La Medicina dello Sport

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La 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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D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia)
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Direttore Responsabile
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associati a FARMAMEDIA e può essere oggetto di pianificazione pubblicitaria
MEDICINA DELLO SPORT
Vol. 67
Dicembre 2014
Numero 4
INDICE
529
581
EDITORIALE
La riabilitazione dopo ricostruzione del legamento crociato anteriore: il vecchio e il nuovo
Mariani P. P.
Samadi M., Nazem F., Gharaat M. A.
539
593
AREA FISIOLOGICA
Gli effetti dello slackline training sulla postura corporea nei judoisti
Santos L., Fernández-Río J., Fernández-García B.,
Due Jakobsen M.
AREA MEDICA
Diffusione del fumo nello sport agonistico
Di Cave P., Appodia M., Todaro A.
603
555
Valutazione dei fattori che influenzano
le prestazioni sportive in atleti junior di kayak
Rynkiewicz M., Rynkiewicz T., Żurek P.
569
Effetti di un torneo di tennis sulla forza di
presa della mano, sulla soglia del dolore alla
pressione e sulla scala analogica visiva nei
tennisti
Şahin Kafkas A., Emin Kafkas M., Durmuş B., Açak M.
Vol. 67 - N. 4
Progettazione di un allenamento di simulazione della competizione di taekwondo in base a
frequenza cardiaca, lattato ematico e valutazione dello sforzo percepito
Associazione tra ritmo metabolico a riposo e
attività fisica misurata in maniera obiettiva in
adolescenti sudafricani: lo studio PAHL
Wushe S. N., Moss S. J., Monyeki M. A.
617
Attività fisica e valutazione delle prestazioni
motorie in un gruppo di anziani e di giovani
per mezzo di sensori inerziali indossabili
Nerozzi E., Monaco M. M., Pegreffi F., Drago E.,
Tentoni C.
MEDICINA DELLO SPORT
IX
INDICE
633
Studio pilota sugli effetti cardiaci e metabolici
dell’allenamento di resistenza a moderata altitudine in mezzofondisti
Polizzi G., Giaccone M., Gervasi M., D’Amato A.,
Palma A., Bartolucci C., Brandoni G., Federici A.,
Lucertini F.
669
LA MEDICINA DELLO SPORT... PER
SPORT
Lo sport del BMX
Boni G., Mattiacci F., Biasini E., Spaccapanico Proietti
S., Pampanelli G., Trabalza M., Ferri A. C., Franci M.,
Capodicasa A., Gargaglia F., Laurent L., Giannini S.
697
643
Risposte della pressione arteriosa dopo esercizi di resistenza degli arti inferiori e superiori
Mohebbi H., Rohani H., Ghiasi A.
LA MEDICINA DELLO SPORT... PER
SPORT NEI FASCICOLI
703
FORUM
Pratica sportiva e trapianto d’organo solido
653
AREA ORTOPEDICA
Roi G. S., Totti V., Zancanaro M., Mosconi G.,
Trerotola M., Nanni Costa A., Antonetti T., Anedda A.
Punti dell’agopuntura comuni e parametri di
trattamento delle terapie agopunturali per
l’osteoartrosi del ginocchio
Ma H., Zhang S., Zhang X.
X
733
RINGRAZIAMENTI
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
MEDICINA DELLO SPORT
Vol. 67
December 2014
No. 4
CONTENTS
529
581
Rehabilitation after anterior cruciate ligament
reconstruction: the old and the new
Designing the simulation training of taekwondo competition according to heart rate, blood
lactate and rating of perceived exertion
Mariani P. P.
Samadi M., Nazem F., Gharaat M. A.
539
593
The effects of supervised Slackline Training
on postural balance in judoists
Diffusion of smoking in competitive sport
EDITORIAL
MEDICAL AREA
PHYSIOLOGICAL AREA
Di Cave P., Appodia M., Todaro A.
Santos L., Fernández-Río J., Fernández-García B.,
Due Jakobsen M.
603
555
Evaluation of factors affecting sports performance among junior athletes in kayaking
Association between resting metabolic rate
and objectively measured physical activity in
South African adolescents: the PAHL study
Wushe S. N., Moss S. J., Monyeki M. A.
Rynkiewicz M., Rynkiewicz T., Żurek P.
617
569
Effects of a tennis tournament on players’
hand grip strength, pressure pain threshold
and visual analogue scale
Şahin Kafkas A., Emin Kafkas M., Durmuş B., Açak M.
Vol. 67 - N. 4
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population by
means of wearable inertial sensors
Nerozzi E., Monaco M. M., Pegreffi F., Drago E.,
Tentoni C.
MEDICINA DELLO SPORT
XI
CONTENTS
633
Pilot study on cardiac and metabolic responses to moderate-altitude endurance training
in middle-distance runners
Polizzi G., Giaccone M., Gervasi M., D’Amato A.,
Palma A., Bartolucci C., Brandoni G., Federici A.,
Lucertini F.
669
SPORT... MEDICINE FOR SPORT
BMX
Boni G., Mattiacci F., Biasini E., Spaccapanico Proietti
S., Pampanelli G., Trabalza M., Ferri A. C., Franci M.,
Capodicasa A., Gargaglia F., Laurent L., Giannini S.
697
SPORT... MEDICINE FOR SPORT
IN PAST ISSUES
643
Post-exercise blood pressure responses to
upper and lower limbs resistance exercise
Mohebbi H., Rohani H., Ghiasi A.
703
FORUM
Sporting activities and solid organ transplantation
653
ORTHOPEDIC AREA
Roi G. S., Totti V., Zancanaro M., Mosconi G.,
Trerotola M., Nanni Costa A., Antonetti T., Anedda A.
Common acupoints and treatment parameters
of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
Ma H., Zhang S., Zhang X.
XII
733
ACKNOWLEDGEMENTS
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

Editorial
Editoriale
MED SPORT 2014;67:529-37
Rehabilitation after anterior
cruciate ligament reconstruction:
the old and the new
La riabilitazione dopo ricostruzione del legamento
crociato anteriore: il vecchio e il nuovo
P. P. MARIANI
University of Foro Italico, Rome and Clinica Villa Stuart Sport Clinic, FIFA Medical Center, Rome
I
n their description of the changes an intraarticular tendon graft undergoes, Amiel et
al.1 distinguished three phases: necrosis, revascularization, and remodeling. In their model,
the graft’s morphological features reportedly
resembled those of a native ligament within
about 6 months after implantation. This process was termed ligamentization. The concept
of a three-phase process significantly influenced rehabilitation protocol design, leading
to its subsequent redefinition in three phases.
Consistent with Amiel et al.’s experimental observations, the standard protocol ended at 6
months postoperative, which was considered
the minimum time necessary for return to play.
Later experimental studies in animal models,
however, showed that ligamentization takes at
least 2 years to complete.2 In humans, because
of the small evidence base due to the scarcity
of biopsy material, little is known about how
ligamentization actually occurs. Rougraff and
Shelbourne 3 found signs of hypervascularization in 9 biopsies obtained 3 weeks after an
accelerated rehabilitation protocol and some
acellular areas in biopsies obtained at 8 weeks.
In another study on 20 biopsies taken at 3
months after anterior cruciate ligament (ACL)
reconstruction with a semitendinosus-gracilis
graft, Johnson 4 found normal tendon histology
without signs of inflammation. In their case report of a man who had died from traumatic
injury, Delay et al.5 observed morphological
features in the retrieved patellar tendon graft
resembling the native ACL only near the tunnel
at 18 months after the initial graft implantation.
Vol. 67 - No. 4
N
el 1986 Amiel et al.1 descrissero le modificazioni
a cui va incontro un trapianto tendineo allorché venga impiantato all’interno di un’articolazione. Gli autori descrissero tre distinti fasi: di necrosi,
di rivascolarizzazione ed infine di rimodellamento.
Dopo un periodo di 6 mesi il trapianto assumerebbe
caratteristiche simili al legamento e questo processo
fu detto di ligamentizzazione. La schematizzazione
del processo in tre fasi ha profondamente influenzato il protocollo riabilitativo che venne distinto esso
stesso in tre fasi e analogamente all’esperienza sperimentale di Amiel et al.1 il protocollo termina classicamente dopo 6 mesi dall’intervento chirurgico che
è ritenuto essere il minimo periodo temporale necessario per il ritorno all’attività sportiva (RTP). In realtà, successive esperienze sperimentali in animali
hanno dimostrato che il tempo necessario per completare tutto il processo di ligamentizzazione è molto
più lungo, di almeno due anni2. Nell’uomo il processo di ligamentizzazione risulta ancora più incerto
a causa dell’esiguo numero di campioni in cui è
stato possibile eseguire una biopsia. Rougraff and
Shelbourne 3 hanno evidenziato nelle biopsie eseguite in 9 campioni a 3 settimane postoperatorie dopo
un protocollo riabilitativo accelerato la presenza di
ipervascolarizzazione e a 8 settimane la presenza
di modeste aree acellulari. Johnson 4 su biopsie prese
in 20 campioni di pazienti sottoposti a ricostruzione
del legamento crociato anteriore (LCA) con tendine del semitendinoso e gracile hanno evidenziato
a 3 mesi una normale istologia del tendine senza
segni di infiammazione. Delay et al.5 hanno potuto
esaminare un trapianto di tendine rotuleo 18 mesi
dopo il suo impianto in un paziente deceduto per
cause traumatiche. Il trapianto mostrava una morfologia simile al LCA con aree di acellularità solo
MEDICINA DELLO SPORT
529
MARIANI
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
Falconiero et al.6 performed 35 patellar tendon graft and 8 semitendinosus graft biopsies
and concluded that some grafts may take at
least 24 months to mature, while others may
mature earlier. Differently from what occurs
in animals, autologous grafts in humans do
not undergo necrosis.7 Owing to the paucity
of studies, intrinsic and extrinsic variables in
sampling preclude drawing definitive conclusions. Furthermore, studies on healing processes have shown that lack of stress results in
disorganization of tendon cells, whereas natural stress causes the cells to align with the axis
of weight bearing.8
The question remains open as to whether
and when graft histology, ultrastructure and
biomechanical properties will become more
like those of a native ligament. The uncertainties surrounding graft maturation continue to
hinder the redefinition of rehabilitation protocols and prompt a series of questions: if
we know from experimental observation that
grafts need 24 months to ligamentize, why,
then, do we authorize return to play at 6
months postoperative when the graft is theoretically still too weak? Why is rehabilitation
given a timeframe and subdivided into three
phases when this scheme in humans is purely
arbitrary? Moreover, outcomes after aggressive
rehabilitation programs are substantially the
same as after conventional programs. The literature reports that direct weight bearing starting within the first postoperative days, early recovery of joint motion without limitations, and
open kinetic chain exercises already during the
first rehabilitation phase do not appear to have
deleterious effects on graft integrity. The safety
and speed of return to play appear to depend
more on the rehabilitation program than on the
type of graft; however, no single protocol has
been demonstrated superior to another so far.
