (9
weeks). With regard to the assessment of muscle strength, this paper showed that assessing
muscle strength solely as the amount of external load lifted is not sufficient for characterizing
the conditional status of the injured joint since
different levels of force were found in correspondence of the same amount of kilograms as
muscle strength was trained during the rehabilitation period. Furthermore, measuring the force
impressed to the external resistance allowed a
safe and subjective training loads administration, which was not based on fixed tables but
on actual muscle strength residuals. Training
load was, thus, safely increased as force was
fully recovered.
In the present paper, results of joint mobility
and muscle strength tests relative to the injured
joint were expressed and presented as percentage of the score performed by the healthy joint:
if joint mobility and muscle strength values collected before the injury are available (this condition verifies when athletes are regularly tested
Vol. 66 - No. 4
Week 4
F
@60%
70%
@70%
75%
@60%
106%
@65%
76%
v
1RM
76%
1RM
80%
1RM
97%
1RM
84%
Week 5
F
@60%
81%
@70%
73%
@85%
97%
@65%
90%
v
1RM
84%
1RM
82%
1RM
91%
1RM
87%
Week 6
F
v
@60% 1RM
86% 89%
@70% 1RM
85% 95%
@100% 1RM
69% 82%
@70% 1RM
78% 92%
Week 7
F
v
@60% 1RM
86% 93%
@100% 1RM
71% 82%
@100% 1RM
108% 94%
@75% 1RM
71% 85%
la forza muscolare, questo caso clinico ha mostrato
che la valutazione della forza muscolare, quando
effettuata prendendo come riferimento unicamente la quantità di carico sollevato, non è sufficiente
nel caratterizzare lo stato funzionale dell’articolazione infortunata, poiché diversi livelli di forza
sono stati trovati in corrispondenza della stesso carico man mano che la forza muscolare dell’articolazione infortunata veniva allenata durante il periodo di ricondizionamento muscolare. Inoltre, la
quantificazione della forza impressa alla resistenza esterna ha consentito di determinare i carichi
di lavoro in maniera individualizzata basandosi
sull’effettiva capacità di sollevamento del carico
anziché su tabelle preimpostate. I carichi, così facendo, possono essere somministrati in maniera sicura in quanto, come nel presente studio, vengono
incrementati solo quando le differenze di forza tra
arto infortunato e arto sano vengono compensate.
Nel presente lavoro, i risultati dei test di mobilità
articolare e di forza muscolare relativi all’articolazione infortunata sono stati espressi e presentati
in percentuale dei valori relativi all’articolazione
sana: in caso si abbiano a disposizione i valori
di mobilità articolare e di forza muscolare precedenti all’infortunio (questa condizione di verifica
quando gli atleti sono regolarmente testati durante
l’anno), il recupero dell’articolazione infortunata
può essere riferita a se stessa in condizioni non patologiche.
I vantaggi pratici nel valutare la mobilità articolare con sensori inerziali sono costituiti dal fatto che la valutazione non è operatore-dipendente
(questo significa che l’attendibilità della valutazione non è compromessa dall’eventuale avvicendarsi
dei terapisti nella valutazione a causa di turni di
lavoro, permessi etc.). I vantaggi pratici nel valutare la forza muscolare in modalità isoinerziale è
MEDICINA DELLO SPORT
595
PICERNO
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
during the year), recovery of the injured joint
can be referred to itself in a pre-injury status.
Practical advantages of assessing joint mobility with inertial sensors are that the evaluation
is not operator-dependant (this means that reliability of the evaluation is not compromised
by the possible therapists work shifts). Practical advantages of measuring force in isoinertial
mode is that a variety of muscles groups can be
assessed using a variety of exercises since inertial sensors can be mounted on any isoinertial
machine.
It has to be stressed that the use of standardized tests for the assessment of joint mobility
and muscle strength using the present methodology is crucial for the validity of the evaluation
and reliability of results. In particular, for joint
mobility test care must be taken in the execution
of the movement in order to avoid substitute
movements or compensations that may result
in fake or unwanted joint measurements. With
regard to muscle strength tests, the choice of
exercise typology has to be driven by reproducibility of the movement: the latter should not be
subject to substitute movements that might alter strength measurement output. Furthermore,
lifting movements has to be performed as fast
as possible (mediating exercise intensity with
pain feeling when using the injured joint) so
that force values may reflect the actual strength
condition of the injured joint: with submaximal
loads, in fact, the subject can modulate exercise intensity (i.e., he can voluntarily decide to
lift the load slow or fast). For this reason, future studies should focus the analysis on the
intra-subject, inter-subjects and inter-operators
repeatability of measuring active joint mobility
and muscle strength in isoinertial mode using a
single inertial sensor.
In general, the present paper showed how a
periodic, quantitative assessment of joint mobility and muscle strength during the rehabilitation
program of an injured athlete can be used as
a tool for evaluating the efficacy of the therapy and providing evidence to clinical decision
making. In this context, the use of such a methodology may also allow to easily assess the efficacy of all those medical equipments whose
effectiveness on movement-related joint function recovery is still unknown, and the effects
all those supports aimed at enhancing muscle
function in a pathological condition whose effectiveness has been only partially investigated
using electromyography,25 isometric,26 isokinetic 27, 28 or jump tests.28, 29
596
che una varietà di gruppi muscolari possono essere valutati utilizzando una varietà di esercizi in
quanto i sensori inerziali possono essere montati su
qualsiasi macchina da muscolazione.
Va sottolineato che la scelta e l’utilizzo di test
standardizzati per la valutazione della mobilità articolare e della forza muscolare mediante la
metodologia proposta in questo studio è di fondamentale importanza per la validità dei test e l’attendibilità dei risultati. In particolare, per i test di
mobilità articolare si deve porre molta attenzione
all’esecuzione del movimento in modo da evitare
compensazioni che possono compromettere la misura ottenuta. Riguardo ai testi di forza muscolare,
la scelta della tipologia di test deve essere guidata
dalla necessità di scegliere un esercizio che possa
facilmente garantire la sua riproducibilità e facilità esecutiva: l’esercizio dovrebbe essere non soggetto a movimenti sostitutivi o compensi che potrebbero, anche in questo caso, alterare e falsificare la
misurazione della forza.
Inoltre, durante il test di forza muscolare, il
sollevamento del carico deve essere eseguito il
più velocemente possibile (mediando l’intensità dell’esercizio con il dolore percepito quando si
utilizza l’articolazione infortunata) in modo che
i dati rilevati possono riflettere l’effettivo deficit di
forza dell’articolazione infortunata: con carichi
submassimali, infatti, il soggetto può modulare
l’intensità dell’esercizio (ad esempio, può volontariamente decidere di sollevare il carico più o meno
velocemente). Per questo motivo, studi futuri dovrebbero concentrarsi sull’analisi della ripetibilità intra-soggetto, tra-soggetti e tra-operatori delle
valutazioni di mobilità articolare attiva e di forza
muscolare in modalità isoinerziale effettuate mediante un singolo sensore inerziale.
In generale, il presente lavoro ha mostrato
come una periodica valutazione quantitativa
della mobilità articolare e della forza muscolare
durante il programma riabilitativo di un atleta
infortunato può costituire uno strumento per la
valutazione dell’efficacia della terapia fornendo
una solida base al processo decisionale clinico.
In questo contesto, l’uso di tale metodologia può
inoltre permettere di valutare facilmente l’efficacia di tutte quelle attrezzature medicali la cui efficacia sul recupero funzionale di un’articolazione è ancora sconosciuta, e gli effetti di tutti quei
supporti volti a migliorare la funzione muscolare
in condizioni patologiche la cui efficacia è stata
solo parzialmente studiata usando l’elettromiografia 25 oppure test isometrici,26 isocinetici 27, 28
o di salto 28, 29.
Infine, per quanto riguarda la delicata faccenda del ritorno in campo, una corretta scelta dei
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment
Finally, on regard of the delicate matter of return to play, a correct and safe training load administration, carried out through the objective
assessment of muscle strength residuals, allows
a complete muscle strength recovery, crucial in
ensuring the athlete an early and safe return to
athletic training.
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This paper was presented at FIMS, 32nd World Congress Of Sports Medicine, Rome, Italy, September 27-30, 2012.
Acknowledgements.—The authors would like to thank Sergio Lupo, Renato Manno, Giuseppe Mondì, Loredana Romano
and Anna Loddo from the Institute of Medicine and Sports Science of Rome for their valuable contribution in developing
and performing the tests.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on November 20, 2013. - Accepted for publication on November 25, 2013.
Corresponding author: P. Picerno, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport “A. Venerando”, CONI - largo Piero Gabrielli 1,
00197 Rome, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
597

Case reports
Casi clinici
MED SPORT 2013;66:599-605
False positive ST segment depression
during exercise stress test in presence
of T-waves inversion: usefulness
of multislice cardiac computed
tomography in sports medicine
Sottoslivellamento del segmento ST falsamente positivo
nel corso di prova da sforzo in presenza di inversione
dell’onda T: utilità della tomografia computerizzata
cardiaca multislice in medicina dello sport
L. FALLAVOLLITA 1, 2, V. BIASINI 2
2Associazione
1Unit of Cardiology, INRCA, Fermo, Italy
Medico Sportiva Dilettantistica di L’Aquila - FMSI
SUMMARY
Abnormal ventricular repolaritation patterns such as inverted T-waves are occasionally present in trained adult athletes. Treadmill exercise electocardiographic stress test is the classical method for initial assessment of coronary artery
disease (CAD). It is known that the treadmill exercise stress test may be falsely positive. A 64-slice multidetector tomography angiography (MDCT) is a noninvasive important method in the early detection of CAD with high accuracy.
We present a case of false positive during stress test. The use of MDCT has allowed us to exclude with reasonable
certainty the suspicion of CAD.
Key words: Angiography - Coronary artery disease - Exercise test.
RIASSUNTO
Anomalie della ripolarizzazione ventricolare del tipo onde T invertite sono di occasionale riscontro in atleti adulti allenati.
La prova da sforzo è la metodica classica per lo studio iniziale della caronaropatia (CAD). È noto che la prova da sforzo
può risultare falsamente positiva. La tomografia computerizzata cardiaca a 64 slide (MDCT) è un’ importante metodica
non invasiva dotata di elevata accuratezza nella diagnosi precoce di CAD. Riportiamo il caso clinico di un falso positivo
alla prova da stress. Il ricorso della MDCT ci ha permesso di escludere con ragionevole certezza il sospetto di CAD.
Parole chiave: Angiografia - Malattia aortocoronarica - Esercizio, test.
T
he sudden death during sport participation
is a rare but devastating event. Among the
causes, one of most frequent is the coronary artery disease. A significant proportion of events
occurs in asymptomatic subjects without any
history of cardiac disease. Pre-partecipation
screening program of athletes is crucial for
early detection of cardiovascular disease. The
Vol. 66 - No. 4
L
a morte improvvisa durante pratica sportiva è
un evento raro ma devastante. Tra tutte le cause, una delle più frequenti è la cardiopatia ischemica. Una quota significativa di eventi interessa
soggetti asintomatici senza storia clinica di cardiopatia. Il programma di screening in medicina
dello sport è essenziale per l’individuazione in fase
precoce di cardiopatia. La prova da sforzo rap-
MEDICINA DELLO SPORT
599
FALLAVOLLITA
FALSE POSITIVE ST SEGMENT DEPRESSION DURING EXERCISE STRESS TEST
treadmill exercise stress test is most popular,
well-established, inexpensive, widely available
procedure for the assessment of the presence
of ischemia; however its diagnostic accuracy is
not optimal and ST-segment shifts during test
may not be not directly related to ischemia. An
inconclusive exercise test in an asymptomatic
subject makes it necessary to resort to an examination of stress imaging, generally myocardial scintigraphy or echostress. An alternative
approach that allows an anatomical assessment of coronary vessels involves the use of
64-slice multidetector tomography angiography
(MDCT). The MDCT appear to be a new and
formidable noninvasive imaging modality to
identify or rule out CAD in low-to-intermediate
risk individuals. In the present paper we report
a false positive ST-segment depression during
treadmill stress in adult male practitioner competitive football who was shown to have normal coronary vessels by MDCT. We discuss the
usefulness of MDCT in sport population.
presenta la metodica più popolare, ben tollerata,
poco costoso e largamente disponibile per lo studio
dell’ischemia; tuttavia la sua accuratezza diagnostica non è ottimale ed il riscontro di alterazioni
del tratto ST-T nel corso della prova può non essere
direttamente correlata alla presenza di ischemia.
Una prova da sforzo non dirimente in un soggetto asintomatico rende necessario il ricorso ad
una metodica di stress imaging, in genere miocardioscintigrafia o ecostress. Un approccio alternativo che permetta uno studio anatomico dei vasi
coronarici implica l’utilizzo di tomografia computerizzata cardiaca con multidetettore a 64-slide (MDCT). La MDCT sembra essere una nuova
formidabile modalità di imaging non invasivo
nell’identificazione o nell’esclusione della presenza di CAD in individui a rischio medio-basso. Nel
presente articolo riportiamo il caso di un sottoslivellamento del tratto-ST risultato falsamente positivo nel corso di una prova da sforzo condotta in
un calciatore adulto praticante attività agonistica
nel quale si è stato dimostrato un normale albero
coronario mediante MDCT. Discutiamo l’utilità
della MDCT in medicina dello sport.