Finally, experimental and clinical data have
aroused more doubt than certainty. Hence, rehabilitation after ACL reconstruction needs to
be redefined according to criteria other than
observations from animal experiments or contradictory rehabilitation protocols. Also, the
time has come to rethink many of our old ideas,
starting with the notion of time-based rehabilitation, which is as useless as it is harmful. What
is needed, instead, is a rehabilitation approach
that, by adopting currently available criteria
and assessment tools, will take into account the
functional deficits of the operated joint and the
progressive restoration of function.
530
in vicinanza dei tunnel. Falconiero et al.6 hanno
eseguito 35 biopsie di tendini rotulei e 8 biopsie di
semitendinoso ed hanno concluso che mentre per la
maturità del trapianto occorrono almeno 24 mesi,
alcuni trapianti possono raggiungere la maturità
prima. Inoltre, i trapianti autologhi non passano
attraverso una fase di necrosi come nei trapianti
animali 7. Lo scarso numero degli studi, le variabili
intrinseche ed estrinseche della campionatura impediscono di trarre delle conclusioni definitive. Inoltre,
studi sui processi di guarigione hanno dimostrato
che l’assenza di sollecitazioni rende le cellule tendinee disorganizzate mentre la presenza di una
fisiologica sollecitazione causa l’allineamento delle
cellule con l’asse di applicazione del peso 8.
La domanda, pertanto, se e quando un trapianto
possa assumere caratteristiche simili al legamento
in termini di istologia, ultrastruttura e proprietà
meccaniche, rimane ancora insoluta. Da tale incertezza derivano perplessità sulla modulazione del
protocollo riabilitativo e sorgono altre domande: se
sperimentalmente sappiamo che occorrono 24 mesi
per la ligamentizzazione, perché autorizziamo
il RTP dopo 6 mesi, quando in teoria il trapianto
sarebbe più debole? Perché dare alla riabilitazione
una scadenza temporale e suddividerlo in tre fasi
se poi nell’uomo tale distinzione sembra essere del
tutto arbitraria? Inoltre, programmi riabilitativi più
aggressivi hanno riportato gli stessi risultati dei programmi “tradizionali”. La letteratura riporta che il
carico diretto sin dai primi giorni postoperatori, il
recupero precoce dell’articolarità senza limitazioni, gli esercizi a catena aperta sin dalle prime fasi
non sembrano avere effetti deleteri sull’integrità del
trapianto. La sicurezza e velocità del RTP dipende
più dal programma riabilitativo che non dal tipo di
trapianto e dalla tecnica di ricostruzione ma a tutto
oggi non è, però, stata dimostrata la superiorità di
un protocollo nei confronti di un altro.
In conclusione, sino ad ora tutti i dati sperimentali e clinici son ben lungi dal fornirci certezze ma
incrementano ulteriormente i nostri dubbi. Pertanto, è necessario che la riabilitazione postoperatoria
dopo ricostruzione del LCA debba essere rielaborata sulla base di altri elementi che non siano quelli
forniti da esperimenti su animali o su protocolli riabilitativi contradditori e che sia giunto il momento di cambiare molte delle nostre idee stratificatesi
nel tempo su questo argomento. Il primo concetto
base da modificare è l’inutilità se non la dannosità di una riabilitazione basata esclusivamente sul
criterio temporale e la necessità di passare ad una
riabilitazione che tenga essenzialmente conto dei
deficit funzionali dell’arto operato e del progressivo
recupero, adottando tutti i criteri e gli strumenti di
valutazione attualmente in nostro possesso.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
MARIANI
Arthrogenic muscle inhibition
Inibizione muscolare artrogenica
The main rehabilitation problem after knee
injury or surgery is quadriceps hypotrophy. Up
until recently, quadriceps strengthening exercises were avoided during the first rehabilitation
phases because muscular activity was thought
to cause graft stretching, with subsequent graft
failure. The literature indicates that arthrogenic
muscle inhibition (AMI) is the principal cause
of hypotrophy and loss of quadriceps strength,
which may continue for more than 6 months
after ACL reconstruction. AMI results from an
ongoing reflex inhibition of musculature surrounding a joint following distension or damage
to structures of that joint. AMI is the body’s innate response intended to protect the joint from
further damage by discouraging its use. This
protective mechanism comes at a high cost, as
it restricts full muscle activation and therefore
prevents restoration of strength. The loss of the
ACL mechanoreceptors interrupts the ligamentquadriceps reflex arc, impeding the recruitment
of motor units during voluntary muscle contraction. AMI has been demonstrated after injury
and after knee joint reconstruction surgery, and
it has been found in both the injured and the
non-affected contralateral limb.9-11 Because AMI
impedes complete quadriceps activation, it induces atrophy and loss of muscle fiber tension.
Reducing AMI means reducing atrophy and loss
of quadriceps strength; therefore, this should
be one of the primary goals of the surgeon and
the rehabilitation therapist. Zech et al.12 demonstrated that during the first postoperative month
there was a greater decrease in voluntary activation of the quadriceps muscle, which reflected a
loss of maximal voluntary isometric contraction.
Therefore, it is during the first month that any
measure that can reduce AMI will help to restore quadriceps strength. This objective should
be kept in mind during surgery and during the
immediate postoperative period. Unfortunately,
many surgeons do not devote enough attention
to minimizing AMI during surgery or the postoperative period, and many physical therapist are
more concerned with protecting the graft than
with reducing muscle inhibition.
L’ipotrofia del quadricipite rappresenta il principale problema dopo una lesione o un intervento chirurgico del ginocchio. Sino a pochi anni or
sono, la ginnastica per il rafforzamento del quadricipite era evitata nelle prime fasi del protocollo
riabilitativo per le perplessità che l’attività muscolare potesse causare un eccessivo allungamento del
trapianto con successivo fallimento. Dalla letteratura risulta evidente che l’inibizione artrogenica
(AMI) sia la principale causa dell’ipotrofia e del
decremento della forza del quadricipite che può
persistere ben oltre i sei mesi dalla ricostruzione.
L’AMI, è il risultato dell’attività riflessa originantesi
dai recettori articolari con effetto sulle fibre motorie al muscolo che conduce al deficit di attivazione
muscolare volontaria. La perdita dei meccanorecettori del LCA interrompe l’arco riflesso legamentimuscolo quadricipite con impossibilità di reclutare
unità motorie durante la contrazione volontaria
del muscolo. L’AMI è stata dimostrata sia dopo il
trauma sia dopo un intervento di ricostruzione,
ed è rilevata sia nell’arto infortunato sia nell’arto
controlaterale 9-11. È importante sottolineare come
l’AMI, impedendo una completa attivazione del
quadricipite, induca l’atrofia e la perdita della tensione delle fibre muscolari. Ridurre l’AMI significa
ridurre l’atrofia e deficit di forza del quadricipite e
quindi dovrebbe costituire l’obiettivo primario sia
del chirurgo sia del riabilitatore. È stato dimostrato
da Zech et al.12 che è durante il primo mese postoperatorio che si osserva la maggior diminuzione
della volontaria attivazione del quadricipite a cui
corrisponde il deficit di forza alla massima contrazione isometrica volontaria. Pertanto, è durante il
primo mese che ogni misura atta a ridurre l’AMI è
in grado di recuperare più agevolmente la forza del
quadricipite. Si deve tenere in mente tale obiettivo
sia durante l’intervento sia nella fase immediatamente postoperatoria. Molti chirurghi non prestano la sufficiente attenzione a minimizzare l’AMI
sia durante l’intervento sia nelle fasi successive e
molti fisiatri sono più impegnati a proteggere il trapianto, trascurando la riduzione dell’inibizione
muscolare.
Reduction of intraoperative AMI
Reducing postoperative pain is the main goal
during the first phase of rehabilitation. Intra- and
postoperative analgesia coupled with prevention of joint effusion are key to minimizing no-
Vol. 67 - No. 4
Riduzione intraoperatoria AMI
La riduzione del dolore postoperatorio rappresenta la prima e principale fase della riabilitazione. Una corretta analgesia intra- e postoperatoria e
un’accurata prevenzione del versamento intrarticolare consentono di ridurre al minimo gli stimoli
nocicettivi provenienti dall’articolazione. Seppure
l’anestesia regionale bi-block è utilizzata ampia-
MEDICINA DELLO SPORT
531
MARIANI
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
ciceptive joint pain. Although regional bi-block
anesthesia is widely used because of its analgesic efficacy during the postoperative period,
it has been shown to have a harmful effect on
the quadriceps;13 therefore, in athletes requiring rapid return to play, other local anesthesia
techniques are recommended, including intraarticular/subcutaneous morphine injection and
systemic therapy. Aspiration of the postoperative joint effusion can increase the EMG signal
in patients with chronic effusion,14 and removal
of intra-articular fluid can increase quadriceps
strength.15 Cryotherapy is commonly applied in
rehabilitation to reduce inflammatory response,
pain, and AMI. Cold slows the velocity of joint
mechanoreceptor conduction and inhibits afferent stimuli from the central nervous system.16
Similar effects can be obtained with transcutaneous electrical nerve stimulation, which reduces
presynaptic inhibition.17 Joint effusion can be
prevented with particular attention to the treatment of all joint lesions resulting from ACL rupture and especially when ACL reconstruction is
performed with an accurate and rapid technique.
mente per la sua efficacia analgesica nel periodo
postoperatorio, sono stati dimostrati i suoi effetti
nocivi sul muscolo quadricipite 13 per cui negli atleti che necessitino di un veloce RTP, sono preferibili
altri sistemi locali di analgesia, quali infiltrazione
intrarticolare e/o sottocutanea di morfina e terapia
per via sistemica. È stato dimostrato che l’aspirazione di un versamento articolare postoperatorio
incrementa il segnale EMG in pazienti con versamento cronico 14 e che la forza del quadricipite
mostrasse un incremento dopo la sola rimozione
del liquido intrarticolare 15. La crioterapia è spesso
utilizzata nei protocolli riabilitativi in quanto in
grado di ridurre i fenomeni infiammatori, il dolore
ed in ultima analisi l’AMI. Il freddo abbassa la velocità di conduzione dei meccanorecettori articolari
e riduzione degli stimoli afferenti al sistema nervoso centrale 16. Analoghi effetti vengono ottenuti con
la stimolazione elettrica dei nervi cutanei (TENS)
che riduce l’inibizione presinaptica 17. Per evitare
la comparsa di un indesiderato versamento articolare, è necessaria una particolare cura nel trattamento di tutte le lesioni articolari eventualmente
associate alla rottura del LCA e soprattutto che l’intervento chirurgico di ricostruzione venga eseguito
con tecnica precisa e rapida.