Case report
A 49-year-old Caucasian man addressed by the local Medicine Sport Unit was referred at the Cardiology
Service of INRCA-Fermo for evaluation of electrocardiographic abnormalities. The patient who gave his
consent, is a smoker with family history of coronary
artery disease but without other traditional cardiovascular risk factors; he has always been asymptomatic
and practitioner competitive football. His medical history and physical examination were unremarkable;
blood pressure (BP) 130/80 mmHg, Sat. Ox 98% AA. A
resting 12 lead ECG showed: sinus rhythm with heart
rate of 64 bpm; normal axis; within the atrio-ventricular and Intraventricular conduction; normal QT e QTc,
but negative T-waves on V3, V4, V5 leads (Figure 1A).
Transthoracic color Doppler echocardiogram,
performed through a bad acoustic window, showed
left vetricle within normal limits, normal ejection
fraction, without regional motion abnornalities and
normal diatolic pattern; right chambers within normal limits for dimensions and function. Has not be
possible to identify position of the ostia and proximal course of coronary arteries. Treadmill exercise
testing was performed using the Bruce protocol because of the suspicion of coronary artery disease
(CAD) The test was stopped by the physician after ten minutes and forty seconds because the patient exeperiencing fatigue without chest disconfort
or other symptoms. Characteristics of test were:
peak heart rate 150 bpm corresponding to 87% of
maximal predicted heart rate; maximal BP 140/80
mmHg; workload of 12 metabolic equivalents; double product 19500.
600
Caso clinico
Un uomo di 49 anni di razza caucasica, che ha
dato il suo consenso, viene inviato da un locale Centro
di Medicina dello Sport al Servizio di Cardiologia dell’
INRCA di Fermo per valutazione di anomalie elettrocardiografiche. Si tratta di un fumatore con familiarità per cardiopatia ischemica ma in assenza di altri
tradizionali fattori di rischio cardiovascolari; riferisce
di essere stato sempre asintomatico e di praticare calcio a livello agonistico. La sua storia clinica e l’esame
obiettivo sono negativi per elementi significativi; la
pressione arteriosa (BP) era di 130/80 mmHg, Sat. Ox
98% AA. L’elettrocardiogramma standard a 12 derivazioni eseguito a riposo ha documentato: ritmo sinusale
con frequenza cardiaca di 64 bpm; asse elettrico intermedio; normale conduzione atrio-ventricolare e intraventricolare; QT e QTc nella norma, presenza di onde
T negative nelle derivazioni V3,V4 e V5 (Figura 1A).
Un esame ecocardiocolor Doppler transtoracico,
eseguito attraverso una pessima finestra acustica, ha
mostrato un ventricolo sinistro di normali dimensioni, normale frazione di eiezione in assenza di anomalie della cinetica segmentarla regionale e un normale pattern diastolico; le camere destre apparivano
nella norma per dimensioni e funzione. Non è stato
possibile identificare la posizione degli osti e del tratto
prossimale delle coronarie. Nel sospetto di CAD veniva eseguito un test ergometrico su treadmill secondo
protocollo di Bruce. Il test è stato interrotto dal medico
dopo dieci minuti e quaranta secondi per esaurimento
muscolare senza che il paziente riferisse sintomatologia anginosa o altra sintomatologia. Le caratteristiche
del test sono state: FC max 150 bpm corrispondente
MEDICINA DELLO SPORT
Ottobre 2013
FALSE POSITIVE ST SEGMENT DEPRESSION DURING EXERCISE STRESS TEST
FALLAVOLLITA
Figure 1.—A) ECG 12 standard derivations beginning of the stress test; B) ECG behind acme of the stress test; C) early
recovery; D) delayed recovery.
Figura 1. — A) ECG 12 derivazioni standard all’inizio del test ergometrico; B) ECG in prossimità dell’acme dello stress;
C) ricovero precoce; D) ricovero tardivo.
During the test we observed persistence of Twave inversion and 2 mm horizontal-descending ST segment depression on V3,V4,V5 leads
(Figure 1B). These ST-T changes did not resolve
complety for several minutes (Figure 1C, D). A
treatment with ASA 100 mg/die and bisoprolol
1.25 mg/die was started.
The patient was subjected to magnetic resonance which has excluded the presence of cardiomyopathies.
In the diagnostic hypothesis of CAD, a
64-slice multidector computer tomography
(MDCT) coronary angiography was performed.
Normal origin and course of the coronary without atherosclerotic obstructions were detected
(Figures 2-4). The coronary calcium score (Agatston) was zero.
The final diagnosis was aspecific ECG repolarization abnormalities without clinical or stru-
Vol. 66 - No. 4
all’87% della massima frequenza cardiaca teorica; PA
max 140/80 mmHg; workload di 12 equivalenti metabolici; doppio prodotto 19500.
Nel corso della prova abbiamo osservato un’inversione dell’onda T e un sotto-ST orizzontale-discendente di 2 mm nelle derivazioni V3,V4,V5 (Figura 1B).
Dette anomalie del tratto ST-T non regredivano completamente a distanza di diversi minuti (Figura 1C,
D). Veniva iniziata terapia con ASA 100 mg/die and
bisoprololo 1,25 mg/die.
Il paziente veniva sottoposto a cardio-RM che escludeva la presenza di cardiomiopatie.
Nel sospetto diagnostico di CAD, veniva eseguita
una tomografia computerizzata cardiaca con detettore a 64-slice. Veniva documentata normale origine e
decorso delle coronarie indenni da ateromasiche (Figure 2-4). Il coronary calcium score (Agatston) risultava pari a zero.
La diagnosi finale è stata anomalie ECGrafiche
aspecifiche della ripolarizzazione in assenza di evidenza clinica né strumentale di cardiopatia. La terapia farmacologica è stata sospesa. Il paziente è stato
MEDICINA DELLO SPORT
601
FALLAVOLLITA
FALSE POSITIVE ST SEGMENT DEPRESSION DURING EXERCISE STRESS TEST
Figure 2.—MDCT with multiplanar reconstruction showing excellent vessels visualisation of normal left anterior
descending coronary and side branches.
Figura 2. — MDCT con ricostruzione multiplana ha mostrato un’ottima visualizzazione della arteria coronarica
discendente anteriore e delle sue diramazioni.
Figure 3.—Normal circumflex coronary artery.
Figura 3. — Arteria circonflessa coronarica normale.
Figure 4.—Normal right coronary artery.
Figura 4. — Arteria coronaria destra normale.
mental evidence of CAD or other heart disease.
Drug therapy has been suspended. The patient
was placed in a semiannual program of cardiologic follow-up and has been granted a semiannual certificate of agonistic physical fitness for
football.
inserito in un programma di follow-up cardiologico
semestrale e gli è stato rilasciato un certificato di idoneità agonistica per la pratica del calcio di tipo semestrale.
Discussion and conclusions
The marked abnormal repolarization pattern,
defined as inverted T wave (>2 mm in depth)
in at least three leads, is present in 1% of large
602
Discussione e conclusioni
Anomalie marcate della ripolarizzazione, definite come onde T invertite (> 2 mm) in almeno
tre derivazioni, sono riscontrabili nell’1% della
popolazione sportiva1. Le anomalie elettrocardiografiche nella popolazione sportiva normalmente
riflettono un iniziale rimodellamento fisiologico e
MEDICINA DELLO SPORT
Ottobre 2013
FALSE POSITIVE ST SEGMENT DEPRESSION DURING EXERCISE STRESS TEST
population of athletes.1 The electocardiographic alterations in the sports population usually
reflect a physiologically begin remodelling of
the heart as a response to regular intensive
exercise.2, 3 These morphological changes are
commonly believed to be innocent expression
of the “athlete’s heart”.4 However, some abnormalities observed in athlete’s ECG, such as
deeply inverted T waves, was classified as an
“uncommon” ECG finding until proven otherwise.3, 5 These abnormalities may represent an
underlying cardiac disorder, potentially propagating sudden cardiac death.
In over-35-year-old athletes, CAD is the most
frequent cause of cardiovascular events in
healthy subjects.6 The exercise electrocardiogram remains the most widerly used method for
the assessment of the presence and severity of
CAD.7 However, its predictive value in diagnosing CAD is affected by a number of factors one
of which is represented by presence of resting
electrocardiographic abnormalities.8, 9 It is not
easy to determine the accuracy of the exercise
test in the diagnosis of CAD, depending upon
the age, gender and clinical characteristics of
the patients.10 The literature shows a mean sensitivity of 67% and mean specificity of 72%.11
From an electrocardiographic stand point, an
exercise stress test is considered positive when
shows horizontal or downsloping ST-segment
depression greater than or egual to 1 mm.11 An
inconclusive exercise test in an asymptomatic
subject makes it necessary to resort to an examination of stress imaging, myocardial scintigraphy or echostress. Myocardial scintigraphy is
a highly sensitive method but characterized by
a rate of false positive, significant radiation dose
and administration of radioisotopes. Echostress
is an operator-dipendent method and related
to a good acoustic window. Also both of these
methods provide information concerning the
search for reduced coronary reserve, but not
provide anatomic informations about coronary
artery and presence of atherosclerotic plaques.
64-slice multidetector computed tomography
angiography (MDCT) is an important method
in the detection of CAD with high sensitivity
(ranging from 94% to 99%), specificity (ranging from 95% to 97%), positive predictive value (from 76% to 97%) and negative predictive
value (from 97% to 100%).12-15 In particular, the
high negative predictive value strongly suggest
that MDCT could be usefull to exclude CAD
diagnosis. The advantage of an anatomy-based
testing modality is the ability to define perfectly
Vol. 66 - No. 4
FALLAVOLLITA
favorevole del cuore come risposta al regolare esercizio fisico intenso 2, 3. Tali cambiamenti morfologici sono normalmente ritenuti essere espressione
del “cuore da atleta” 4. Tuttavia, alcune anomalie osservate nell’ elettrocardiogramma dell’atleta,
quali profonde onde T invertite, vengono classificate come riscontro elettrocardiografico “non comune” fino a prova contraria 3, 5. Tali anomalie
possono essere l’espressione di una cardiopatia
sottostante, potenziale causa di morte cardiaca
improvvisa.
Negli atleti over 35 anni, la CAD rappresenta la
più frequente causa di eventi cardiovascolari in
soggetti sani 6. Il test ergometrico da sforzo rappresenta la metodica più largamente utilizzata per la
valutazione della presenza e della severità della
CAD 7. Tuttavia, il suo valore predittivo nella diagnosi di CAD è condizionato da una serie di fattori uno dei quali è rappresentato dalla presenza
di anomalie elettrocardiografiche a riposo 8, 9. Non
è semplice stabilire l’accuratezza della prova da
sforzo nella diagnosi di CAD, essendo influenzata
dall’età, dal genere e dalle caratteristiche cliniche
dei pazienti 10. I dati provenienti dalla letteratura
mostrano un valore medio di sensibilità del 67%
ed un valore medio di specificità del 72% 11. Da un
punto di vista elettrocardiografico, un test ergometrico è considerato positivo quando si visualizza
un sottoslivellamento del tratto-ST orizzontale o
discendente di almeno 1 mm 11. Un test da sforzo non diagnostico in un soggetto asintomatico
rende necessario il ricorso ad un esame di stress
imaging, miocardioscintigrafia o ecostress. La
scintigrafia miocardia è un esame dotato di alta
sensibilità ma caratterizzato da una percentuale di falsi positivi, che implica l’esposizione a dosi
radioattive e la somministrazione di radioisotopi.
L’ecostress è una metodica operatore-dipendente e
condizionata dalla presenza di una buona finestra acustica. Inoltre entrambe le metodiche forniscono informazioni relative alla ricerca della
riserva coronaria, ma non forniscono informazioni sulle arterie coronariche e sulla presenza di
placche aterosclerotiche. La tomografia computerizzata cardiaca è un importante metodica nella
valutazione della CAD con un alto valore di sensibilità (valori compresi tra il 94% ed il 99%), di
specificità (valori compresi tra il 95% ed il 97%),
valore predittivo positivo (dal 76% al 97%) e valore predittivo negativo (dal 97% al 100%) 12-15.
In particolare, l’elevato valore predittivo negativo
suggerisce un ruolo della MDCT per escludere una
diagnosi di CAD. Il vantaggio di avere una metodica basata sull’anatomia sta nel definire perfettamente l’anatomia coronarica ed identificare
precocemente lesioni aterosclerotiche 16. Inoltre,
MEDICINA DELLO SPORT
603
FALLAVOLLITA
FALSE POSITIVE ST SEGMENT DEPRESSION DURING EXERCISE STRESS TEST
the coronary anatomy and indentify early coronary atherosclerosis.16 In addition, an approach
of this type allows the evaluation of coronary
artery calcium score which is an indipendent
marker for adverse prognosis in coronary disease.17 Various methods have been proposed
for this purpose but the most commonly used
is the Agatston score.17 Large observational cohort studied to date, with zero calcium score
are known to have a low adverse cardiac event
risk.17, 18 Radiation dose is an open question
which has become topic of debate in scientific
community. In the last years, several methods
have been developed to reduce the radiation
dose during MDCT without compromising images quality;19 with current technology is able to
obtain a reduction from about 20 mSv up to 2-3
mSV, still lower than the sesta-MIBI myocardial
scintigraphy (12 mSv)20 or diagnostic selective
coronary angiography (6-9 mSv).20 Therefore,
even if low, the radiological risk MDCT-related
is not negligibile, especially when compared to
the age of the subject. The MDCT appear to
be a new and formidable noninvasive imaging
modality to identify or rule out CAD in low-tointermediate risk individuals.16 A very important
field of use may be represented by the sports
medicine. In fact the sport population is often
characterized by a low cardiovascular pre-test
risk profile. In this regard it is very interesting
the study conducted by Guiducci et al.21 An accurate risk statification for appropriate selection
of subjects who perform MDCT is crucial. In
this sense it is important that sports physicians,
cardiologists and radiologists discuss together
indications for the MDCT.