Joint motion
The main objective of rehabilitation after ACL
reconstruction is to restore joint motion, particularly in extension. It was once thought that immediate extension could place joint stability at
risk. Because many surgeons continue to hold
this unfounded belief, bracing that limits joint
range of motion to 30° is still in use.18 It is universally recognized that even when joint immobilization is relatively brief, it can have harmful
effects on muscle, tendon, and joint structures,
nonetheless.19 Early active recovery of joint motion can reduce postoperative pain and joint effusion, formation of adherences and knee capsule fibrosis, and alterations from non-use of
muscles, in addition to maintaining the mechanisms underlying cartilage nutrition. Numerous
studies have demonstrated the benefits to be obtained with various different methods for early
active restoration of joint motion without incurring the risk of graft damage. Continuous passive motion devices, commonly called Kinetec
from the name of the equipment manufacturer,
are in wide use, though the real advantage of
active exercise has never been demonstrated,
except for pain reduction.20-25 Issues of lack of
scientific validity and high equipment cost aside,
we believe that the main indication for the use
532
Articolarità
Il principale obiettivo dopo la ricostruzione del
LCA è il recupero della completa articolarità, specie
dell’estensione. In passato, si riteneva che un’immediata estensione ponesse a rischio la stabilità operatoria e tale convincimento è tuttora presente in
molti chirurghi per cui ancora oggi si utilizzano
tutori che limitano gli ultimi 30° di estensione. Tali
perplessità sono risultate del tutto infondate 18. È
unanimemente riconosciuto che l’immobilizzazione, anche se limitata nel tempo, è in grado di produrre effetti nocivi sulle strutture muscolo tendinee
ed articolari 19. Il precoce recupero attivo dell’articolarità diminuisce il dolore e il versamento postoperatorio, riduce la formazione di aderenze e della
fibrosi capsulare, riduce le alterazione da non uso
del muscolo e conserva i meccanismi alla base della
nutrizione della cartilagine. Numerosi studi hanno
dimostrato i benefici derivanti dal recupero articolare immediato, seppure effettuato con metodiche
e modalità diverse, e l’assenza di rischi o di danni
al trapianto. Negli anni passati le apparecchiature
per la ginnastica passiva, dette comunemente kinetek, hanno avuto un’ampia diffusione ma un reale
vantaggio sulla ginnastica attiva non è mai stato
dimostrato, ad eccezione di una riduzione del dolore 20-25. In aggiunta alla mancanza di una vali-
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Dicembre 2014
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
of continuous passive motion is that it enhances
patient compliance. Anxious or fearful patients
can benefit from working with a continuous passive motion device as it allows them to execute
knee joint flexion and extension exercises which
they might not otherwise do. Summarizing, the
numerous side effects of prolonged immobilization argue against an overly protective approach
to rehabilitation after knee surgery.26-28 A certain amount of joint capsule fibrosis was once
thought to be important for protecting the graft.
Joint stability is more the result of correct surgery
than postoperative joint immobilization, which
inevitably induces alterations related to non-use
of muscles and tendons. Active and passive joint
motion exercises should be prescribed starting
from the early phases of rehabilitation.
Weight bearing after surgery
Conventional rehabilitation protocols often
advise against direct weight bearing or limit
weight bearing on the affected limb during the
first phase of rehabilitation. In 1991, Ohkoshi
et al.29 recommended direct weight bearing, as
their experimental data showed that the sliding forces were negative at all flexion angles. In
1998, Tyler et al.30 demonstrated a clinical improvement in the vastus medialis muscle in patients which were allowed to use direct weight
bearing. A significant reduction in anterior joint
pain was also found in these patients. Although
studies are limited, there is no good reason why
patients should not be permitted to walk with
direct weight bearing. The two tunnels created
for ACL repair lie outside the loading area. During walking, contraction of the hip muscles aids
the restoration of quadriceps strength due to
co-contraction of the quadriceps and the flexor
muscles. The use of crutches or other walking
aids does not protect the graft and can delay
regaining muscle strength.
Postoperative bracing
There are two basic types of postoperative
orthoses: articulated knee braces, which allow
more or less complete joint excursion, and knee
immobilizer braces. Although there is ample
literature on the use of postoperative orthoses,
differences in brace type and length of time
the brace is worn preclude drawing definitive,
evidence-based conclusions. In their review of
the literature, Wright and Fetzer 31 reported that
Vol. 67 - No. 4
MARIANI
dità scientifica ed al costo di tali apparecchiature,
riteniamo attualmente che la principale indicazione all’impiego della ginnastica passiva assistita sia
la compliance del paziente. Alcuni pazienti, pavidi o timorosi, traggono beneficio dalla ginnastica
passiva che consente loro di eseguire movimenti
di flessione ed estensione del ginocchio che altrimenti non verrebbero eseguiti. In conclusione, la
presenza di numerosi effetti collaterali derivanti
dall’immobilizzazione 26-28 controindicano un atteggiamento inutilmente protettivo nei confronti
del trapianto. In passato un certo grado di fibrosi
della capsula articolare era ritenuta importante
per proteggere il trapianto. La stabilità articolare è
in relazione più alla validità dell’intervento eseguito che all’immobilizzazione postoperatoria che ha il
solo effetto di indurre alterazioni da non uso sulle
strutture muscolo tendinee. I movimenti di articolarità, comunque vengano effettuati, attivamente o
passivamente, devono essere prescritti sin dalle prime fasi riabilitative.
Deambulazione
Nei protocolli riabilitativi tradizionali, il carico diretto sull’articolazione viene spesso abolito o
limitato durante la prima fase postoperatoria. Nel
1991 Ohkoshi et al.29 hanno consigliato il carico
diretto sulla base dei risultati del loro studio sperimentale in cui hanno dimostrato che le forze di
scivolamento sulla tibia erano negative a tutti gli
angoli di flessione. Nel 1998 Tyler et al.30 hanno dimostrato clinicamente un incremento dell’attività
del Vasto Mediale nei pazienti autorizzati al carico
diretto. Tali pazienti, inoltre, presentavano una significativa riduzione del dolore anteriore. Seppure
le esperienze siano limitate, non è comprensibile il
motivo per non autorizzare la deambulazione con
un carico diretto. I due tunnel per la ricostruzione
del LCA sono creati fuori dell’aree di carico. Durante la deambulazione, la contrazione dei muscoli dell’anca sono un vantaggio per il recupero del
quadricipite per la cocontrazione durante il passo
del quadricipite e dei muscoli flessori. L’uso di stampelle non solo non protegge il trapianto ma risulta
dannoso per il recupero.
Tutore postoperatorio
Esistono due diversi tipi di tutori postoperatori:
articolati che consentono un’escursione articolare
più o meno completa o immobilizzatori in completa
estensione. La letteratura è particolarmente ampia
sull’uso dei tutori postoperatori ma differenze nella
tipologia del tutore e nei tempi di utilizzo impedi-
MEDICINA DELLO SPORT
533
MARIANI
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
many studies were methodologically flawed.
The results of a survey among British surgeons
on the not otherwise specified benefits of bracing were contradictory.32 The benefits of bracing
include reduction in pain and the incidence of
postoperative joint effusion.33 In their prospective study, Hiemstra et al.34 found that brace
wearing during the first 14 days postoperative
had no effect on pain reduction. Also, knee
immobilization with restriction of extension to
30° did not increase joint stability at 6 months
or 2 years postoperative as compared with patients allowed to completely extend the knee.35
Brandsson et al.36 evaluated the effects on joint
stability of non-bracing treatment at 2 years
postoperative and found no differences as compared with patients who had worn a brace. Ito
et al.37 found that joint laxity was no greater in
patients who had worn a brace for only 3 days
as compared to those who had wore one for 14
days after semitendinosus ACL reconstruction. A
subsequent 5-year follow-up study 38 showed no
difference in muscle or joint function between
the patients who had not worn a brace and
those who had worn one for 6 weeks.
To date, no study has demonstrated the usefulness of braces that provide complete extension or restrict extension and no study has
convincingly demonstrated negative effects of
non-bracing treatment. Under our current protocol, we prescribe bracing only for those patients
who feel they need the protection it may give
them and we encourage them to wear a brace
for so short a time as possible. The disadvantages deriving from knee immobilizer braces (e.g.,
muscle hypotrophy and reduced range of motion) outweigh any eventual benefit from wearing them.
scono di trarre delle conclusioni basate su validità
scientifica. Wright e Fetzer 31 nella loro review della
letteratura riscontrarono una marcata insufficienza nella metodologia degli studi effettuati. I risultati
di una indagine sui benefici del tutore (non meglio precisato) tra i chirurghi inglesi riportò risultati controversi 32. I benefici del tutore includono
la riduzione del dolore e dell’incidenza del versamento postoperatorio 33. Hiemstra et al.34 in uno
studio prospettico non hanno riscontrato alcuna
efficacia sulla la riduzione del dolore dall’uso di
un tutore nei primi 14 giorni postoperatori. Anche
l’immobilizzazione con riduzione dell’estensione a
30° non evidenzia alcun incremento della stabilità
a sei mesi o a 2 anni rispetto ai pazienti liberi di
estendere completamente il ginocchio 35. Brandsson
et al.36 hanno valutato gli effetti sulla stabilità articolare nei pazienti senza tutore e a distanza di 2
anni dall’intervento chirurgico non hanno riscontrato differenze con i pazienti che hanno utilizzato
il tutore. Dopo ACL ricostruzione con semitendini,
Ito et al.37 non hanno riscontrato una maggiore
lassità nei pazienti che avevano usato il tutore solo
per tre giorni rispetto ai pazienti che lo avevano indossato per due settimane. In uno studio effettuato
con un follow up di 5 anni 38 non fu riscontrata
alcuna differenza sia muscolare sia funzionale nei
pazienti senza tutore con quelli che invece lo avevano usato per sei settimane.