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604
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indipendente di prognosi sfavorevole nella cardiopatia ischemica. 17. Numerosi metodi sono stati
proposti per tale valutazione ma il più utilzzato
è l’Agatston score 17. Un’ ampia coorte studiata in
modo osservazionale avente calcium score pari a
zero, ha mostrato avere un basso rischio di sviluppare eventi cardiaci avversi 17, 18. La dose di esposizione rimane una questione aperta che alimenta
un grosso dibattito nella comunità scientifica. Negli ultimi anni, diversi metodi sono stati sviluppati
per ridurre la dose espositiva a radiazioni durante
l’esecuzione di una MDCT senza compromettere la
qualità dell’immagine 19; con la tecnologia attuale
è possibile ottenere una riduzione della dose da
circa 20 mSv a 2-3 mSV, dose comunque più bassa
rispetto alla miocardioscintigrafia sesta-MIBI (12
mSv)20 o rispetto ad uno studio coronarografico
(6-9 mSv) 20. Pertanto, seppure basso, il rischio
radiologico correlato alla MDCT non è irrilevante, specialmente se rapportato all’età del soggetto.
La MDCT sembra essere una nuova e formidabile
modalità di imaging non invasiva per diagnosticare o escludere la presenza di CAD in individui
a rischio basso-intermedio di malattia 16. Un campo di applicazione molto importante potrebbe esse
rappresentato dalla medicina dello sport. In effetti la popolazione sportiva è caratterizzata da un
basso profilo di rischio pre-test di cardiopatia. A
tale riguardo, appare di grande interesse lo studio
condotto da Guiducci et al.21 Un’ accurata stratificazione del rischio è fondamentale per un’appropriata selezione dei pazienti da sottoporre a
MDCT. In questo senso è importante che specialisti
in medicina dello sport, cardiologi e radiologi discutano insieme le indicazioni alla MDCT.
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Received on May 8, 2013. - Accepted for publication on November 21, 2013.
Corresponding author: Dott. L. Fallavollita, Unità Operativa di Cardiologia, INRCA, Fermo, Italia, località Contrada Mossa,
63900 Fermo, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
605

MED SPORT 2013;66:607-12
Ostium secundum atrial septal defect
in a young athlete with a positive
family history of sudden death
Difetto interatriale (DIA) tipo ostium secundum
in atleta con familiarità per morte improvvisa
G. CICCARONE 1, G. MARTELLI 2, M. ISMAEL 1, G. SCALCHI 3, G. BILARDO 3
1Section
of Sports Medicine, Unit of Primary Care, ULSS 2, Feltre, Belluno, Italy
2Performance Medical and Rehabilitative Center, Siena, Italy
3Operative Unit of Cardiology, ULSS 2, Feltre, Belluno, Italy
SUMMARY
Ostium secundum atrial septal defect (ASDII) is a common congenital heart defect. We report a case of a 12-year old
female athlete during a precompetitive sports medicine examination. All cardiorespiratory and orthopedic objective
values were negative, as well as clinic-instrumental examinations, spirometry, resting ECG and the maximal ergometric test. Family history was positive for two young sudden deaths. Echocardiography showed an ostium secundum
atrial septal defect (ASDII) with an initial volume overload of the heart right sections. Moreover it has been recently
observed that ASDII resulted often associated with transcription factor NKX2.5 mutations. In this respect we could
hypothesized, in our clinical case, a link between the athlete’s pathology and the two familiar sudden deaths, thus
suggesting to carry on further genetic researches.
Key words: Heart defects, congenital - Heart septal defects, atrial - Death, sudden.
RIASSUNTO
Il Difetto del setto atriale (DIA) é una comune malformazione cardiaca. Un’atleta di 12 anni di sesso femminile giungeva alla nostra osservazione per la prima visita d’idoneità medico-sportiva agonistica. Obiettività cardio-respiratoria
e ortopedica nella norma, così come tutti gli esami clinico-strumentali. Viene riferita familiarità per morte improvvisa
non definita. L’ecocardiogramma dimostra la presenza di difetto del setto interatriale tipo ostium secundum e segni di
sovraccarico di volume delle sezioni destre. È stato inoltre osservato recentemente che il DIA tipo ostium secundum
risulta spesso associato a mutazioni del fattore di trascrizione NKX2.5, per cui, nel nostro caso, si potrebbe ipotizzare
da una parte un collegamento tra la patologia dell’atleta e i due episodi di morte improvvisa in famiglia e dall’altra la
necessità di eseguire ulteriori approfondimenti di tipo genetico.
Parole chiave: Difetto cardiaco congenito - Difetto del setto atriale - Morte improvvisa.
A
trial septal defect (ASD) is a common heart
malformation. It occurs more than 1 in 1000
live births, accounting for 10% of congenital
heart diseases, with a male: female ratio of 2:
3. The most common type of ASD is ostium
secundum (85% of cases). It affects the oval foramen and is the most frequent form of con-
Vol. 66 - No. 4
I
l difetto del setto atriale (DIA) é una comune
malformazione cardiaca che colpisce più di un
soggetto su 1000 nati vivi: rappresenta il 10% di
tutte le cardiopatie congenite, con un rapporto
femmine/maschi di 3:2. Il difetto del setto interatriale tipo ostium secundum, che interessa la regione della fossa ovale ed è la principale espres-
MEDICINA DELLO SPORT
607
CICCARONE
Ostium secundum atrial septal defect in a young athlete
genital heart disease detected in young athletes,
with a net predilection for females (65-75% of
cases).1, 2
sione dei DIA (85%), é tra le forme più frequenti
di cardiopatia congenita riscontrate in giovani
atleti, con netta prevalenza per il sesso femminile
(65-75% dei casi) ¹, ².
Case report
A 12-year-old girl came to our services (Sports
Medicine Unit, Local Health Board 2, Feltre, Belluno,
Italy) in March 2012 for a pre-competitive sports
medicine examination. History taking revealed a
positive family history of not otherwise specified
sudden death (no dautoptic report was presented)
of her maternal grandfather, who had died at the age
of 46 years, and a maternal uncle who had died at
the age of 34. Her father, mother, 22-year-old sister,
and nearest relatives had a negative history of coagulopathies. Reportedly, all members of the mother’s
side of the family had a negative heart examination.
All clinical and diagnostic testing were normal:
chest examination showed regular symmetric inspiration without abnormal sounds; heart auscultation
demonstrated normal rhythm and no murmurs; the
peripheral pulses were normal. Spirometry showed
good respiratory function; ECG at rest (Figure 1) and
after stress testing was normal, except for an incomplete right bundle branch block, both referred as
normal for age. Though no frank anomalies could
Caso clinico
Un’atleta di 12 anni di sesso femminile giungeva
alla nostra osservazione, (Servizio di Medicina dello
Sport - ULSS 2 di Feltre), per la prima visita d’idoneità agonistica per lo sport del judo nel mese di marzo
2012. L’anamnesi familiare era positiva per morte improvvisa non definita (in mancanza di studio autoptico), del nonno materno deceduto a 46 anni e dello
zio materno a 34 anni, con padre, madre e sorella di
anni 22 sani e gentilizio familiare negativo per coagulopatie. I familiari di parte materna avevano effettuato tutti un controllo cardiologico con esito negativo
(riferito). Tutti gli esami clinico-strumentali da noi effettuati sull’atleta risultavano nella norma: al torace,
ingresso d’aria conservato e simmetrico, non rumori
patologici, così come l’esame obiettivo cardiologico,
con toni ritmici, non soffi e polsi periferici normosfigmici. L’esame spirometrico evidenziava una buona
funzionalità respiratoria, così come l’elettrocardiogramma a riposo (Figura 1) e i tracciati del test da
sforzo, con la sola presenza di un blocco di branca
destro incompleto, tutti refertati come tracciati nei li-
Figure 1.—ECG (March 2012).
Figura 1. — ECG marzo 2012.
608
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ostium secundum atrial septal defect in a young athlete
be found, because of the familial history of sudden
death, she was referred by the sports physician to
the Cardiology Unit, Local Health Board 2, Feltre,
for cardiac assessment, including color Doppler
echocardiography.
The echocardiographic findings (obtained on
August 27) were compatible with congenital heart
disease: ostium secundum atrial septal defect (approximately 15 mm), with a hemodynamically
significant left-to-right shunt (Qp/Qs [ratio of pulmonary to systemic blood flow] 2.7) and signs of
right ventricular volume overload. The left ventricle was normal in size, with normal wall thickness,
and global and regional kinetics (ejection fraction
[EF] 60%), with initial paradoxical septal motion.
The left atrium was normal in size, and the right
atrium was found to be slightly dilated, with moderate right ventricular dilation and fair ventricular
wall kinetics. ECG performed the same day (Figure
2), as compared with the apparently normal ECG
obtained about 6 months earlier in March, showed
“right precordial repolarization disturbance, with
right ventricular overload.” The case was then referred to the Pediatric Cardiology Department, University of Padua.
The clinical and diagnostic data, supplemented
with the results from transesophageal echocardiography performed at the Cardiology Center in
Padua, were evaluated by cardiologists and heart
surgeons. Given the anatomic characteristics of the
CICCARONE
miti della norma per l’età. L’atleta, pur in assenza di
dati patologici, veniva inviata dal Medico dello Sport,
unicamente per la familiarità per morte improvvisa,
nella Unità di Cardiologia dell’ULSS 2 di Feltre per una
valutazione cardiologica con la richiesta di un ecocolordoppler cardiaco. L’esame ecocardiografico eseguito
il 27 agosto evidenziava un quadro compatibile con
cardiopatia congenita: “difetto del setto interatriale
tipo ostium secundum, con minus di circa 15 mm,
emodinamicamente significativo: Qp/Qs 2.7 e segni
di sovraccarico di volume delle sezioni destre. Ventricolo sinistro di normali dimensioni, spessori parietali, cinetica globale (FE 60%) e regionale con iniziale
movimento settale paradosso. Atrio sinistro di normali
dimensioni e atrio destro lievemente dilatato con ventricolo destro moderatamente dilatato con discreta
cinetica parietale” L’elettrocardiogramma effettuato
sempre lo stesso giorno (Figura 2) evidenziava rispetto
al precedente normale di marzo 2012, un “disturbo
della ripolarizzazione precordiale destro con sovraccarico ventricolare destro”. Si decideva quindi di presentare il caso alla Cardiologia Pediatrica dell’Università di Padova. I dati clinici e strumentali dell’atleta,
aggiornati anche con ecocardiografia trans-esofagea
eseguita presso il Centro Cardiologico di Padova, e valutati collegialmente da cardiologi e cardiochirurghi,
evidenziavano, considerate le caratteristiche anatomiche del difetto, la necessità di una chiusura percutanea. Si consigliava però l’esecuzione di un ECG ad
alta risoluzione per la ricerca di post potenziali per
approfondimento diagnostico (Figura 3), risultato
Figure 2.—ECG (August 2012).
Figura 2. — ECG agosto 2012.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
609
CICCARONE
Ostium secundum atrial septal defect in a young athlete
defect, percutaneous closure of the defect was considered. Prior to intervention, high-resolution ECG
to detect post potentials (Figure 3) resulted negative, given the familial history of sudden death. On
February 7 2013, the patient underwent cardiac
catheterization: transesophageal echocardiography
showed “a large ostium secundum atrial septal defect, with accessory fenestrations and an exuberant
Eustachian valve.” The defect was sized using a percutaneous transluminal sizing (PTS) catheter and an
Armplatzer septal occluder (24 mm) was placed to
abolish the shunt. Discharge chest radiography and
echography showed the device to be in place, without residual shunt or pericardial effusion.
Follow-up control echocardiography performed
1 month later (1 March 2013) showed “the device
in place with minimal residual interatrial shunt,
normal ventricular volume and kinetics, normal
valves function, unobstructed venous return, and
intact pericardium.” The pediatric ECG (Figure 4)
reported “normal sinus rhythm, no repolarization
anomalies, no arrhythmias, normal ECG.” The next
outpatient assessment is scheduled at 6 months
postoperative, with cardiac assessment, ECG, and
echocardiography.
poi negativo, vista l’anamnesi familiare positiva per
morte improvvisa. L’atleta il 7 febbraio 2013 è stata
sottoposta a cateterismo cardiaco: all’ecocardiografia
transesofagea si evidenziava “la presenza di difetto
del setto interatriale tipo ostium secundum di ampie
dimensioni, con fenestrazioni accessorie e valvola di
Eustachio esuberante”. Dopo calibrazione del difetto
interatriale con catetere PTS si posizionava un device
Amplatzer Septal Occluder di 24 mm che permetteva
di ottenere una completa abolizione dello shunt: in
dimissione veniva eseguita una radiografia del torace
e un’ecografia che evidenziava il device in sede, assenza di shunt residui e versamento pericardico. L’ultimo
ecocardiogramma di controllo a distanza di un mese
(01.03.2013) rilevava il “device in sede con minimo
shunt residuo interatriale, ventricoli di normale volumetria e cinesi, valvole normofunzionanti, non ostruzione ai ritorni venosi e pericardio indenne”. L’ECG
pediatrico (Figura 4) veniva così refertato:” ritmo sinusale normale, non anomalie della ripolarizzazione, non aritmie: elettrocardiogramma nella norma”.