Nessun studio ha dimostrato l’utilità di tutori postoperatori sia in completa estensione sia con estensione limitata e nessun studio ha dimostrato effetti
negativi dal non uso del tutore. Nel nostro protocollo continuiamo ad usare il tutore solo per l’esigenza del paziente qualora si sentisse soggettivamente
protetto dall’uso del tutore ed incoraggiamo la sua
rimozione appena possibile. Gli svantaggi derivanti dall’immobilizzazione con un tutore, in termini
di ipotrofia e ridotta articolarità, sono sicuramente
maggiori dell’eventuale beneficio.
Postoperative exercises
Current debate on postoperative gymnastics for strengthening the quadriceps muscles
revolves around two questions: When to start
them and how to carry them out. Gerber et al.39
studied the effects of eccentric exercises beginning at 3 or 12 weeks postoperative and found
that in the patient group that had begun exercising early there was a significant increase in
quadriceps strength and growth without any
decrease in joint stability. Early initiation of isokinetic exercises at 3 weeks postoperative was
found to reduce joint pain and swelling without
affecting joint stability.40 Another issue in this de-
534
Ginnastica postoperatoria
Due domande sulla ginnastica postoperatoria
per il rinforzo del quadricipite, (quando iniziarla? Come eseguirla?) sono ancora argomento di discussione. Gerber et al.39 hanno studiato gli effetti
di esercizi eccentrici eseguiti a 3 o a 12 settimane
riscontrando che il gruppo di pazienti che avevano
iniziato subito gli esercizi in maniera precoce, mostrava un significativo incremento della forza e del
trofismo del quadricipite senza alcun decremento
della stabilità. Una precoce ginnastica isocinetica a
3 settimane dall’intervento ha mostrato migliorare
il dolore e la tumefazione articolare senza alcun
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
bate concerns the use of open or closed kinetic
chain exercises in ACL rehabilitation. Both types
of exercises have been shown to be effective
in improving muscle deficits; however, because
open kinetic chain exercises create greater anterior sliding forces, they may pose an increased
risk of graft damage.41, 42 Anterior sliding forces
are higher between 30° and 0°, and can reach
150N as compared with closed kinetic chain
exercises at the same degrees, which peak at
about 50N. These observations have been corroborated by various in vivo studies.43, 44 Nonetheless, because open kinetic chain exercises
are effective in restoring muscle strength, they
often need to be included in a rehabilitation
protocol. Unfortunately, the literature offers no
clear-cut answer to this dilemma. Some studies
have shown that open kinetic chain exercises,
either isolated or associated with closed kinetic
chain exercises, are more effective in restoring
quadriceps strength as compared with the use of
closed kinetic chain exercises alone.45, 46 Other
studies reported no difference between the two
types of exercises,47 whereas others still documented increased knee joint laxity due to the
effect of open kinetic chain exercises 45 or no
differences whatsoever.46, 48 Based on current scientific evidence, the attitude of many surgeons
is to permit open kinetic chain exercises starting
at 6 weeks postoperative 49, 50 with a view to reduce stress on the graft. Beynnon and Fleming 43
demonstrated that the peak of ACL lengthening
is identical with both types of exercises and that
the differences are negligible or may not be clinically significant. One of the types of exercises
physiotherapists most often prescribe in the first
days postoperative is simple lifting of the operated limb with or without a brace. Although
an open kinetic exercise that may be potentially
harmful, Shaw et al.51 reported that it does not
increase postoperative joint laxity.
Finally, although open kinetic chain exercises
place greater stress on the graft, there is no scientific evidence that they pose a greater risk of
damaging it. Hence, we can consider authorizing
both open kinetic chain and closed kinetic chain
exercises, mindful, however, that progression is
dictated by muscle function capacity rather than
by a rigid timeframe.
effetto sulla stabilità 40. Le modalità dell’esercizio se
a catena aperta o chiusa, nella riabilitazione del
ACL sono l’ulteriore argomento di ampio dibattito.
Ambedue gli esercizi si sono dimostrati efficaci per
il recupero del deficit di forza muscolare ma gli
esercizi OKC causano forze di scivolamento anteriore maggiori rispetto agli esercizi a catena chiusa
(CKC), risultando potenzialmente più dannosi per
il trapianto 41, 42. Tali forze di scivolamento anteriori sono maggiori tra i 30 e 0 gradi raggiungendo i
150N rispetto ad esercizi agli stessi gradi ma effettuati a CKC che mostrano un picco di soli 50N. Tali
osservazioni sono state dimostrate anche in vivo
da diversi autori 43,44. Ma, d’altra parte, è ben nota
l’efficacia degli esercizi OCK per il recupero della
forza muscolare e spesso è necessario includere tali
esercizi nel protocollo riabilitativo. Sfortunatamente, l’analisi della letteratura non provvede a fornirci un’univoca risposta al riguardo. Alcuni studi
hanno mostrato che gli esercizi isolati OKC o associati ad esercizi di CKC sono più efficaci per il ripristino della forza quadricipitale rispetto agli esercizi
solo a CKC, 45,46. Altri autori non hanno riscontrato
differenze tra i due esercizi 47. In aggiunta, altri
autori hanno documentato invece un incremento
della lassità per effetto degli esercizi OKC 45 mentre altri non hanno riscontrato tali differenze 46, 48.
Basandosi sull’evidenza scientifica, l’atteggiamento di molti chirurghi è di autorizzare esercizi OKC
solo dopo 6 settimane dall’intervento 49, 50 allo scopo di ridurre le sollecitazioni sul trapianto. Beynnon e Fleming 43 hanno dimostrato che il picco di
allungamento del legamento crociato anteriore è
simile durante le due tipologie di esercizi e che le
differenze erano minime e forse non clinicamente
significanti. Uno degli esercizi più frequentemente
prescritti dai fisioterapisti sin dai primi giorni postoperatori è il semplice sollevamento dell’arto operato con o senza il tutore. Tale esercizio, seppure
a catena aperta e quindi potenzialmente dannoso,
non determina alcun incremento della lassità postoperatoria come dimostrato da Shaw et al.51
In conclusione, seppure sono state dimostrate le
maggiori sollecitazioni degli esercizi OCK sul trapianto, non vi sono altrettanto evidenze scientifiche
sui possibili danni arrecati al trapianto. Pertanto,
possono essere autorizzati esercizi contro resistenza, sia OCK sia CKC, rispettando, però, una progressione non tanto dettata dal tempo quanto delle
capacità funzionali del muscolo.
Conclusions
Conclusioni
Until a few years ago, rehabilitation after ACL
reconstruction was based on two criteria: 1)
protecting the graft from any functional stress
Vol. 67 - No. 4
MARIANI
Nella riabilitazione del legamento crociato anteriore sino a pochi anni or sono ci siamo basati
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535
MARIANI
Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction
during the first phase; and 2) a timeframe of the
natural history of the graft. The natural history
dictates the healing timeframe and consequently influences tissue function. But by the same
token, tissue function can influence the healing
process. This phenomenon, known in biology
as Wolff’s Law, which states that bone grows
and remodels in response to the forces that are
placed upon it, helps us to understand from a
different perspective the complexity of ACL rehabilitation. Because normal stress can stimulate
the intricate process of graft maturation, rehabilitation therapists need to apply graded exercises and, importantly, regularly monitor the
restoration of muscle strength and neuromotor
functions of the limb. In so doing, return to play
can be made safer and need not be restricted
to the 6-month limit thought to be necessary
for recovery. To expedite early return to play,
the rehabilitation therapist should work closely
together with the surgeon who should devote
maximum attention to reducing AMI during the
operation and the early postoperative period.
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biologia detti i tempi della guarigione e che a sua
volta influenzi la funzione del tessuto. Ma, è anche
vero che la funzione può condizionare il processo di guarigione. Tale fenomeno, noto in biologia
come legge di Wolff, ci porta a valutare da un altro
angolo di visione la complessa riabilitazione dopo
ricostruzione del LCA. La presenza di fisiologiche
sollecitazioni può stimolare il complesso processo
di maturazione del trapianto e che quindi diviene fondamentale per il riabilitatore non solo la
semplice somministrazione di esercizi a difficoltà
progressiva ma sopra tutto la possibilità di valutare
periodicamente il recupero della forza muscolare
e delle funzioni neuromotorie dell’arto. Il RTP in
tal modo diviene più sicuro e non più limitato dai
quei 6 mesi sin qui ipotizzati come necessari per il
recupero. Per un precoce RTP al riabilitatore si deve
affiancare il chirurgo che deve, sia durante l’intervento sia nelle prime fasi postoperatorie, prestare la
massima attenzione alla riduzione dell’AMI.
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material discussed in the manuscript.
Received on November 6, 2014. - Accepted for publication on December 2, 2014.
Corresponding author: P. P. Mariani, University of Foro Italico, Piazza Lauro de Bosis 5, 00136 Roma.
E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
537

Physiological area
Area fisiologica
MED SPORT 2014;67:539-53
The effects of supervised Slackline
Training on postural balance in judoists
Gli effetti dello slackline training sulla
postura corporea nei judoisti
L. SANTOS 1 J. FERNÁNDEZ-RÍO 2, B. FERNÁNDEZ-GARCÍA 1, M. DUE JAKOBSEN 3
1University
School of Sports Medicine, University of Oviedo, Spain
Sciences Department, University of Oviedo, Spain
3National Research Centre for the Working Environment, Copenhagen, Denmark;
Institute for Sports Science and Clinical Biomechanics, University of Southern Denmark, Odense, Denmark
2Educational
SUMMARY
Aim. This study investigates the effects of Slackline on postural control and jumping performance in judoists.