Il prossimo controllo ambulatoriale è previsto a 6 mesi
dall’intervento con visita cardiologica, ECG ed ecocardiogramma.
Discussion and conclusions
Il caso da noi presentato evidenzia l’importanza di non sottovalutare mai il quadro anamnestico familiare nonostante i dati clinico-strumentali
cardiologici fossero risultati completamente nega-
The present case underlines the importance
of never underestimating a patient’s family
Discussione e conclusione
Figure 3.—Late potentials (February 2013).
Figura 3. — Potenziali tardivi febbraio 2013.
610
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Ostium secundum atrial septal defect in a young athlete
medical history, even when the clinical and diagnostic heart exams are negative. The progression from a normal pediatric ECG to one with
frank anomalies within a couple of weeks time
highlights the rapid development of hemodynamically significant right ventricular overload.
Defective T wave combined with incomplete
right bundle branch block has been considered as a new electrocardiographic index for
increasing specificity and positive predictive
value, while maintaining elevated sensitivity,
in the diagnosis of ASD.3 The cardiologists’
request to test for late postpotentials was motivated by the two cases of sudden death in
the patient’s family history. Is there a link between the patient’s condition and the dramatic
events in her family? Should she or her family undergo genetic testing? These are the two
questions that sports physicians and cardiologists should ask themselves when encountering
cases of ostium secundum ASD with a family
history of sudden death and/or a personal history of ECG anomalies and syncopal episodes.
We know that there is a link between ASD, patent oval foramen, interventricular defect (IVD),
left ventricular noncompaction cardiomyopathy
(LVNC), other congenital heart diseases, and
mutations in transcription factor NKX-2.5.4-7
CICCARONE
tivi. Il passaggio in poche settimane da un ECG
pediatrico refertato nei limiti della norma, a un
tracciato francamente patologico evidenzia un
quadro evolutivo emodinamicamente significativo con una rapida evoluzione del sovraccarico
ventricolare destro. La presenza di “un blocco di
branca destro incompleto con un’onda T definita
difettosa” é stata utilizzata e studiata da alcuni
autori 3 come indice per aumentare specificità e
valori predittivi positivi, pur mantenendo un’elevata sensibilità nella diagnosi di DIA. La richiesta
dei cardiologi di approfondire lo studio dell’atleta
prima dell’intervento chirurgico con i potenziali
tardivi era strettamente collegata ai due casi di
morte improvvisa familiare. Esiste un collegamento tra la patologia dell’atleta e i due episodi drammatici? Sono ancora necessari ulteriori approfondimenti di tipo genetico? Sono questi i quesiti che
dovrebbero porsi il Medico e il Cardiologo dello
Sport nei casi di DIA tipo ostium secundum con
familiarità per morte improvvisa e/o con anamnesi positiva per alterazioni elettrocardiografiche
ed episodi sincopali. Sappiamo che esiste un collegamento tra pazienti con difetto del setto interatriale (DIA), forame ovale pervio (FOP), difetto
interventricolare (DIV), miocardio non compatto del ventricolo sinistro e altre cardiopatie congenite, con mutazioni del fattore di trascrizione
NKX2.5 4-7. Il gene NKX2.5 codifica per l’omonima
Figure 4.—ECG (March 2013).
Figura 4. — ECG marzo 2013.
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
611
CICCARONE
Ostium secundum atrial septal defect in a young athlete
The NKX-2.5 gene encodes the NKX-2.5 protein
which regulates transcription of factors for correct heart morphogenesis. Specifically, detection of NKX-2.5 mutations in families with ASD
and atrioventricular conduction blocks suggests
considering genetic testing also in persons with
ostium secundum ASD and a family history of
sudden death, irrespective of whether atrioventricular conduction disturbances are present or
not, owing to their higher risk of secondary atrophy of cardiac conducting tissue.8, 9
Nonetheless, because the mechanisms underlying the development of particular heart
diseases involving conduction tissues have not
been elucidated in patients with certain genetic
mutations, a link between ostium secundum
ASD, mutations in NKX-2.5, and a family history
of sudden death has been suggested by some
studies which recommend multicenter epidemiologic screening and long-term monitoring.
The aim is to identify persons at risk who could
benefit from prevention through targeted genetic counseling which includes screening for
NKX-2.5 gene mutations.11-16
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6) Stallmeyer B, Fenge H, Nowak-Gottl
proteina che regola la trascrizione di importanti
fattori che portano ad una corretta morfogenesi
del cuore. In particolare mutazioni NKX2.5 trovate in famiglie con DIA e blocchi di conduzione
atrio-ventricolari (AV) suggeriscono lo studio genetico anche in individui con ostium secundum
e storia familiare positiva per morte improvvisa,
indipendentemente dalla presenza e/o assenza di
turbe della conduzione AV, nel sospetto di possibile
atrofia secondaria del tessuto di conduzione 8-10.
Tuttavia pur non essendo ancora completamente
chiare tutte le vie che portano allo svilupparsi di
particolari CHD con il coinvolgimento del tessuto
di conduzione in presenza di determinate mutazioni, i collegamenti tra DIA tipo ostium secundum, fattore di trascrizione NKX2.5 e morte improvvisa, sono già stati individuati da più autori,
i quali sollecitano un’indagine epidemiologica
multicentrica e un controllo a lungo termine, che
coinvolga soggetti suscettibili, sui quali sia possibile intervenire in chiave preventiva con un’accurata consulenza genetica che comprenda anche
uno screening per la ricerca di mutazioni del gene
NKX2.5 11,12,13,14,15,16.
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and Early Results. Circ Res 2013;127:698706.
Conflicts of interest.—None.
Corresponding author: G. Ciccarone, Unit of Sports Medicine, Primary Care, ULSS 2, Feltre, via G. Marconi 7, 32032 Feltre,
Belluno, Italy. E-mail: [email protected]
612
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013

La Medicina dello Sport ... per Sport
MED SPORT 2013;66:613-9
Il lavoro sul tennistavolo che compare in questo numero, colma una lacuna della rubrica in quanto la
trattazione di questo sport olimpico non era ancora apparsa nella rivista federale.
La disciplina del tennistavolo gode di una vasta popolarità in tutto il mondo con una crescente diffusione anche nel nostro paese grazie anche agli eccellenti risultati dei nostri atleti a livello internazionale.
L’Autore dopo aver bene descritto l’intenso impegno metabolico e neurosensoriale che caratterizza questa attività sportiva stimola l’attenzione dei lettori sulla importanza dei parametri visivi ricordando,
sulla base della sua specifica esperienza professionale e scientifica, quanto il sistema visivo possa condizionare la bontà della prestazione sportiva.
IL TENNISTAVOLO:
RICHIESTA MOTORIA, ENERGETICA
E NEUROSENSORIALE
G. NUZZI
Malattie Apparato Visivo, Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale
Università degli Studi di Parma, Parma, Italia
I
l tennistavolo è uno degli sport più diffusi al
mondo, è consolidata disciplina olimpica, e
può considerarsi uno dei giochi più veloci, se
non il più veloce. Sebbene le notizie a riguardo siano poco chiare, il tennistavolo sarebbe
nato in Gran Bretagna alla fine dell’800 (alcuni
parlano di epoca medioevale!), e il nome table
tennis sarebbe comparso per la prima volta
su alcuni testi inglesi intorno al 1880. È uno
sport definito come di “opposizione mediata”,
vale a dire con il contatto con l’avversario non
diretto ma interposto dagli attrezzi. Grazie allo
sviluppo della tecnologia nella fattura della
racchetta e alle modificazioni delle tecniche di
gioco, la velocità della pallina, la sua rotazione e l’effetto impressi sono aumentati grandemente, sfidando in maniera stupefacente tutte
le regole della forza di gravità.
Allo scopo di standardizzare e meglio regolamentare il tennistavolo, in epoca recente
sono state introdotte nuove norme disciplinari
riguardo le gomme e le racchette, è aumentato
il diametro delle palline, 40 mm dai 38 di poco
più di dieci anni fa, il set si gioca agli 11 punti
(e non più a 21) con una diversa distribuzione
del servizio, l’incontro al meglio dei 5 o dei
7 set, ed è stato espresso il divieto per alcuni
Vol. 66 - No. 4
tipi di colle per le gomme, specie se a base di
composti organici ed inorganici volatili. Tutto
questo ha in qualche modo trasformato il gioco e la sua spettacolarità, appaga le esigenze
televisive, ed in ogni caso il tennistavolo oggi
è uno sport molto differente da quello che si
giocava alcuni decenni orsono. È, infine, doveroso fare una chiara distinzione tra il gioco che
si pratica sul tavolo di casa oppure a scopo
ricreativo tra amici, e lo sport vero e proprio.
La popolarità del tennistavolo è molto grande nei paesi asiatici, primo fra tutti la Repubblica Popolare Cinese, dove sembra essere
arrivato alla fine del XIX secolo, e si sarebbe
sviluppato prepotentemente negli anni ’70-80.
Allo stato attuale la Cina conta oltre quaranta
milioni di praticanti, e sono cinesi i primi 5
giocatori del “ranking” mondiale, sia maschile
che femminile (Figura 1). Tra gli stati europei
eccelle la Germania (due posti nei primi dieci
del “ranking” maschile, quasi settecentomila
praticanti). Negli ultimi tempi, inoltre, si è diffuso grandemente nei paesi africani e americani, con apprezzabili risultati agonistici.
In Italia il tennistavolo è poco diffuso come
sport, probabilmente perché viene ancora
interpretato dai più solo come un gioco di-
MEDICINA DELLO SPORT
613
NUZZI
Il tennistavolo
Figura 2. — La squadra italiana oro agli europei juniores (Ostrava, Rep. Ceca, 2013).
Figure 1. — Ma Lin, grande atleta cinese, in una fase
di contrattacco.
vertente. La Federazione Italiana Tennistavolo
(Fitet) si è costituita nel 1969, ed è riconosciuta dal CONI dal 1979. Il tennistavolo italiano
si trova in posizione di relativa inferiorità nei
confronti di altre nazioni europee e soprattutto di quelle non europee, ma per fortuna
il livello medio dei giocatori italiani è oggi
costantemente in aumento. A testimonianza
dell’accresciuto valore tecnico vi è il recente
oro italiano nei campionati europei giovanili
(juniores) a squadre (Ostrava, 2013) (Figura
2), che si aggiunge ad altri eccellenti risultati
a livello internazionale, che lasciano ben sperare per il futuro.
Il tennistavolo è uno sport complesso, ha
una richiesta energetica aerobica e anaerobica,
necessita di grande resistenza e abitudine allo
stress, richiede doti di prontezza, precisione e
concentrazione, ed è regolato da numerosi fattori
tecnici e mentali. Il tennistavolo moderno richiede inoltre peculiarità fisiche, tecniche e tattiche,
come l’anticipazione, la velocità e la concentrazione, componenti che andrebbero tutte profondamente analizzate ed allenate. Lo studio attento
della componente metabolica, cardiorespiratoria,
muscolare e psicofisica sarebbe di grande interesse, e consentirebbe di accrescere la qualità
ed il livello del gioco, con positive ripercussioni
nelle gare che richiedono un impegno agonistico
prolungato per più incontri consecutivi.
Il metabolismo energetico e
la resistenza allo sforzo
Il tennistavolo è considerato uno sport con
prevalente componente metabolica aerobica,
614
a causa della richiesta di sforzo lieve e prolungato, con brevi intervalli di lavoro intenso,
di tipo anaerobico. Come è noto, l’esercizio
aerobico è caratterizzato da una attività motoria in cui l’ossigeno è implicato nei processi
catabolici di energia. Si tratta solitamente di
attività dinamica (isotonica), che richiede una
resistenza mai eccessiva, e per qualche tempo.
Esercizi ad alta intensità statica (isometrica)
sono solitamente eseguiti in fase anaerobica,
dove il substrato energetico è assicurato dalla
fosfocreatina e dal glicogeno muscolare. Il tutto avviene in assenza di ossigeno, e non porta
mai alla sintesi di acido lattico (esercizio di
tipo anaerobico alattacido). Quando il sistema alattacido non è più sufficiente a produrre
energia, vengono utilizzati i depositi muscolari di glicogeno, che consentono una attività
intensa senza utilizzo di ossigeno. Durante la
produzione di energia, si verifica un accumulo
di acido lattico all’interno del sangue e delle
cellule muscolari, causa di dolore ed impotenza funzionale (esercizio di tipo anaerobico
lattacido). Tra le attività atletiche di tipo dinamico, alcune specialità, come ad esempio,
il salto in alto e la velocità, prevedono sforzo
intenso e breve, e ciò accade anche nel tennistavolo, quando sono richieste, pur se per
brevi attimi, attività dinamiche molto vigorose
di tipo anaerobico.