Methods. Fifteen judoists were randomly distributed into an experimental group (EG: N.=8, 16.0±1.73 years) and
a control group (CG: N.=7, 15.43±2.23 years). While both groups followed the same judo training program during
the 4 weeks of the study, the EG completed an additional supervised Slackline training (2 sessions per week of 60
min each one, for 4 weeks). Several key postural control parameters were assessed with a footscan baropodometric
platform (sway length, ellipse surface and average speed) in three tests: bipedal support, right-foot support and leftfoot support. All these tests were developed during 10 seconds and in an open eyes situation. Additionally, jumping
performance expressed as flight time, was assessed in two tests (the drop jump [DJ] and the countermovement jump
[CMJ]) at baseline and after 4-week follow-up. Moreover, perceived exertion (RPE) was rated on a 6-20 Borg scale,
and local muscle perceived exertion (L-RPE) was obtained after each training session.
Results. Final tests showed that the EG significantly reduced bipedal sway length, bipedal average speed, right-foot
sway length and left-foot sway length, and the CMJ flight time was increased (P<0.05). On his part, the average RPE
score of all training sessions was 10.86±0.62, and the average of L-RPE of all training sessions were 30.71%, 20.53%
and 18.74% for the calves, hamstrings and quadriceps respectively.
Discussion. The results indicate that a 4-week supervised Slackline training program has a significant positive effect
on young judoists’ postural control and jumping performance.
Conclusion. Slackline training can be safely incorporated into a judoists’ training protocol to improve postural control
and jumping performance.
Key words: Postural balance - Plyometric exercise - Martial arts.
RIASSUNTO
Obiettivo. L’obiettivo era quello di valutare gli effetti della Slackline sul controllo posturale e sul svilupo nel saltare
Metodi. Quindici judoka sono stati casualmente distribuiti in un gruppo sperimentale (GE: N.=8, 16,0±1,73 anni)
e un’altro gruppo di controllo (GC N.=7, 15,43±2,23 anni). Mentre entrambi i gruppi hanno seguito lo stesso programma d’allenamento di judo durante le 4 settimane dello studio, il GE ha completato un sorvegliato addestramento
Slackline (2 sessioni settimanali di 60 minuti ciascuna per 4 settimane). Diversi parametri di controllo posturale sono
stati valutati con una piattaforma footscan baropodometrica (lunghezza di rotolamento, superficie ellisse e velocità
media) in 3 prove: supporto bipede, supporto piede destro e supporto piede sinistro.tutte queste prove sono state
sviluppate per 10 secondi e in una situazione ad occhi aperti. Inoltre, il svilupo nel saltare espresso come tempo di
volo,è stato valutato in 2 prove (il salto di goccia [DJ] e il salto contromovimento [CMJ]) sulla base e dopo 4 settimane di seguimento. Inoltre, lo sforzo percipito (RPE) sono stati valutati su una Borg 6-20 punto di scala, e lo sforzo
muscolare locale (L-RPE), sono ottenuti dopo ogni sessione d´allenamento.
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SANTOS
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
Risultati. Le prove finali hanno mostrato che il GE ha ridotto significativamente la lunghezza bipede d’oscillazione,
lunghezza piede destro, lunghezza piede sinistro, e il CJM tempo di volo è stato aumentato (P<0,05). Nel frattempo,
il punteggio medio RPE di tutte le sesione d’allenamento è stato 10,86±0,62, e nei L-RPE in tutte le sessione sono stati
30,71%, 20,53% e 18,74% relativamente per le polpacci, le tendine del ginocchio e quadricipiti.
Discussione. I risultati indicano che un programma di 4 settimane, sotto la supervisione del programma di formazione
Slackline, ha un effetto positivo molto significativo sui giovanni judoka, sul controllo posturale e anche sullo sviluppo
nel saltare.
Conclusioni. La formazione con la Slackline puo essere incorporata in modo sicuro nel protocollo di allenamento di
un judoka per migliorare il controllo posturale e le prestazioni nel salto.
Parole chiave: Equilibrio posturale - Esercizio pilometrico - Arti marziali.
J
udo is a popular Japanese martial art and an
Olympic and Paralympic sport. It is a combat where the fight is won when the opponent
is thrown on the back or in a ground situation
causing submission by neck choke, elbow arm
lock or immobilization.1 As a result, judoists
are highly dependent on their postural control
and muscle strength.2
Body posture can be defined as the relative position of the different body parts related
to each other, the context or the gravitational
field.3 In combat, judoists try to maintain body
posture while constantly being challenged by
their own movements and external forces applied by their opponents.4 The goal of a judoist is to create an unstable situation for their
opponent and attack at that point. Hence,
judo combat might be considered a struggle to
maintain postural control.
Slackline is an emerging recreational sport
activity where people try to walk and maintain
balance on a polyester band that is placed between two anchor points. As the slackline provides an unstable base of support with quickly
oscillating medio-lateral body perturbations
(which may be considered as the main difference between slacklining and classical balance
training), it induces high challenges for the
postural control.5 Previous studies on Slackline
have shown that it can improve postural stability in single leg stance on a stable surface 6 and
postural control.5 Nevertheless, other previous
studies on the effects of Slackline on strength
development have been scarce and with contrasting findings. Granacher et al.7 examined
the impact of slacklining in young adults and
found improvements in rate of force development, but not in maximal torque or jump
height. Furthermore, Donath et al.8 observed
no effects of Slackline training on jumping
performance in students. To our knowledge,
there are no published studies on the effects
of slackline training in athletes. Regarding the
540
I
l judo è una popolare arte marziale giapponese e
uno sport olimpico e paralimpico. È un combattimento dove per vincere bisogna proiettare l’avversario sulla spalla o al suolo causandone la sottomissione mediante le tecniche di presa al collo, leva
al braccio o immobilizzazione 1. Di conseguenza,
la performance dei judoisti dipende molto dal loro
controllo posturale e dalla loro forza muscolare 2.
La postura corporea può essere definita come la
posizione relativa delle diverse parti del corpo l’una
rispetto all’altra, in relazione al contesto e in relazione al campo gravitazionale 3. Nel combattimento, i judoisti cercano di mantenere la postura corporea contro i loro stessi movimenti e le forze esterne
applicate dagli avversari 4. L’obiettivo di un judoista
è quello di creare una situazione di instabilità per
il proprio avversario e di attaccarlo nello stesso momento. Pertanto, il combattimento di judo può essere considerato una lotta per il mantenimento del
controllo posturale.
Lo slacklining è un’attività sportiva ricreativa
emergente nella quale le persone cercano di camminare e mantenere l’equilibrio su una fettuccia
piatta di poliestere (slackline) tesa tra due punti di
ancoraggio. Fornendo una base di appoggio instabile, con rapide perturbazioni oscillatorie mediolaterali del corpo (che possono essere considerate la
principale differenza tra lo slacklining e il classico
allenamento dell’equilibrio), tale disciplina comporta elevate sfide per il controllo posturale5. Precedenti studi sullo slacklining hanno mostrato che tale
attività migliora la stabilità posturale con una gamba su una superficie stabile 6 e il controllo posturale 5. Ciononostante, vi è una scarsità di studi relativi
agli effetti dello slacklining sullo sviluppo della forza
e i risultati degli studi esistenti sono spesso contrastanti. Granacher et al.7 hanno esaminato l’impatto
dello slacklining su giovani adulti e hanno osservato
miglioramenti nel tasso di sviluppo della forza, ma
non nella torsione massimale o nell’altezza del salto. Inoltre, Donath e colleghi8 non hanno osservato
alcun effetto dell’allenamento di slacklining sulla
performance del salto negli studenti. Entro i limiti
della nostra conoscenza, non sono stati pubblicati studi sugli effetti dell’allenamento di slacklining
sugli atleti. Considerati i possibili benefici per l’equi-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
possible balance and strength benefits of the
use of Slackline for judoists, whether it were
considered as a crosstraining tool, the aim of
the present study was to evaluate the changes
in postural control and jumping performance
in judoists, after a slackline training program.
SANTOS
librio e la resistenza derivanti dall’utilizzo dello
slacklining per i judoisti, utilizzato come strumento di allenamento trasversale, obiettivo del presente
studio è stato quello di valutare i cambiamenti nel
controllo posturale e nella performance del salto
nei judoisti, dopo un programma di allenamento
di slacklining.
Materials and methods
Materiali e metodi
Subjects
Soggetti
A group of 15 (12 males, 3 females) regional and national-level under-20 judoists
participated in the project. The study was designed and carried out in accordance with the
guidelines contained in the declaration of Helsinki, and approved by the Regional Clinical
Research Ethics Committee of the Principality
of Asturias, Spain (No. 32/2014). An informed
written consent was obtained from all participants. Those who were under 18, their parents
signed the same document. None of them had
experience slackline training and none had
any history of musculoskeletal, neurological
or orthopaedic disorders.
Al progetto ha preso parte un gruppo di 15 judoisti di livello regionale e nazionale (12 maschi,
3 femmine), di età inferiore ai 20 anni. Lo studio
è stato disegnato e condotto in armonia con le linee guida della Dichiarazione di Helsinki ed è
stato approvato dal Comitato etico regionale per la
sperimentazione clinica del principato di Asturia,
Spagna (n. 32/2014). Tutti i partecipanti hanno
fornito il loro consenso informato scritto. Per i soggetti di età inferiore ai 18 anni, i genitori hanno
firmato lo stesso documento di consenso informato.
Nessuno dei partecipanti aveva avuto esperienze di
allenamento di slacklining e nessuno presentava disturbi muscoloscheletrici, neurologici od ortopedici
nell’anamnesi.
Intervention
Intervento
A randomized, fully controlled experimental design was used to examine the effects of
supervised slackline training in the group of
judoists. Participants were randomly distributed into an Experimental Group (EG, Slackline,
N.=8) and a Control Group (CG, no Slackline,
N.=7) through a simple draw among all participants. Age, height, weight and the sum of
6 skinfolds (S6SK: abdominal, suprailiac, tricipital, subescapular, thigh, and medial leg),
using a skinfold caliper (Holtain®, UK), were
determined before and after a 4-weeks slackline training. Baseline characteristics of both
groups are showed in Table I. Unfortunately,
one judoist from the EG dropped out before
the completion of the study.
While both groups followed the same judo
training program during the 4 weeks of the
study, the EG completed an additional supervised slackline training (2 sessions per week
of 60 min each one). A Gibbon SlacklineTM
classic line (ID Sports, Stuttgart, Germany),
(length: 25 m, width: 0.05 m) was employed
to develop slackline tasks. To provide a safe
training environment, several gymnastic mats
were placed under slackline.