Sulla base delle componenti dinamiche e
statiche, il tennistavolo è stato classificato come
sport a bassa richiesta di componente statica,
e moderata richiesta di componente dinamica,
al pari, ad esempio, della pallavolo e del baseball 1. Non va trascurato il fatto che nel corso
della competizione si inserisce la tensione emotiva, piuttosto elevata, che stimola il sistema
simpatico, con aumento della concentrazione
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Il tennistavolo
NUZZI
di catecolamine e conseguente aumento della
pressione arteriosa, della frequenza cardiaca,
della contrattilità miocardica, e della richiesta
di ossigeno. Dosaggi di epinefrina e norepinefrina sono stati analizzati in stato di riposo, in
allenamento, ed in gara, in 16 “top players” austriaci (8 maschi ed 8 femmine) 2. Il livello di
escrezione di catecolamine è apparso costante
durante l’allenamento, basso nel lavoro ergometrico e molto alto dopo la gara. Il rapporto
tra le due categorie di catecolamine, rispettivamente norepinefrina ed epinefrina, è stato
trovato pari a 4:1 a riposo e durante il lavoro
ergometrico, 6:1 durante e dopo l’allenamento,
e 2:1 durante e dopo la gara. Ciò comproverebbe come il giocatore di tennistavolo, durante la
competizione, sia sottoposto ad un importante
stress psicofisico. L’aumento del tono simpatico
è talvolta causa di aritmie e costituisce fattore
di rischio per l’aggravamento di una ischemia
miocardica silente o pre-esistente 3. Questo
varrebbe ancora di più quando lo scambio è
lungo ed impegnativo come può accadere ad
un forte giocatore d’attacco contro un forte difensore e, conseguentemente, la produzione
catecolaminica risulta più alta, e più alto anche
il consumo di O2.
Ovviamente la resistenza allo sforzo dei giocatori non va disgiunta dalla componente cardiorespiratoria. Nel tennistavolo di alto livello,
un buon allenamento cardiorespiratorio consentirebbe di reggere il più a lungo possibile
un gioco veloce e di mantenere correttamente
la concentrazione necessaria, e l’allenamento
muscolare consentirebbe una buona capacità
ad eseguire movimenti semplici ma ripetitivi
e ad alta intensità. Nel tennistavolo il lavoro
prolungato, a bassa intensità, si accompagna
ad un aumento della iperventilazione e metabolismo aerobico, con livelli di lattato simili
a quelli di riposo. In una fase successiva si
può verificare un discreto aumento della iperventilazione con livelli ematici di lattato quasi
doppi rispetto alla fase di riposo, con metabolismo ancora di tipo aerobico. Con l’aumentare dello sforzo si entra in metabolismo anaerobico, l’iperventilazione è importante e i livelli
ematici di lattato si raddoppiano. I dati di lattato, consumo di ossigeno, frequenza cardiaca
e Rated Perceived Exertion (RPE) misurati in
giocatori cinesi di livello nazionale e in giocatori giapponesi di livello universitario, pur osservando nei cinesi una intensità più bassa del
lavoro, non hanno mostrato differenze significative nei livelli di lattato e di consumo di O2 4.
Vol. 66 - No. 4
Alla luce delle considerazioni di pertinenza
cardiorespiratoria e metabolica, è di grande
utilità testare le condizioni di lavoro, in gara
ed in allenamento. Frequenza cardiaca, consumo di ossigeno e dosaggio di lattato ematico
dopo sforzo dovrebbero essere gli indici di
riferimento più importanti in un giocatore di
tennistavolo, come avviene nella maggior parte degli atleti. Sembra dimostrato che la frequenza cardiaca tenda ad aumentare fintanto
che la gara non sia conclusa. In gare ufficiali
sono state misurate frequenze dell’ordine di
oltre 170 battiti/min, più dell’80% della frequenza cardiaca massima teorica per un atleta
in giovane età, mentre in allenamento raramente la frequenza cardiaca raggiunge valori
superiori ai 145 battiti/min: la ragione di questa osservazione potrebbe stare nel fatto che
in gara si aggiunge lo stress emotivo e pertanto la scarica di catecolamine sarebbe la prima
responsabile dell’aumento di frequenza 5.
Livelli di lattato ematico, frequenza cardiaca, consumo di ossigeno e richiesta energetica
sono stati misurati in un gruppo di giocatori
della nazionale giovanile tedesca (età media
14 anni, peso medio kg 60,5+5,6, altezza cm
165+8). Lo scopo era quello di valutare eventuali differenze durante la pratica moderata o
intensiva di tennistavolo, in allenamenti e gare
internazionali. Gli indici studiati non hanno
mostrato differenze significative tra gara ed
allenamento, con una richiesta cardiorespiratoria e metabolica che rimane relativamente
bassa 6. Il lattato, misurato ad intervalli di 1-3
min, ha mostrato livelli medi rispettivamente
di 1,2+0,7 mmol/L, 1,1+0,2 mmol/l, frequenza
cardiaca 135+18 b/min e 126+22. In un gruppo di giocatori adulti di differente livello tecnico (da regionale ad internazionale) sono state
studiate le risposte metaboliche e le caratteristiche tecnico-tattiche del gioco in gare ufficiali: è stato trovato che la durata degli scambi
e il tempo effettivo di gioco sarebbero più alti
nei giocatori regionali, ed il tempo di riposo
più alto negli internazionali. Livelli di lattato
e frequenza cardiaca non hanno dimostrato
differenze significative tra i due gruppi, con
dosaggi di lattato pari a 1,8 mmol/l e un picco di 2,2 mmol/l, e frequenza cardiaca media
pari a 164 b/min (circa 70% della frequenza
cardiaca massima teorica). I risultati suggerirebbero che il lavoro nel tennistavolo rimanga
prevalentemente di tipo aerobico, con utilizzo
di ossigeno nella maggior parte della gara, e
la fosfocreatina sarebbe la fonte principale di
MEDICINA DELLO SPORT
615
NUZZI
Il tennistavolo
energia nello sforzo massimale di breve durata 7.
La massima potenza aerobica è equivalente alla massima quantità di ossigeno, che può
essere utilizzato nell’unità di tempo da un individuo nel corso di una attività fisica coinvolgente grandi gruppi muscolari, e di intensità
progressivamente crescente e protratta fino
all’esaurimento. È sostanzialmente la misura
della massima intensità di esercizio che un
soggetto può tollerare per periodi di tempo
abbastanza lunghi, e il suo valore può essere
incrementato fino al 25% 8. Nel tennistavolo
i valori di VO2max andrebbero studiati nel lavoro prolungato e intensivo di allenamento e
sarebbe di un certo interesse verificare cosa
accade in gara durante uno scambio prolungato. Trattandosi di un esame complesso, il
test cardiopolmonare da sforzo (CPET), eseguibile quasi esclusivamente in laboratorio,
rimane assai poco applicabile in un giocatore
di tennistavolo durante la sua attività, ma è
da considerarsi pur sempre un elemento indicativo della resistenza anche quando eseguito
lontano dalla palestra. In un gruppo di giocatori di tennistavolo di differente livello (da
ricreativo a professionale) sono stati misurati
la frequenza cardiaca ed il consumo di ossigeno sotto sforzo. I giocatori di livello professionale avrebbero dimostrato valori di VO2max
significativamente più alti rispetto ai gruppi di
controllo: 42,7±4,2 nei giocatori a scopo ricreativo, 48,6±4,8 nei giocatori di livello regionale, e 62,1±5,1 nei giocatori di livello nazionale.
Ciò dimostrerebbe una correlazione significativa tra il livello di gioco e l’intensità di preparazione in allenamento 9.
Allo stato attuale alcuni sistemi per misurare la capacità aerobica/anaerobica di un atleta non sono universalmente accettati, per il
fatto che procurano una misura dei valori relativamente poco affidabile. Tra questi, il più
utilizzato sembra il test di massimo deficit di
ossigeno accumulato (maximal accumulated
oxigen deficit, MAOD), ed è stato valutato in
un gruppo di giovani atleti di tennistavolo allo
scopo di studiare la capacità aerobica ed anaerobica durante lo sforzo. Non è emersa alcuna
correlazione tra MAOD e la quantità di lavoro anaerobico. Questo risultato avvalorerebbe
l’idea che allo stato attuale non vi siano dei
sistemi di riferimento accettabili per studiare
la capacità anaerobica, almeno nel tennistavolo 10. La misurazione del metabolismo anaerobico è estremamente importante negli atleti,
616
soprattutto negli sport con ampia utilizzazione
del glicogeno e della fosfocreatina come sorgenti di energia nello sforzo massimale. Resta
il fatto che nel tennistavolo, come in altri sport
con grande componente aerobica, i protocolli
specifici delle componenti anaerobiche sono
difficilmente applicabili 11. Le condizioni di
gara e di allenamento sono dissimili, e sembra piuttosto difficile riprodurre la componente emozionale della gara nella palestra della
propria associazione sportiva. Da quanto è
dato sapere i cinesi, ad esempio, mediamente
superiori alla maggior parte dei giocatori di
tennistavolo, darebbero molta importanza alla
preparazione tecnica e tattica, ma dedicherebbero scarsa attenzione ai parametri di resistenza, giudicando i risultati agonistici quasi
indipendenti dall’allenamento fisico. Non abbiamo però a nostra disposizione alcun parametro di riferimento utilizzato dai medici e
dagli allenatori cinesi nella preparazione dei
giocatori, tanto da fare di essi i migliori del
mondo. Non si può escludere che alcune caratteristiche razziali, biologiche, sociali e culturali favoriscano l’eccellenza in alcuni sport,
e questo può accadere anche nel tennistavolo.
Cinematica e psicofisica neurosensoriale
Il tennistavolo, alla pari, ad esempio, del
tennis, dello squash, del badminton e della
scherma, è uno sport asimmetrico. L’impiego
della componente muscolare è molto simile
a questi sport, pur se nel tennistavolo vengono utilizzate superfici e spazi di gioco a scala
relativamente ridotta (NB.: le dimensioni del
tavolo sono cm 274x152, cm 76 di altezza dal
suolo; a livello nazionale lo spazio ufficialmente occupato dai giocatori è pari a m 14x7,
a livello internazionale m 18x9). Contrariamente a quanto si sarebbe portati a pensare,
il coinvolgimento muscolare e legamentoso
nel tennistavolo professionale è importante
e complesso (Figura 3). La maggior parte dei
colpi è portata con alta velocità, durante il gioco avvengono rapidi cambi di direzione, con
grande richiesta di potenza agli arti inferiori, e
la forza e la direzione dei colpi vengono realizzati grazie al sistema muscolo-articolare del
polso, del braccio e della spalla.
I muscoli maggiormente coinvolti nel tennistavolo sono quelli degli arti inferiori, quali i
quadricipiti, i muscoli gemelli e gli abduttori:
questi muscoli consentono rapidi movimenti
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Il tennistavolo
NUZZI
di lateralizzazione e, quando correttamente
impiegati, contribuirebbero a dare potenza e
velocità nel gioco di attacco. A livello degli arti
superiori, del braccio in particolare, il bicipite,
il tricipite ed i muscoli della spalla, trapezio e
deltoide soprattutto, darebbero stabilità e potenza ai colpi, soprattutto in fase di attacco.
Non sono infrequenti lo stiramento dei muscoli (bicipite), o infiammazioni tendinee ed articolari (epicondiliti). Caviglia e ginocchio sono
fortemente stimolati dai movimenti di torsione
e di avanzamento ed arretramento, ed a questo livello i legamenti sono le strutture che più
di tutte possono risentire del lavoro muscolare
eccessivo, per fatti infiammatori o lesioni (in
particolare il legamento mediale, il tendine di
Achille e i tendini dei m. estensori per la caviglia; il tendine rotuleo ed i collaterali per il
ginocchio). Infine la muscolatura addominale
(muscoli retti) e quella intercostale è indispensabile nei movimenti di rotazione e di flessione del tronco. L’ampio coinvolgimento muscolare fa pensare a quanta coordinazione venga
richiesta durante il gioco e che, prima di una
seduta di allenamento o di una gara, vada data
molta importanza a un buon riscaldamento.
Considerando quanto la componente emozionale possa condizionare la prestazione, in
un gruppo di atleti tennistavolo è stata esaminata la coordinazione dinamica dopo un
certo grado di preparazione mentale. Sarebbe
stato dimostrato che nel tennistavolo una buona preparazione mentale migliori la “performance” nel contrattacco di dritto e di rovescio,
sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo 12. La velocità di esecuzione e il tempo
di anticipazione in alcuni sport di racchetta,
come badminton, tennis e tennistavolo, è stata
misurata simulando la velocità del gioco relativa a ciascuno di questi sport. Il giocatori
di tennistavolo avrebbero dimostrato una risposta a stimoli veloci più pronta rispetto agli
altri atleti 13. Nel top-spin di dritto contro una
difesa di rovescio giocatori più esperti avrebbero rivelato una maggiore prontezza nella
accelerazione della racchetta e una migliore
coordinazione del tronco, a dimostrazione che
l’abitudine ad una accelerazione più rapida
della racchetta nell’attacco di dritto sarebbe
un fattore determinante per il perfezionamento del colpo 14. Un altro studio ha esaminato
224 gare di 35 giocatori di alto livello per valutare il rapporto tra tecnica e risultato della
prestazione. Pur essendo di difficile interpretazione, uno studio ha analizzato le frequen-
Vol. 66 - No. 4
ze e l’ordine dei colpi: giocatori di nazionalità
cinese avrebbero dimostrato l’eccellenza nei
colpi di ordine primo e terzo, se comparati a
tutti gli altri 15.
Sotto l’aspetto neurosensoriale, poco si sa di
quanto un parametro visivo condizioni la prestazione sportiva e quanto possa essere modificato dall’allenamento e/o dall’affaticamento. Nella attività sportiva viene adoperato un
vocabolario del sistema visivo che in qualche
modo si differenzia da quella della comune
pratica oftalmologica. Pur se non tutti studiati
e rispondenti ai criteri della “evidence based
medicine”, i termini che rivestono un certo interesse possono considerarsi l’acutezza visiva
dinamica, la coordinazione occhio mano, la
sensibilità al contrasto, la memoria visiva, la
precisione visiva, la capacità di inseguimento
visivo (eye tracking) (Figura 4), e il tempo di
reazione a stimoli visivi.
Recentemente la Società Italiana di Oftalmologia dello Sport (SIOS) ha avviato la ricerca e formazione nello studio della fisiopatologia della visione nell’attività sportiva,
realizzando l’integrazione interdisciplinare,
strutturale e organizzativa tra le componenti istituzionali dello sport. Una commissione
congiunta FMSI, SOI (Società Oftalmologica
Italiana) e SIOS, nel corso del 2013, ha iniziato un lavoro di aggiornamento dei parametri
visivi per l’idoneità medico sportiva agonistica, ivi compreso il tennistavolo. La SIOS intende sensibilizzare oftalmologi, medici sportivi,
atleti e allenatori alla conoscenza di quanto
le capacità visive siano determinanti nella
“performance” sportiva e quanto potrebbero
migliorare con l’esercizio. Nello sport sarebbe di grande interesse standardizzare metodi analitici per lo studio della visione, cosa a
tutt’oggi trascurata da una buona parte degli
oftalmologi. Allo stato attuale si assiste ad una
pericolosa mescolanza di affermazioni empiriche, di giudizi approssimativi e credenze popolari, e le nozioni studiate con una buona
attendibilità scientifico-statistica sono tutt’altro
che abbondanti.
Nel tennistavolo la visione ha componenti altamente dinamiche, con pieno coinvolgimento del sistema motorio e sensoriale, che
deve adattarsi a distanze rapidamente differenti e ad oggetti (pallina, tavolo, avversario)
diversamente grandi e diversamente distribuiti
nello spazio. L’acutezza visiva e l’accomodazione sono stati studiati in condizioni di contrasto ridotto da bassa luminanza in giocato-
MEDICINA DELLO SPORT
617
NUZZI
Il tennistavolo
Figura 3. — Evidente l’impegno muscolare in un colpo
d’attacco (nella foto Zhang Jike, n. 2 del ranking mondiale, campione mondiale 2013 e campione olimpico
2012).
ri di alto livello e in principianti, tutti in età
giovanile. I due gruppi hanno dimostrato una
differenza significativa nei valori di acutezza visiva e nella facilità di accomodazione in
condizioni di bassa luminanza, che si sarebbero dimostrate più alte nei campioni, tanto
da far pensare che un giocatore esperto sia
dotato di un sistema motorio e sensoriale meglio sviluppato 16. Dopo specifico allenamento
in un gruppo di giocatori di medio livello, il
grado di coordinazione occhio-mano sarebbe
risultato significativamente incrementato, con
modificazioni di alcune variabili della visione e della prestazione motoria, nel gruppo di
studio rispetto al gruppo di controllo. Varrebbe a dire che, in qualche modo, sia possibile
migliorare la prestazione sportiva allenando
specificatamente alcuni parametri della visione 17. Altri studi di cinematica oculare avrebbero dimostrato un pieno coinvolgimento della
coordinazione occhio-mano nei colpi di dritto 18. Così l’anticipazione, coordinata dal sistema di memoria visiva, sarebbe più rapida in
giocatori esperti se confrontata a quella dei
principianti, pur se il ruolo dell’esperienza in
questi casi potrebbe rappresentare un fattore
di confondimento e invalidare le conclusioni.
È possibile che il giocatore di tennistavolo impari a utilizzare meglio il sistema visivo e il
suo sistema propriocettivo e posturale per un
migliore controllo motorio, tanto da diventare
più rapido nella prontezza dei movimenti e
nella precisione dei colpi 19.
La visione è il più variabile e selettivo dei
cinque sensi e potrebbe essere “allenata”: lo
studio delle capacità visive in funzione dell’attività sportiva sarebbe d’aiuto nella comprensione delle necessità del singolo atleta. Le recenti evidenze sperimentali farebbero pensare
che un giocatore di tennistavolo possegga un
sistema visivo più evoluto, specie riguardo
l’acuità visiva dinamica e la sensibilità al contrasto.
Conclusioni
In letteratura è stata sufficientemente dimostrata l’importanza nel tennistavolo di un buon
allenamento alla resistenza e allo sforzo, ed
è chiaro come la conoscenza dello stress ed
il suo controllo debbano rientrare tra gli elementi che possono migliorare la prestazione
agonistica. Gli allenatori dovrebbero conoscere come una buona resistenza alla fatica consenta di mantenere una tecnica eccellente e
un alta qualità dei colpi, dovrebbero tenere in
gran conto l’impegno muscolo-articolare allo
Figura 4. — “Eye tracking” nel tennistavolo. Nella foto, a sinistra, Ma Long, giocatore cinese, n. 1 del ranking mondiale; a destra Ning Ding, giocatrice cinese, n. 2 del ranking mondiale.
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Il tennistavolo
NUZZI
scopo di prevenire danni anche seri, e infine
non andrebbero trascurate le esigenze mentali
e della visione in uno sport velocissimo, con
fasi intermittenti, ripetitive ed estese in ampio
raggio d’azione, e con forte componente emotiva.
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Infine, poiché il tennistavolo moderno richiede peculiarità fisiche che coinvolgono
grandemente il sistema cardiocircolatorio e la
richiesta energetica, si raccomanda una attenta
analisi di queste componenti in fase di studio
della idoneità medico sportiva agonistica.
7) Zagatto AM, Morel EA, Gobatto CA.
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Note: G. Nuzzi è Professore Associato di Malattie dell’Apparato Visivo, afferisce al Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale dell’Università degli Studi di Parma, ed è coordinatore dell’Unità Dipartimentale di Oftalmologia Pediatrica e Strabismo. Da giovanissimo è stato giocatore professionale di tennistavolo, e oggi dirige in qualità di Presidente l’Associazione
Sportiva Dilettantistica Tennistavolo Center Parma, società affiliata alla FITET (Federazione Italiana Tennistavolo) e al CONI.
È, inoltre, fondatore e Presidente della Società Italiana di Oftalmologia dello Sport (SIOS), unica istituzione scientifica europea a occuparsi di ricerca nelle componenti visive applicabili alla pratica sportiva.
Ricevuto il 21 novembre 2013. - Accettato il 28 novembre 2013.
Conflitti di interesse.—Nessuno.
Autore di contatto: G. Nuzzi, Malattie Apparato Visivo, Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale, Università degli
Studi di Parma, Parma, Italia. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
619

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. 66 - N. 4
MEDICINA DELLO SPORT
621
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
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Il tennis: aspetti fisiologici
C. Gallozzi, G. Mirri
622
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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
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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
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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.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2008 - Pag. 223-246
La Medicina dello Sport al servizio del Rugby moderno
V. M. Ieracitano, M. V. Giacobbe
Fascicolo N. 2 - Giugno 2008 - Pag. 247-257
Approccio metodologico per lo studio dell’incidenza dei traumi nello sport: l’esempio del rugby
A. Salvia, V. M. Ieracitano, F. Bottiglia Amici-Grossi, V. Calvisi, F. Di Domenica, C. D’Antimo, C.
Miranda, A. Rota, G. Melegati, C. Andreoli, A. M. Casella, P. Ferrari, F. Guidetti, A. Ongaro, A.
Paolone, F. Pasteur, R. Saccocci, B. Piva, G. Sassarini, L. Selletti, A. Caserta, A. Di Cesare, B. De Luca
Fascicolo N. 3 - Settembre 2008 - Pag. 381-387
Attività sportive a elevato rischio traumatico: l’organizzazione dell’assistenza sanitaria sul campo di gara
S. Dragoni, P. Faccini
Fascicolo N. 3 - Settembre 2008 - Pag. 389-397
L’aikido, un’arte marziale nobile e attuale
A. Anedda, C. Ramundi, A. Bonetti
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2008 - Pag. 507-513
La ginnastica ritmica
G. Berlutti, M. 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. 66 - N. 4
MEDICINA DELLO SPORT
623
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.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2011 - Pag. 201-206
Metodiche di estrazione del pilota dopo incidente in competizioni automobilistiche (“estricazione”)
Ieri e oggi …
Faccini P., Collini S., Fuggiano L., Pusineri C.
Fascicolo N. 3 - Settembre 2011 - Pag. 347-350
Il baseball
Beltrami G., Mantovani C., Pellegrini A., Pierucci G., Porcellini G.
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2011 - Pag. 491-505
Il motociclismo
Caroli G., Bosco G. F., Gianfelici A., Guerrini G., Scevola M.
Anno 2012 - Vol. 65
Fascicolo N. 1 - Marzo 2012 - Pag. 105-110
Il twirling
Gianfelici A., Migliorini S., Salvati A., Marini C., Zanini G., Faina M.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2012 - Pag. 283-286
La revisione biomeccanica dei fondamenti del jūdō kōdōkan del dr. Jigorō kanō
Sacripanti A.
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2012 - Pag. 579-586
Beach tennis
Anedda A., Bonetti A., Quarantini M., Quarantini E., Toni R.
Anno 2013 - Vol. 66
Fascicolo N. 1 - Marzo 2013 - Pag. 119-133
La pubalgia dell’atleta: una revisione della letteratura
Bisciotti G. N., Eirale C., Vuckovic Z., Le Picard P., D’Hooghe P., Chalabi H.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2013 - Pag. 285-299
Il ruolo dei fattori esogeni ed endogeni nell’eziologia della tendinopatia achillea e patellare
Bisciotti G. N., Eirale C.
Fascicolo N. 3 - Settembre 2013 - Pag. 419-426
Tiro a volo
Anedda A., Cattani M.
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2013 - Pag. 611-617
Il tennistavolo: richiesta motoria, energetica e neurosensoriale
Nuzzi G.
624
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013

Forum
Forum
MED SPORT 2013;66:625-8
Physical exercise is therapy
L’attività motoria è terapia
G. FRANCAVILLA 1, C. FRANCAVILLA 2
1Universiy
of Palermo, Palermo, Italia
of Enna, Enna, Italia
2University
A
s defined by the World Health Organization
(WHO), health is a state of complete physical, mental, and social well-being and not merely the absence of disease and disability. Health
promotion and protection number among the
fundamental rights of citizens, and as such, they
come under the responsibility of the State. Accordingly, the national health service is mandated to ensure the provision of health information
and education, with a view to raise awareness
of healthy lifestyles among citizens and public
authorities.
Sports is an integral part of a society, its culture, traditions, and progress. Technological innovations in sports have significantly extended
the opportunities for social and active inclusion
of the handicapped. Sports and physical activity
hold a recognized role in promoting lifestyles
that maintain health as an overall condition of
well-being and not merely “the absence of disease”.
The National Health Care Plan offers innovative elements for developing the concept of
health prevention. For example, it makes reference to the social and educational value of
physical exercise as a means to satisfy basic
needs through participation and socialization in
recreational and physical activities in which to
explore, discover, and appreciate new ways of
living in harmony with one’s body. In healthy
populations, disease prevention and health
maintenance are achieved through the identification and control of risk factors and unhealthy
habits that can lead to disease and disability, as
Vol. 66 - No. 4
L
’Organizzazione Mondiale della Salute definisce la salute come uno stato di completo benessere fisico, psichico e sociale in assenza di malattia.
La promozione e la tutela della salute sono Diritti
Fondamentali del Cittadino e rappresentano un
interesse sociale di cui lo Stato si fa carico. Il Servizio Sanitario Pubblico deve garantire l’informazione e l’educazione sanitaria al fine di migliorare
la coscienza dei cittadini e degli amministratori
pubblici.
L’attività sportiva è un fenomeno complesso inserito nel contesto sociale e caratterizza la cultura,
la tradizione e la civiltà di un popolo. La moderna tecnologia e le grandi innovazioni applicate
allo sport hanno contribuito in modo significativo
all’inserimento sociale oltre che fisico di soggetti
disabili. Viene riconosciuto il ruolo fondamentale
che riveste l’attività fisico-sportiva nel promuovere
stili di vita positivi in grado di favorire “la salute”,
intesa in senso generale e non come semplice “assenza di malattia”. Il Piano Sanitario Nazionale
contiene aspetti innovativi e di grande interesse tali
da costruire una dimensione reale del concetto di
prevenzione.
Prende infatti coscienza del valore sociale ed
educativo dell’attività motoria che è in grado di valorizzare i “bisogni” dell’uomo come attività ludica
e di movimento e come tecniche socializzanti per
scoprire, conoscere e vivere in armonia con il proprio corpo. Nella popolazione sana la prevenzione
delle malattie e il mantenimento dello stato di salute si basano sulla identificazione e il controllo sia
dei fattori di rischio che dei comportamenti errati
che favoriscono l’insorgere di diverse patologie; non
ultimo l’identificazione e il controllo di fattori ambientali nocivi alla salute.
MEDICINA DELLO SPORT
625
FRANCAVILLA
Physical exercise and therapy
well as the identification and control of environmental risk factors.
In light of the aforementioned, the Department of Sports Medicine, University of Palermo,
launched an initiative to promote awareness of
the benefits to be gained from regular physical
activity. The aim is simple and direct: to encourage the adoption of healthy lifestyles. The
objectives are many: to counteract the effects
of unhealthy habits, to create a healthier environment, to improve the care of the needy,
and to engage young people’s interest in health
through educational programs in diet, smoking,
alcohol, and drug abuse.