Un disegno sperimentale randomizzato e interamente controllato è stato usato per esaminare
gli effetti di un allenamento supervisionato di slacklining sul gruppo di judoisti. I partecipanti sono
stati distribuiti in maniera casuale in un Gruppo
sperimentale (GS, slackline, N.=8) e in un Gruppo
di controllo (GC, senza slackline, N.=7) mediante
un semplice sorteggio tra tutti i partecipanti. Età,
altezza, peso e somma delle 6 pliche cutanee (S6SK:
addominale, sovrailiaca, tricipitale, sottoscapolare,
femorale e mediale della gamba) misurate con un
plicometro Holtain® (Regno Unito), sono stati determinati prima e dopo un allenamento di 4 settimane
di slacklining. Le caratteristiche basali di entrambi
i gruppi sono mostrate in Tabella I. Un judoista del
GS si è ritirato prima del completamento dello studio.
Entrambi i gruppi hanno seguito lo stesso programma di allenamento di judo nel corso delle 4
settimane dello studio, ma il GS ha completato un
ulteriore allenamento supervisionato di slacklining
(2 sessioni alla settimana di 60 minuti ciascuna).
Uno slackline GibbonTM classic line (ID Sports, Stuttgart, Germania) (lunghezza: 25 m, larghezza: 0,05
m) è stato usato per svolgere i compiti di slacklining.
Per garantire un ambiente di allenamento sicuro,
sono stati collocati numerosi tappetini da ginnastica sotto lo slackline.
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The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Table I.—Characteristics of the participants (Mean±SD).
Tabella I. — Caratteristiche dei partecipanti (media±DS).
Demographics
Age (years)
Height (cm)
Mass (kg)
Body fat (mm)
Dominant leg
Sex (male/female)
Judo degree
Competitive level
CG (N.=7)
EG (N.=8)
15.43±2.25
164.86±4.03
65.47±13.61
111.2±63.13
(5 right-leg/2 left-leg)
(6/1)
(4 brown belt/3 black belt 1st Dan)
(4 national/3 regional)
16.0±1.6
172.67±7.21
66.11±10.91
90.85±53.88
(6 right-leg/1 left-leg/1 no dominance)
(6/2)
(4 brown belt/4 black belt 1st Dan)
(4 national/4 regional)
cm: centimetres; kg: kilograms; mm: millimetres.
Table II.—Slackline training protocol.
Tabella II. — Protocollo di allenamento di slacklining.
Week
Tasks
1st
1st
2nd
2nd
3rd
3rd
4th
4th
Standing and first steps with support and minor support
Standing and steps with minor support and without support
Walking forward and backward
Catch and pass a ball
Turns on the line
Standing up from a sitting position
Standing and juggling balls
Walking with constrains (e.g. arms akimbo) and two people standing on the slack
Length of the line (m)
  7-10
  7-10
10-12
10-12
10-12
12-18
12-18
12-18
Slackline training program
Programma di allenamento di slacklining
The EG performed eight balance training
sessions using a Slackline for 4 weeks on nonconsecutive days (Table II). All slackline sessions lasted 60 min. They were held in a gym
where two pillars were used as anchors points
to fix the nylon band about 30 cm above the
floor. Sessions protocol was always the same:
warm up (run forward and backward, lateral run, skipping, walk forward and shoulder
movements ‑ forward and backward ‑ and
stretching of the main locomotive system muscle groups, during 10 min), slackline tasks [45
min] and cool down [stretching of the main
locomotive system muscle groups, during 5
min]). Tasks were selected based on several
Slackline previous studies,5, 9 as well as the
personal experience of the authors. All tasks
were performed barefooted to maximize the
impact of the balance workout.
In the first week, judoists learned to stand
on the band with handheld assistance from
the coach. They walked several steps forward and tried different single and tandem
static stances (firstly, with support and a minor support from the coach and later without
support). Throughout the second week, they
walked forward and backward without help.
Il gruppo sperimentale (GS) ha effettuato otto
sessioni di allenamento dell’equilibrio usando uno
slackline per 4 settimane in giorni non consecutivi (Tabella II). Tutte le sessioni di slacklining sono
durate 60 minuti. Gli allenamenti si sono tenuti in
una palestra usando due pilastri come punti di ancoraggio, ai quali è stata fissata la fettuccia di nylon
a circa 30 cm di altezza dal suolo. Il protocollo delle
sessioni era sempre lo stesso: riscaldamento (10 minuti di corsa avanti e indietro, corsa laterale, saltelli, camminata in avanti, movimenti della spalla in
avanti e indietro e stretching dei principali gruppi
muscolari del sistema locomotore), compiti di slacklining [45 minuti] e raffreddamento [stretching dei
principali gruppi muscolari del sistema locomotore per 5 minuti]). I compiti sono stati selezionati in
base a numerosi studi precedentemente condotti
sullo slacklining 5, 9, oltre che in base all’esperienza
personale degli autori. Tutti i compiti sono stati svolti a piedi nudi per massimizzare l’impatto dell’allenamento sull’equilibrio.
Nella prima settimana, i judoisti hanno imparato a rimanere in piedi sulla fettuccia sostenendosi
alla mano dell’allenatore. I soggetti hanno compiuto numerosi passi in avanti e hanno provato posizioni statiche singole e tandem (prima con il supporto dell’allenatore, poi con un supporto minore e
infine senza supporto). Nel corso della seconda settimana, i soggetti hanno camminato in avanti e in-
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Measurements and data collection procedure
dietro senza ricevere alcun supporto. Inoltre, hanno
afferrato e lanciato diversi tipi di palle (da tennis,
pallamano e pallacanestro) in posizioni statiche e
dinamiche, tandem e singole. Nel corso della terza
settimana, i judoisti hanno effettuato torsioni di 90°
e 180° verso il lato destro e sinistro rimanendo in
piedi sullo slackline. Successivamente, si sono alzati da una posizione seduta a metà della fettuccia
per pochi secondi (il punto di maggiore instabilità)
prima di dirigersi camminando verso il termine
della fettuccia. Nel corso della quarta settimana, i
partecipanti hanno camminato verso il centro della
fettuccia effettuando giochi di destrezza con palle
di diverse dimensioni con entrambe le mani per 2030 secondi. Successivamente, i partecipanti hanno
camminato in avanti e indietro tenendo entrambe
le mani sui fianchi e le braccia sul torace (solo il
braccio destro, solo il braccio sinistro, entrambe le
braccia, il braccio sinistro allungato in avanti, il
braccio destro esteso ecc.). Infine, due judoisti hanno camminato l’uno verso l’altro da ciascuna estremità dello slackline e hanno unito le mani al centro
per muoversi insieme in avanti e indietro. La durata dell’allenamento di slacklining è stata aumentata due volte: alla quinta sessione di allenamento
(inizio della seconda settimana, da 7-10 a 10-12
minuti) e all’undicesima sessione di allenamento
(termine della terza settimana, da 10-12 a 12-18
minuti).
Postural
Misurazioni e procedura di raccolta dei dati
In addition, they caught and threw and caught
different types of balls (tennis, handball and
basketball) in dynamic and static single and
tandem positions. Across the third week, judoists made 90º and 180º turns towards right
and left side while standing on the Slackline.
Subsequently, they stood up from a sitting position in the middle of the band for a few seconds (the point of greatest instability) before
walking until the end of the band. During the
fourth week, participants walked to the middle
of the band to juggle different size balls with
both hands for 20-30 s. Later, they walked forward and backward hold hands akimbo placing their arms over their chest (only right arm,
only left arm, both arms, left arm extended up
front, right arm extended, etc). Finally, two judoists walked from each end of the Slackline,
and then they joined hands in the middle to
move together forward and backward. Slackline length was increased twice; the fifth training session (beginning of the second week,
from 7-10 to 10-12 m) and the eleventh training session (end of the third week, from 10-12
to 12-18 m).
control
A footscan baropodometric platform from
FreeMEDTM Sensormedica, S.A.S. (Rome, Italy) was employed for data collection.10 The
goal was to analyse displacement of the participants’ centre of pressure during 10 s in 3
different backgrounds: bipedal support, rightfoot support and left-foot support. All tests
were performed barefooted following recommendations of the French Association of Posture 11 and in an open eyes situation. These
tests were selected because they have been
proven to assess several key postural control
parameters:11 sway length (displacement of
the centre of pressure, mm), ellipse surface
(precision area of the postural control, mm2)
and average speed (postural reactions to maintain balance, mm/s). Data were registered and
analyzed with the Free-Step v.1.0.3 software
(Rome, Italy).10
To familiarize the participants to the test
condition and verify their understanding of
instructions, preliminary practice trials were
given.9 They had to look at a fixed target (10
cm2 circle) located 2.5 m away from the platform at a height of 1.65 m. The non-stance
Vol. 67 - No. 4
Controllo posturale
Una piattaforma baropodometrica FreeMEDTM,
Sensormedica S.A.S (Roma, Italia), è stata utilizzata per la raccolta dei dati 10. L’obiettivo era quello di
analizzare lo spostamento del centro di pressione
dei partecipanti nel corso di 10 secondi in 3 diversi
contesti: appoggio su entrambi i piedi, appoggio sul
piede destro e appoggio sul piede sinistro. Tutti i test
sono stati condotti a piedi nudi seguendo le raccomandazioni della “French Association of Posture” 11
e i partecipanti hanno tenuto gli occhi aperti. Tali
test sono stati selezionati perché si sono dimostrati in grado di valutare numerosi parametri chiave
di controllo posturale:11 lunghezza dell’oscillazione
(spostamento del centro di pressione, mm) superficie dell’ellisse (area di precisione del controllo posturale, mm2) e velocità media (reazioni posturali per
mantenere l’equilibrio, mm/s). I dati sono stati registrati e analizzati con il software Free-Step v.1.0.3
(Roma, Italia) 10.