There is ample evidence that physical exercise protects against cardiovascular, bone and
joint, and metabolic disorders and that it is an
effective means in the prevention and treatment of certain types of cancer. It follows than
that physical well-being plays a central role in
our lives. Physical activity improves cardiovascular performance and protects against many
preventable diseases. Rehabilitation of the ill,
growth and development of young people,
maintenance of performance levels in athletes,
and the routines of the elderly are all factors
corrected with place of residence.
Scientific research has drawn attention to the
increasing prevalence of metabolic syndromes.
This calls us, as sports physicians, to consider
physical exercise when planning treatment. We
know that a sedentary lifestyle is a modifiable
risk factor for cardiovascular diseases. Regular
physical activity can improve myocardial contraction and stabilize cardiac electrical conduction.
On the basis of an observational diagnostic
system and review of discharge diagnosis, we
divided the study population into three groups:
1) those with recent myocardial infarction; 2)
those with chronic ischemic heart disease; and
3) those with other cardiovascular diseases. We
evaluated whether patients presenting at our
service engaged in physical exercise, and if so,
whether there was a correlation between coronary syndromes and little or no physical activity.
Examination of the laboratory data and analysis of the prevalence of risk factors confirmed
our hypothesis. Namely, that patients with myocardial infarction or ischemic heart disease or
obese patients with dyslipidemia benefitted
from physical activity that was part of their
treatment plan. Risk factor assessment before
and after treatment, in addition to echocardiographic measurement of interventricular sep-
626
In riferimento a quanto detto noi della Cattedra
di Medicina dello Sport dell’Università degli Studi
di Palermo abbiamo pensato di promuovere la coscienza e la diffusione dell’attività motoria con un
progetto semplice e razionale atto ad incentivare
stili di vita salutistici per tutti i cittadini. Gli obiettivi individuati sono numerosi e servono a contrastare le principali patologie, migliorare il contesto
ambientale, rafforzare la tutela dei soggetti deboli
ed attenzionare in modo particolare i giovani attraverso una continua informazione riguardante
argomenti come l’alimentazione, il fumo, l’alcool e
la lotta alla droga.
Il ruolo protettivo dell’esercizio fisico regolare è
stato ampiamente dimostrato nei riguardi delle
patologie vascolari, osteo-articolari, metaboliche e
come supporto nella profilassi, prevenzione e nel
trattamento di alcune patologie tumorali.
Un interesse fondamentale durante tutta la nostra vita dovrebbe essere occuparsi del benessere
fisico. L’attività fisica, infatti, migliora la performance cardiocircolatoria e preserva l’organismo
dall’aggressione di numerose patologie. Il recupero
dei pazienti ammalati, la crescita fisiologica dei
giovani, il mantenimento della performance degli
atleti e la lenta rouitine degli anziani sono strettamente correlabili al luogo di residenza.
In atto la ricerca scientifica è continuamente in
allerta sulle problematiche metaboliche dell’individuo e ci coinvolge, come medici dello sport, a programmare l’attività motoria come terapia. Noi sappiamo che la sedentarietà è considerata un fattore
di rischio modificabile per le patologie cardiovascolari. L’esercizio fisico programmato migliora la contrattilità miocardica e stabilizza la conducibilità
elettrica del cuore. La nostra ricerca ha utilizzato il
sistema diagnostico osservazionale ed in base alla
diagnosi di dimissione ha diviso i pazienti affetti da
patologia cardiovascolare in tre gruppi: un gruppo
affetto da infarto miocardico recente, un secondo
gruppo con cardiopatia ischemica cronica e un terzo comprendente pazienti affetti da altre patologie
a carico dell’apparato cardiovascolare.
Abbiamo inoltre valutato se i pazienti venuti alla
nostra osservazione praticavano attività fisica e se
si, se erano presenti correlazioni tra “sindrome coronarica” e ridotta o scarsa attività motoria.
La disamina dei dati di laboratorio e lo studio
delle prevalenze dei fattori di rischio ha confermato
quanto da noi ipotizzato.
Sia l’infartuato che il cardiopatico ischemico e
l’obeso dislipidemico hanno trovato beneficio da
un’attività fisica programmata durante la fase di
recupero della malattia. La valutazione dei fattori
di rischio all’inizio e dopo il periodo di trattamento
è stata confortata dalle misurazioni ecocardigrafiche dello spessore del setto interventricolare e della
frazione di eiezione confermando quello che molti
studi epidemiologici hanno dimostrato e cioè che
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Physical exercise and therapy
FRANCAVILLA
tum thickness and ejection fraction confirmed
epidemiological observations: regular physical
exercise can protect against cardiovascular disease. The findings also confirmed that inactivity
is a modifiable risk factor and that the risk of
developing coronary disease was twofold higher in patients with a sedentary lifestyle.
The benefits of regular physical exercise are
many: improved myocardial electrical conduction and stability, as demonstrated by a lower
heart beat at rest and lower oxygen demand,
increased endothelial and fibrinolytic function
with a reduction in platelet adhesiveness and
adrenergic response to stress, as demonstrated
by an increase in high-density lipoproteins and
a reduction in low-density lipoproteins.
We may conclude the first part of our presentation by stating that physical exercise can be
viewed as a “drug” and that as such, it should
be administered with caution as a preventive
and therapeutic measure in patients with cardiovascular disease.
The human biological machine can achieve
optimal performance through programmed
training and adequate diet. Components of the
endothelial machinery can improve its functioning by producing variants that improve the cardiocirculatory system, reduce partial pressure of
oxygen, activate the sensitivity of skeletal muscle and adipose tissue to insulin, thus reducing
dyslipidemia and body weight. The explanation
lies in the fact that the body works according to
the principle of organic balance and that training harmoniously develops muscle structure.
One of the most frequently encountered disorders associated with inactivity in women is
osteoporosis. Osteoporosis refers to abnormally
low bone density and deterioration of skeletal
bone microstructure, with an increased risk of
bone fractures. Osteoporosis associated with inactivity is a known consequence of spinal cord
injury or disease and mainly affects the lower
extremities or both the upper and lower limbs.
The cause of idiopathic primary osteoporosis is
unknown but it may be due to estrogen deficit
following menopause and is to be differentiated
from secondary osteoporosis caused by endocrine, dietary or pharmacological factors.
The loss of bone mineral density and bone
mineral content is radiographically appreciable
in paralyzed limbs already 6 weeks after spinal
injury. The bone damage usually involves the
pelvis and the lower limbs, with sparing of the
upper limbs, in paraplegic patients, whereas it
affects the upper and lower limbs in tetraple-
Vol. 66 - No. 4
l’attività fisica regolare ha un ruolo di prevenzione sulle patologie cardiovascolari. Questo conferma
che l’inattività motoria è un fattore di rischio modificabile e che le persone sedentarie presentano un
rischio doppio di sviluppare una coronaropatia. I
benefici di un esercizio fisico regolare invece sono
molteplici; migliorano la contrattilità e la stabilità
elettrica del miocardio, evidenziata da una frequenza cardiaca più bassa a riposo ed una minore
richiesta di ossigeno, da un aumento della funzionalità dell’endotelio e del sistema fibrinolitico con
una riduzione dell’adesività piastrinica e dalla
risposta adrenergica allo stress, evidenziate da un
aumento delle HDL e una riduzione delle LDL.
Possiamo pertanto concludere la prima parte
della nostra “esternazione” rimarcando che l’attività motoria è un “farmaco” che viene somministrato
in modo oculato sia come prevenzione che come terapia nelle affezioni cardiovascolari.
La macchina biologica in effetti riesce a raggiungere eccellenti risultati di performance attraverso
un allenamento programmato e una alimentazione adeguata.
Anche la fabbrica endoteliale migliora la sua
funzionalità e produce quelle varianti specifiche
che migliorano il sistema circolatorio; riduce la
PAO, attiva la sensibilità dei muscolo scheletrici e
del tessuto adiposo all’azione dell’insulina, riducendo la dislipidemia e quindi il peso corporeo.
Questo perché l’organismo funziona per un principio di equilibrio organico e l’allenamento sviluppa
la struttura muscolare in modo omogeneo.
Una delle patologie che più frequentemente è legata all’inattività e che colpisce principalmente il
sesso femminile è la malattia osteoporotica.
L’osteoporosi è una condizione clinica caratterizzata da bassa massa ossea e da deterioramento
della microarchitettura scheletrica con conseguente
aumento del rischio di fratture.
Questa patologia da ridotta attività motoria è
una nota conseguenza di patologia del midollo
spinale ed è determinata da un severo impegno riguardante gli arti inferiori essenzialmente, o superiori e inferiori insieme.
La causa dell’osteoporosi primitiva idiopatica
non è nota e potrebbe essere dovuta al deficit estrogenico che si verifica in post-menopausa. Differenti
sono invece le cause di osteoporosi secondaria come
fattori endocrini, nutrizionali, farmacologici.
La perdita di massa ossea ‑ BMD ‑ e del contenuto minerale osseo ‑ BMC ‑ è radiologicamente
apprezzabile agli arti paralizzati già dopo sei settimane dal danno spinale.
Il danno osseo coinvolge generalmente il bacino
e gli arti inferiori in pazienti paraple­gici, mentre è
conservata quella degli arti superiori, nei pazienti
tetraplegici coinvolge gli arti inferiori e superiori,
ma non il cranio.
Sia l’osso spugnoso che quello compat­to sono in-
MEDICINA DELLO SPORT
627
FRANCAVILLA
Physical exercise and therapy
gic patients, but spares the skull bone. Though
the underlying mechanisms differ, loss of bone
density can occur in both cancellous and compact bone.
Muscle growth helps to maintain bone density. Discrepant results have been reported for
the effect of muscle spasm in patients with loss
of bone density. Numerous studies have shown
an elevated frequency of lower-limb fracture in
patients with loss of bone density. The factors
contributing to disuse osteoporosis are many:
nutritional status, hypercortisolism, altered gonad function, and endocrine disorders.
Mechanical stress is another factor that contributes to loss of bone density, and changes
in bone morphology and resistance. Disuse increases bone resabsorption.
Taken together, these findings show that
physical exercise many be viewed as prevention and rehabilitation treatment for many disorders in both young and older people.1-4
References/Bibliografia
1) Francavilla VC, Abrignani M, Braschi A, Francavilla G. Utility of QT dispersion in sports medicine. Med Sport
2008;61:447-85.
2) Braschi A, Francavilla VC, Abrignani
teressati dalla perdita di massa ossea, anche se in
maniera diversa.
Il trofismo muscolare ha un ruolo nel mantenimento della massa ossea. Risultati discutibili sono
stati segnalati per quanto riguarda l’effetto degli
spasmi muscolari nei pazienti affetti da perdita di
massa ossea.
Numerosi studi hanno dimostrato un’elevata frequenza di fratture degli arti inferiori nei pazienti
con perdita di massa ossea. I fattori responsabili del
determinismo dell’osteoporosi da disuso sono molteplici e complessi come lo stato nutrizionale, l’ipercortisolismo, alterazioni della funzione gonadica,
disordini endocrini.
Lo stress meccanico è uno dei fattori determinanti della perdita di massa ossea, della morfologia
e della resistenza ossea. Il disuso aumenta il riassorbimento osseo.
Tutto questo ci conferma in modo certo che
nell’ambito di numerose patologie, sia dei giovani
che degli anziani, l’attività motoria deve essere considerata come una vera e propria terapia, “preventiva e riabilitativa”.1-4
MG, Ombardo RL, Colivicchi F, Francavilla G. Utilità nella dispersione del QT
nella pratica clinica. Monaldi Arch Chest
Dis 2009;72;118-29.
3) Francavilla G, Francavilla VC, Braschi
A, Abrignani M, Sciacca R. Esercizio fisico ed attività sportiva in pazienti con
e senza cardiopatia ischemica. Monaldi
Arch Chest Dis 2007;87-95.
4) Francavilla G, Cristofalo M, Parisi A,
Francavilla VC. Quando lo sport fa male:
alterazione genetica e danno da stress.
Medicina dell’ Esercizo Fisico e dello
Sport 2002;3:9-12.
Conflicts of interest.—The authors certify that they have no conflicts of interest with any financial organization related to
the material discussed in this manuscript.
Received on November 18, 2013 - Accepted for publication on December 3, 2013.
Corresponding author: G. Francavilla, University of Palermo, Palermo, Italy. E-mail: [email protected]
628
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2013
Notiziario federale
MED SPORT 2013;66:629
Il lavoro comparso a pagina 565 di questo
numero della rivista è probabilmente l’ultimo a
vedere la luce con la firma del Prof. Rossi che
come molti lettori sapranno si è spento a Roma
il 15 ottobre 2013.
La sua profonda cultura medica unita ad un
entusiasmo non comune per lo sport in genere
e per tutti i settori della Medicina dello Sport
gli hanno permesso di realizzare nel corso della sua carriera professionale una enorme mole
di pubblicazioni scientifiche, molte delle quali
apparse su Medicina dello Sport, ampiamente
riconosciute ancora oggi come capisaldi della
cultura medico-sportiva.
Vol. 66 - No. 4
Ciononostante ha continuato a produrre,
sino a quando lo hanno sostenuto le forze, lavori scientifici, lezioni universitarie, relazioni
per convegni e congressi stimolando nel contempo i suoi allievi a nuove iniziative fornendo
loro idee, casistiche e materiale iconografico
tratto dal suo sterminato archivio di immagini
radiografiche.
Credo che questo sia il modo migliore per
ricordarlo con grande affetto e ringraziarlo per
tutto quello che ci ha saputo trasmettere e insegnare nel corso della sua vita.