Per far familiarizzare i partecipanti con le
condizioni del test e verificare la loro comprensione delle istruzioni, sono state condotte delle
prove pratiche preliminari 9. I partecipanti dovevano guardare verso un obiettivo fisso (cerchio di
10 cm2) posizionato a 2,5 m dalla piattaforma e
MEDICINA DELLO SPORT
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The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
leg had to be elevated at least 5 cm above the
platform while hands were held akimbo.12 Bipedal support test stance was established at
the distance of 17 cm. In addition, they were
instructed to stand as still as possible. A test
assistant was available for the participants to
grasp on in order to prevent the danger of
the falling three attempts for each test condition were allowed. A break of 1 min was
warranted between each trial. An attempt was
defined as invalid and was repeated whether
participants touched the ground with their
contralateral leg or grasped to the tests assistant.
a un’altezza di 1,65 m. La gamba non d’appoggio doveva essere elevata di almeno 5 cm sopra
la piattaforma mentre le mani dovevano essere
tenute sui fianchi12. La posizione del test con appoggio su entrambi i piedi è stata fissata a una distanza di 17 cm. Inoltre, i partecipanti sono stati
istruiti per rimanere il più immobili possibile. I
partecipanti potevano aggrapparsi a un assistente
del test al fine di evitare il pericolo di caduta nel
corso dei tre tentativi per ciascuna condizione di
test. Tra ogni prova è stata concessa una pausa di
1 minuto. Un tentativo è stato definito non valido
ed è stato ripetuto se i partecipanti toccavano il
terreno con la loro gamba controlaterale o se si
aggrappavano all’assistente del test.
Jumping
Performance
performance
After a standard warm-up (10 min of static
cycling and stretching of the main locomotive
system muscle groups), judoists performed
the following tests on a contact time platform
(Ergojump®, Finland): DJ from a 30-cm box,
and CMJ. DJ and CMJ tests are similar, except for the athletes’ initial position. In the
CMJ, participants stand upright on the contact-time platform, whereas in the DJ, participants stand on a box and jump down on
the contact time platform and perform a CMJ
once both feet have landed at the same time.
Both tests are performed with both hands
held akimbo. Participants were asked to
jump as high as possible. Exact instructions
for performing these tests have been previously described and they were transmitted to
the participants.13 As in the postural control
tests, to familiarize the participants to the test
condition and verify their understanding of
instructions, preliminary practice trials were
given.9 Knee flexion was evaluated using an
electronic goniometer (Ergotest Technology,
Norway), and jumps in which knee flexion
was greater than 90º were rejected (taking
into account that 0º is considered the standing position). Flight time (ms) was measured
with a digital timer connected by a cable to
the platform. This timer was triggered by the
athlete’s feet at the moment of release from
the platform and was stopped at the moment
of ground contact. Participants performed 3
attempts of each test (CMJ and DJ), with a
resting period of 1 min among jumps. The
best trial of the 3 CMJs and DJs in terms of
flight time, was taken for further data analysis. These two tests have been reported to
assess the jumping performance.13
544
del salto
Dopo un riscaldamento standard (10 minuti di
pedalata statica e stretching dei principali gruppi
muscolari del sistema locomotore), i judoisti hanno effettuato i seguenti test su una piattaforma dinamometrica (Ergojump®, Finlandia): DJ da una
scatola di 30 cm e CMJ. I test DJ e CMJ sono simili,
fatta eccezione per la posizione di partenza degli
atleti. Nel CMJ, i partecipanti sono in posizione
eretta sulla piattaforma dinamometrica, mentre
nel DJ, i partecipanti sono in piedi su una scatola
e saltano giù sulla piattaforma dinamometrica ed
effettuano il CMJ una volta che entrambi i piedi
sono atterrati nello stesso momento. Entrambi i
test vengono effettuati con entrambe le mani sui
fianchi. Ai partecipanti è stato chiesto di saltare il
più in alto possibile. Istruzioni esatte per l’esecuzione di tali test sono state precedentemente descritte e fornite ai partecipanti 13. Come nei test
sul controllo posturale, per far familiarizzare i
partecipanti con la condizione del test e verificare
la loro comprensione delle istruzioni, sono state
condotte delle prove pratiche preliminari 9. La flessione del ginocchio è stata valutata usando un
goniometro elettronico (Ergotest Technology, Norvegia) e i salti nei quali la flessione del ginocchio
era superiore a 90° sono stati scartati (tenendo in
considerazione che 0° è considerata la posizione
eretta). Il tempo di volo (ms) è stato misurato con
un cronometro digitale collegato via cavo alla
piattaforma. Questo cronometro è stato avviato
nel momento in cui il piede dell’atleta si staccava
dalla piattaforma e si è interrotto nel momento
di contatto con il suolo. I partecipanti hanno effettuato 3 tentativi per ogni test (CMJ e DJ), con
un periodo di riposo di 1 minuto tra i salti. La
migliore prova dei 3 test CMJ e DJ in termini di
tempo di volo è stata presa in considerazione per
condurre ulteriori analisi dei dati. Questi due test
sono considerati valide valutazioni della performance del salto 13.
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Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
Ratings
SANTOS
Valutazioni dello sforzo percepito
of perceived exertion
Morgan and Borg 14 observed that the rate
of change in the ratings of perceived exertion
(RPE) during prolonged work can be used as a
sensitive predictor of the point of self-imposed
exhaustion. The commonly employed Borg
6-20 Scale assumes a linear function between
perceptual and physiological (oxygen uptake
[VO2] and heart rate [HR]) or physical (work
rate) parameters.15 Judo training includes
physical, physiological, psychological, technical and tactical components.1, 16 Therefore,
the overall workload can be very demanding.
Judo coaches are constantly looking for training methods that could give their athletes an
edge over their opponents, but it is not easy to
include new exercises in a tight training routine. Thus, it is necessary to assess the workload of these new tasks. Hence, RPE was included into the research project. Borg’s 6-20
Scale was explained to all participants prior
to the beginning of the slackline training. It
remained in full view of the judoists for the
complete duration of the sessions, and they
were asked to rate their perceived exertion at
the end of each one.
Morgan e Borg 14 hanno osservato che il tasso di
cambiamento nelle valutazioni dello sforzo percepito (ratings of perceived exertion, RPE) durante
il lavoro prolungato può essere usato quale fattore
predittivo sensibile del punto di esaurimento auto-imposto. La scala di Borg 6-20 comunemente
utilizzata presuppone una funzione lineare tra
parametri percettivi e fisiologici (consumo di ossigeno [VO2] e frequenza cardiaca o parametri fisici
(tasso di lavoro) 15. L’allenamento di judo include
componenti fisiche, fisiologiche, psicologiche, tecniche e tattiche 1, 16. Pertanto, il carico di lavoro
complessivo può essere estremamente impegnativo.
Gli allenatori di judo cercano costantemente metodi di allenamento che possano fornire ai loro atleti un margine competitivo rispetto agli avversari,
ma non è semplice includere nuovi esercizi fisici
in una routine di allenamento serrata. Pertanto, è
necessario valutare il carico di lavoro di tali nuovi compiti. Di conseguenza, la valutazione dello
sforzo percepito (RPE) è stata inclusa nel progetto
di ricerca. La scala 6-20 di Borg è stata spiegata
a tutti i partecipanti prima dell’inizio dell’allenamento di slacklining. Essa è rimasta bene in vista
dei judoisti per l’intera durata delle sessioni ed è
stato chiesto loro di valutare lo sforzo percepito al
termine di ciascuna sessione.
Local-RPE
RPE
A variation of Borg scale has been used
to estimate the perceived exertion in specific
body parts and/or muscles of wrestlers.17 The
same methodology was used in the present
study to assess the local workload of the slackline training program. At the end of each training session, participants were asked to indicate the locomotive system muscles groups’
they perceived to experience exertion (which
muscle groups they felt had been involved in
the slackline tasks), on an anatomical diagram
of the anterior and posterior views on the
body. The goal was to understand this type of
exercises and incorporate them safely into the
judoists’ training protocol (Table II).
Una variante della scala di Borg è stata usata
per stimare lo sforzo percepito in specifiche parti del corpo e/o muscoli degli atleti 17. La stessa
metodologia è stata usata nel presente studio per
valutare il carico di lavoro locale del programma
di allenamento di slacklining. Al termine di ogni
sessione di allenamento, ai partecipanti è stato
chiesto di indicare per quali muscoli del sistema
locomotore avessero percepito uno sforzo maggiore (quali gruppi muscolari sentivano che erano
stati coinvolti nei compiti di slacklining) su un
diagramma anatomico delle vedute anteriori e
posteriori del corpo. L’obiettivo era quello di comprendere questo tipo di esercizi fisici e di includerli con sicurezza nel protocollo di allenamento dei
judoisti (Tabella II).
Statistical analysis
Analisi statistica
All data were analyzed using The Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) version 19.0 (IBM, Chicago, IL). First, exploratory
analyses were conducted to establish whether
data met parametric assumptions. The Shapiro-Wilk test showed that all the dependent
variables (sway length, ellipse surface, aver-
Tutti i dati sono stati analizzati usando il software statistico per le scienze sociali (SPSS), versione 19.0 (IBM, Chicago, IL). Per prima cosa, sono
state condotte delle analisi esplorative per stabilire
se i dati soddisfacevano le supposizioni parametriche. Il test di Shapiro-Wilk ha mostrato che tutte
le variabili dipendenti (lunghezza di oscillazione,
superficie dell’ellisse, velocità media, CMJ e DJ)
Vol. 67 - No. 4
locale
MEDICINA DELLO SPORT
545
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
age speed, CMJ and DJ) were normally distributed (Sig.<0.05). Therefore, parametric tests
were used to analyze gathered data. A oneway analysis of variance (ANOVA), selecting
Levene’s test, was used to assess the equality
of variances in the samples; that is the homogeneity of variance (P>0.05) between study
groups (EG, CG).18 Pre- and post-test descriptive statistics were also calculated. Finally, the
paired samples t-test was used to study the effects of the training program on both groups.
For all statistical analyses, the level of significance was set at P<0.05. In addition Effect Size
(ƒ) was computed and reported when significant differences were obtained among groups.
According to Coe, “the Effect Size is a measure
of the effectiveness of the treatment”.19 This
formula was employed: ƒ=(MEX-MC)/(SDC).20
avevano una distribuzione normale (Sig.<0,05).
Pertanto, i test parametrici sono stati usati per
analizzare i dati raccolti. Un’analisi della varianza a una via (ANOVA), utilizzando il test di Levene, è stata condotta per valutare l’eguaglianza
delle varianze nei campioni, cioè l’omogeneità
della varianza (P>0,05) tra i gruppi di studio (GS,
GC) 18. È stata calcolata anche la statistica descrittiva pre- e post-test. Infine, il test t per campioni appaiati è stato usato per studiare gli effetti del programma di allenamento su entrambi i gruppi. Per
tutte le analisi statistiche, il livello statistico di significatività è stato fissato a P<0,05. Inoltre, l’ampiezza dell’effetto (ƒ) è stato calcolata e riportata
quando sono state ottenute differenze significative
tra i gruppi. Secondo Coe, “l’ampiezza dell’effetto
è una misura dell’efficacia del trattamento” 19. È
stata usata questa formula: ƒ=(MEX-MC)/(SDC) 20.