MEDICINA DELLO SPORT
S. D.
629
Ringraziamenti
MED SPORT 2013;66:631
“Medicina dello Sport” desidera ringraziare tutti gli Autori che nel corso del 2013 hanno
sottoposto i loro lavori per la pubblicazione sulla rivista.
Tutti i contributi ricevuti sono stati esaminati con la massima serietà scientifica dai referees esperti del settore ai quali la Redazione desidera esprimere un sincero ringraziamento
per la preziosa e disinteressata collaborazione.
Il rigore scientifico della loro attività ha permesso alla Rivista Federale di migliorare il
livello qualitativo e la diffusione internazionale, come dimostrato dal progressivo incremento del valore “Impact Factor” nel corso degli anni.
Buon Anno 2014!
G. Santilli - M. Casasco
Alberto ANEDDA
Giovanna BERLUTTI
Marco BERNARDI
Andrea BERNETTI
Marco BONIFAZI
Paolo BORRIONE
Serena BRIA
Sergio CAMELI
Amos CASTI
Salvatore CHIODO
Roberto CIARDO
Francesco FELICI
Giuseppe FISCHETTO
Calogero FOTI
Vol. 66 - No. 4
Claudio GALLOZZI
Gian Pasquale GANZIT
Franco GIADA
Antonio GIANFELICI
Emanuele GUERRA
Andrea LINO
Renato MANNO
Gianni MAZZONI
Mirella PIRRITANO
Angelo RODIO
Tiziana SANSOLINI
Antonella SANTILLI
Franco SARDELLA
Antonio SPATARO
Antonio TODARO
MEDICINA DELLO SPORT
631
MEDICINA
DELLO SPORT
Quarterly Journal
of the Italian Sport Medicine
Federation
Rivista trimestrale
della Federazione Medico-Sportiva
Italiana
VOLUME 66 - 2013
Subjects and Authors’ indexes
Indice alfabetico per materie e degli Autori
Subjects Index
Indice alfabetico per materie
A
Accelerometry, 497.
Acromioclavicular joint, 565.
Activities of daily living, 163.
Adolescents, 231, 513.
Aged, 375, 545.
Anaerobic threshold, 555.
Anger, 389.
Angiography, 599.
Ankle, 277, 573.
Antioxidants, 339.
Anxiety, 179.
Arrhythmias, 139.
Arthroscopy, 277.
Athletes, 231, 241, 523.
Athletic performance, 211.
B
Beverages, 399.
Biomechanics, 253.
Body composition, 513.
— fluids, 363, 531.
C
Child, 223, 325.
Clavicle, 565.
Conditioning (psychology), 47.
Continuous positive airway pressure,
351.
Coronary artery disease, 599.
Cortisol, 29.
Cycling, 29.
Cytokines, 199.
D
Death, sudden, 607.
— — cardiac, 139.
Vol. 66 - 2013
Dehydration, 363.
Dentistry, 71.
Diet, 29, 81.
Dyslipidemias, 81.
Jogging, 375.
Joints 91, 101, 253, 583.
E
Kyphosis, 473.
Energy metabolism, 163.
Exercise, 71, 163, 325, 339, 497, 545,
555.
— test, 599.
F
Fatigue, 189.
Fitness, 47, 211.
Football, 113, 573.
G
Growth factors, 407.
Gymnastics, 61, 265.
H
Heart defects, congenital, 607.
— rate, 555.
— septal defects, atrial, 607.
Hip 91.
Human Body, 485.
Hydrocortisone, 399.
Hydrogen peroxide, 199.
I
Immunoglobulin A, 71.
Insulin, 325.
Interleukin 6, 399.
MEDICINA DELLO SPORT
K
L
Lactates, 523.
Leptin, 325.
Lifestyle, 81.
Ligament, anterior cruciate, 253.
Lipids, 29.
M
Magnetic resonance imaging, 241,
253.
Martial arts, 199, 389, 523.
Motor activity, 81, 179.
Motor exercise, 47.
Muscle strength, 1, 189, 583.
Mutation, 315.
N
Nitric oxide, 199.
O
Obesity, 325.
Oral health, 71.
Osmolar concentration, 363.
Osteoarthritis, 443.
Osteochondritis dissecans, 443.
Osteolysis, 565.
Oxidative stress, 315, 339.
633
INDICE ALFABETICO PER MATERIE
P
Pain, 485.
Pelvis, 473.
Perceptual distortion, 61.
Physical activity, 497.
— education and training, 179, 61.
— examination, 211.
— exercise, 1.
— fitness, 531.
Posture, 473, 485.
R
Racquet sports, 363.
Range of motion, 545.
Recovery of function, 113.
Reflex, 189.
Regression analysis, 265.
Rehabilitation, 583.
Resistance training, 315.
Respiration, 351.
Rhinomanometry, 351.
634
Risk factors, 573.
Rotation 101.
Rotator cuff, 443.
Rugby, 307.
Running, 375.
Rural population, 223.
T
Talus, 277.
Technology, 223.
Tendon injuries 407.
Tendons 407.
Testosterone, 399.
S
Saliva, 71.
Scapula, 113.
Self concept, 389.
Self concept, 61.
Sex characteristics, 339.
Shoulder joint, 101.
Soccer, 71.
Spine, 241, 473.
Sports, 139, 265.
Sprains and strains, 573.
Strength, 307.
Stress fracture, 443.
Sweat, 531.
Swimming, 389.
MEDICINA DELLO SPORT
U
Ultrasonography, 91.
Urban population, 223.
W
Weights and measures, 307.
Woman, 1.
Women, 545.
Wounds and injuries, 231.
— — — prevention and control, 265.
Wrestling, 473, 513.
Vol. 66 - 2013
Authors’ index
Indice alfabetico degli Autori
A
D
Abalo R., 265.
Adami P. E., 351.
Alves De Souza E., 211.
Amaddeo P., 71.
Anedda A., 431.
Ángel Latorre Roman P.,
375.
Annoni I., 163.
Arazi H., 523.
Atay I. M., 389.
Aydin C., 389.
D’Arienzo M., 241.
D’Ercole S., 71.
D’Hooghe P., 119.
Del Conti Esteves J. V., 211.
Delise P., 139.
Della Villa F., 113.
Demarie S., 163, 179.
Demirkan E., 513.
Despina T., 61.
Di Cagno A., 61.
Di Lieto C., 351.
Doria E., 531.
Dragoni S., 463, 565.
B
Balci S. S., 339.
Battaglia C., 61.
Bernetti A., 583.
Bianucci R., 443.
Biasini V., 599.
Biffi A., 139.
Bilardo G., 607.
Bisciotti G. N., 119, 285,
407.
Bisciotti G., 113.
Bonifazi M., 29.
Börjesson M., 139.
Borrione P., 61, 307.
Broccardo D., 29.
Bruseghini P., 163.
Buonocore D., 531.
C
Calcagno G., 61.
Calderazzi F., 231.
Calò L., 307.
Candela F., 91, 241.
Capucci A., 139.
Cattani M., 431.
Ceccarelli F., 231.
Cecchi F., 139.
Ceroni Compadretti G., 351.
Cerulli C., 179.
Chalabi H., 119.
Ciccarelli A., 485.
Ciccarone G., 607.
Ciminelli E., 307.
Corrado D., 139.
Costantino C., 573.
Crisostomi S., 351.
Vol. 66 - 2013
E
Ebrahim K., 325.
Ebrahimi K., 223.
Eirale C., 113, 119, 285, 407.
F
Faina M., 163.
Fallavollita L., 599.
Fathi M., 189.
Favre M., 513.
Fazelifar S., 325.
Ferrara G., 29.
Ferretti A., 277.
Fiorella P., 29.
Fiorilli G., 61.
Focarelli A., 531.
Fornaciari G., 443.
Fourie M., 545.
Francavilla G., 91, 241, 625
Francavilla V. C., 91, 241,
625.
Franzói De Moraes S. M.,
211.
Fritz S., 363.
G
Gagliardo C., 91.
Galvani C., 163.
Garatachea N., 497.
Garlaschi G., 253.
Giada F., 139.
Gianolio M., 139.
Gildenhuys G. M., 545.
Giorgi A., 29.
Giuffra V., 443.
Goodarzi M., 399.
Goon D. T., 545.
Granata D., 351.
Güçlüöver A., 513.
Guerra E., 307.
Gutiérrez-Sánchez A., 265.
H
Hedayatpour N., 189.
Heidari N., 523.
Heidbüchel H., 139.
Hübner-Woźniak E., 199.
I
Impellizzeri F. M., 29.
Inama G., 139.
Iovane A., 91, 241.
Ismael M., 607.
J
Javanmardi R., 81.
K
Kaiser A., 473.
Karatosun H., 389, 555.
Kasperska A., 199.
Khalaji H., 101.
Kordi H., 101.
Koz M., 513.
Kutlu M., 513.
M
Magini V., 179.
Magnani Branco B. H., 211.
Manno R., 1.
Mantini S., 485.
Mardaneh F., 101.
Mark Estes III N. A., 139.
Maron B. J., 139.
Martelli G., 607.
Marzatico F., 531.
Matranga D., 241.
Mattei R., 29.
Mehrabani J., 47.
Midiri M., 91, 241.
Milanese M., 443.
Minganti C., 179.
Mirzaee B., 47, 399.
Moffa S., 61.
Moghadasi M., 81.
Mont L., 139.
Moraveji F., 81.
Morelli F., 277.
Mousavi Beneh-Hoor Z.,
315.
Mrozkowiak M., 473.
Muda A., 253.
N
Nasiri M., 223.
Natale A., 139.
Negro M., 531.
Nematollahzadeh M., 81.
Neveling N., 363.
Nouri R., 81.
Nuzzi G., 613.
O
Olshansky B., 139.
Özal M., 513.
L
P
Laskowski R., 199.
Le Picard P., 119.
Leme Gonçalves Panissa V.,
211.
Licari O., 573.
Lo Casto A., 91.
Paparo F., 253.
Parisi A., 179.
Paterlini M., 231.
Pedrini M. F., 573.
Pelliccia A., 139.
Penco M., 139.
MEDICINA DELLO SPORT
635
INDICE ALFABETICO PER AUTORI
Petraglia F., 573.
Piacentini M. F., 179.
Piazza M., 61.
Piccazzo R., 253.
Pietro P., 583.
Pigozzi F., 307.
Pogliacomi F., 231.
Pompili M., 231.
Riganti R., 139.
Ripani M., 485.
Ristoldo F., 71.
Rizzo M., 351.
Rossi F., 565.
Rucci S., 531.
Rynkiewicz M., 199.
Rynkiewicz T., 199.
Q
S
Quaranta F., 71, 307.
R
Rahimi R., 315.
Rahmani-Nia F., 47.
Rashidlamir A., 399.
Raviele A., 139.
636
Salas Sánchez J., 375.
Salehi Z., 315.
Salehian M. H., 223.
Salvati A., 163.
Sanfilippo A., 91, 241.
Sannicandro I., 113, 407.
Santomauro M., 139.
Santos-Lozano A., 497.
Sarkisian V., 325.
Scalchi G., 607.
Senaldi R., 351.
Serlorenzi P., 277.
Shaw B. S., 545.
Shaw I., 545.
Simonetto L., 29.
Sokołowski M., 473.
Soto Hermoso V. M., 375.
Sotudeh Ziksari M., 47.
Spataro A., 351.
Sperandii F., 307.
Sponsiello N., 531.
Sutera R., 241.
Sutera R., 91.
U
T
Z
Tasca I., 351.
Toriola A. L., 363, 545.
Tranquilli C., 583.
Trenti T., 29.
Tripodi D., 71.
Zandi S., 399.
Zembroń-Łacny A., 199.
Zeppilli P., 139.
Ziemann E. E., 199.
Żurek P., 199.
MEDICINA DELLO SPORT
Unal M., 555.
V
Vanhees L., 139.
Vernetta M., 265.
Vidal Andreato L., 211.
Villosio N., 253.
Vuckovic Z., 119.
Vol. 66 - 2013

Notice to readers
Comunicato per i Lettori
M
any readers will have noted the everwidening geographical scope of the
Journal. This is reflected in the increasing
number of papers from authors reporting
on research carried out in situations far different from ours.
This growing diversity in research contexts and findings invites questions and discussion from our readers.
To accommodate greater participation,
the Editorial Board has decided to create a
correspondence feature entitled “Letters to
the Editor”, with a view to receive readers’
comments and opinions on the papers published in the Journal.
The authors will have the opportunity
to reply to reader letters and address the
issues raised. Letters to the Editor should
be sent to [email protected], citing in the email subject line “Letters to the
Editor”.
Vol. 65 - N. 2
C
ome molti lettori avranno sicuramente
notato, negli ultimi tempi la Rivista Medicina dello Sport si è andata arricchendo dei
contributi scientifici di molti Autori provenienti da realtà molto lontane, anche geograficamente, dalla nostra.
Le esperienze scientifiche maturate, in un
contesto così diverso dal nostro, possono porre interrogativi e richieste di chiarimenti da
parte dei lettori.
Il Comitato di redazione ha deciso, pertanto, di dedicare uno spazio alla Rubrica “Lettere alla Redazione” allo scopo di recepire i
commenti eventuali dei lettori sotto forma di
opinione critica e motivata ai concetti espressi nei lavori pubblicati.
Agli Autori verrà data facoltà di rispondere e
chiarire i dubbi sollevati. L’invio potrà avvenire per posta elettronica ([email protected]
fmsi.it) specificando nella casella dell’oggetto,
“Lettere alla Redazione”.
MEDICINA DELLO SPORT
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