Risultati
Results
Controllo posturale
Postural control
There were no significant differences between the EG and CG in the independent
variables (anthropometric characteristics and
training condition) at baseline. Regarding the
dependent variables (all postural control parameters aforementioned), no significant differences were found between the EG and CG, except in the right-foot ellipse surface, where the
CG was higher (P<0.04) and the right-foot sway
length and right-foot average speed, where the
EG was higher (P<0.001 and P<0.001, respectively) compared with the control group.
At post-tests, the paired samples t-test revealed significant training effects for several
variables in the EG; reductions in bipedal
sway length from 134.15±37.34 to 95.47±37.82
mm (-28.8%, P<0.045), bipedal average speed
from 139.82±37.33 to 102.91±41.45 mm/s
(-26.4%, P<0.049), right-foot sway length from
943.55±745.51 to 311.51±61.54 mm (-67%,
P<0.046), and left-foot sway length from
366.47±125.81 to 273.69±75.89 mm (-25.3%,
P<0.049). According to Coe, “the Effect Size
is a measure of the effectiveness of the treatment”.19 In the present study, strong in bipedal
sway length (ƒ=1.34) and bipedal average
speed (ƒ=1.26), moderate in left-foot sway
length (ƒ=0.7), and weak in right-foot sway
length (ƒ=0.07). On the other hand, in the CG
no changes were found between the pre and
the post-test scores in any of the variables assessed (Table III).
546
Non sono state osservate differenze significative tra il GS e il GC nelle variabili indipendenti
(caratteristiche antropometriche e condizione di
allenamento) al basale. Per quanto concerne le
variabili dipendenti (tutti i parametri di controllo
posturale sopramenzionati), non è stata osservata nessuna differenza significativa tra il GS e il
GC, fatta eccezione per la superficie dell’ellisse col
piede destro, più elevata nel GC (P<0,04), la lunghezza di oscillazione col piede destro e la velocità
media col piede destro, più elevate nel GS (rispettivamente P<0,001 e P<0,001) rispetto al gruppo
di controllo.
Nel post-test, il test t per campioni appaiati
ha rivelato significativi effetti dell’allenamento
per numerose variabili nel GS; riduzioni nella
lunghezza di oscillazione con entrambi i piedi da 134,15±37,34 a 95,47±37,82 mm (-28,8,
P<0,045), velocità media con entrambi i piedi
da 139,82±37,33 a 102,91±41,45 mm/s (-26,4%,
P<0,049), lunghezza di oscillazione con il piede
destro da 943,55±745,51 a 311,51±61,54 mm
(-67%, P<0,046) e lunghezza di oscillazione con il
piede sinistro da 366,47±125,81 a 273,69±75,89
mm (-25,3%, P<0,049). Secondo Coe, “l’ampiezza
dell’effetto è una misura dell’efficacia del trattamento”19. Nel presente studio, essa era forte nella lunghezza di oscillazione con entrambi i piedi (ƒ=1,34) e nella velocità media con entrambi
i piedi (ƒ=1,26), moderata nella lunghezza di
oscillazione con il piede sinistro (ƒ=0,7) e debole
nella lunghezza di oscillazione con il piede destro
(ƒ=0,07). D’altro canto, nel GC non sono stati osservati cambiamenti tra i punteggi pre- e post-test
in nessuna delle variabili valutate (Tabella III).
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Table III.—Postural control variables by group (mean±SD) and effect size.
Tabella III. — Variabili di controllo posturale per gruppo (media±DS) e ampiezza dell’effetto.
Experimental group
Variables
Pre
Bipedal sway
length (mm)
Bipedal ellipse
surface (mm2)
Bipedal average
speed (mm/s)
Right-foot sway
length (mm)
Right-foot ellipse
surface (mm2)
Right-foot average
speed (mm/s)
Left-foot sway
length (mm)
Left-foot ellipse
surface (mm2)
Left-foot average
speed (mm/s)
134.15±37.34
Control group
Post
Pre
Post
ƒ
95.47±37.82*
169.96±44.82
162.75±49.93
1.34
53.63±58.54
60.15±73.89
120.05±179.53
-
139.82±37.33
102.91±41.45*
174.50±47.27
166.08±50.01
1.26
943.55±745.51
311.51±61.54*
430.21±116.34
351.87±130.87
0.07
844.64±359.29
380.17±306.22
386.38±198.79
661.95±480.62
-
843.60±793.67
173.92±31.67
284.02±110.17
263.46±82.08
-
366.47±125.81
273.69±75.89*
382.88±86.50
348.03±105.21
0.7
489.26±372.30
585.21±423.71
559.09±523.97
445.78±294.60
-
279.63±132.37
192.21±67.54
292.47±85.64
294.82±90.14
-
87.17±179.47
mm: millimetres; mm2: millimetres squared; mm/s: millimetres per second
ƒ=(MEX-MC)/(SDC)
*Sig.<0.05
Jumping performance
Performance del salto
At pre-tests, no significant differences in
the independent variables were found between the EG and CG. Regarding the dependent variable (flight time), no significant
differences were found between the EG and
CG, either. Hence, both study groups could
be considered homogeneous. At post-tests, DJ
flight time decreased from 559.14±34.93 msec
to 457.71±11.94 ms (-18.14%) in CG, while in
the EG, flight time increased not significantly
from 529.29±58.30 ms to 545.86±59.98 ms (3.1
%). In the CMJ test, the values of the CG decreased from 479.14±34.81 ms to 477.00±22.37
ms (-0.44%, P<0.05), whereas the EG significantly increased from 507.71±52.79 ms to
555.00±49.72 (9.31%). Finally, the Effect Size
was found to be strong (ƒ=3.49) in CMJ (Figure 1).
Al pre-test, non sono state osservate differenze
significative nelle variabili indipendenti tra GS e
GC. Per quanto concerne le variabile dipendente
(tempo di volo), non sono state osservate differenze significative tra il GS e il GC. Pertanto, entrambi i gruppi devono essere considerati omogenei. Al
post-test, il tempo di volo nel test DJ è diminuito da
559,14±34,93 msec a 457,71±11,94 ms (-18,14%)
nel GC mentre nel GS il tempo di volo è aumentato in maniera non significativa da 529,29±58,30
ms a 545,86±59,98 ms (3,1%). Nel test CMJ, i valori del GC sono diminuiti da 479,14±34,81 ms
a 477,00±22,37 ms (-0,44%, P<0,05), mentre nel
GS sono aumentati in maniera significativa da
507,71±52,79 ms s 555,00±49,72 (9,31%). Infine,
è stata osservata una forte ampiezza dell’effetto
(ƒ=3,49) nel test CMJ (Figura 1).
RPE
and
L-RPE
Participants reported a mean global RPE of
10.86±0.62 on the whole training process. Regarding Local-RPE, participants indicated more
frequently the following muscles/body parts:
calves, hamstrings and quadriceps (30.71%,
20.53% and 18.74% average values respectively). In addition, lumbars, adductors and
Vol. 67 - No. 4
RPE e L-RPE
I partecipanti hanno riportato una valutazione dello sforzo percepito (RPE) globale media di
10,86±0,62 per l’intero processo di allenamento.
Per quanto concerne la RPE locale, i partecipanti
hanno indicato un coinvolgimento più frequente dei seguenti muscoli/parti del corpo: polpacci,
muscoli ischiocrurali e muscoli quadricipiti (valori medi pari rispettivamente a 30,71%, 20,53% e
18,74%). Inoltre, i muscoli lombari, gli adduttori e
i glutei sono stati indicati meno frequentemente dai
MEDICINA DELLO SPORT
547
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Figure 1.—DJ and CMJ tests mean results at pre and post-test in both groups.
Figura 1. — Risultati medi dei test DJ e CMJ al pre- e post-test in entrambi i gruppi.
gluteus were less frequently indicated by the
judoists (13.03%, 8.03% and 4.81%, average
values respectively). Finally, abdominals, foot
muscles, lattisimus dorsi, forearms, pectoralis,
deltoids and tibialis were rarely mentioned
(1.6%, 0.71%, 0.71%, 0.53%, 0.53%, 0.35% and
0.35%, average values respectively) (Table IV).
judoisti (valori medi pari rispettivamente a 13,03%,
8,03% e 4,81%). Infine, gli addominali, i muscoli
del piede, il grande dorsale, gli avambracci, i pettorali, i deltoidi e i tibiali sono stati menzionati raramente (valori medi pari rispettivamente a 1,6%,
0,71%, 0,71%, 0,53%, 0,53%, 0,35% e 0,35%) (Tabella IV).
Table IV.—Local-RPE: the body muscles participation in every Slackline training session expressed by judoists
and average values of the whole training program.
Tabella IV. — RPE locale: coinvolgimento dei muscoli del corpo in ogni sessione di allenamento di slacklining
riferito dai judoisti e valori medi dell’intero programma di allenamento.
Muscles
Deltoids
Latissimus
Forearm
Pectoralis
Abdominals
Lumbars
Gluteus
Quadriceps
Hamstrings
Calves
Adductors
Tibialis
Foot muscles
Session 1
Session 2
Session 3
Session 4
Session 5
Session 6
Session 7
Session 8
2.85%
2.85%
2.85%
1.2%
1.42%
24.28%
10.00%
17.14%
12.85%
30.23%
2.85%
2.85%
1.42%
11.42%
10.00%
14.28%
20,00%
37.13%
2.85%
11.42%
2.85%
18.57%
24.28%
31.42%
10.00%
4.28%
2.85%
22.85%
24.28%
32.64%
11.42%
14.28%
4.28%
22.85%
21.42%
25.71%
8.57%
2.85%
2.85%
1.42%
12.85%
4.28%
20.00%
20.00%
32.85%
5.71%
2.85%
4.28%
1.42%
11.42%
2.85%
17.14%
18.57%
30.04%
14.28%
2.85%
15.71%
4.28%
17.14%
22.85%
25.71%
8.57%
Average
values
0.35%
0.71%
0.53%
0.53%
1.60%
13.02%
4.81%
18.74%
20.53%
30.71%
8.03%
0.35%
0.71%
% percent
548
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Discussion and conclusions
Discussione e conclusioni
The present study revealed that supervised
slackline training, applied twice per week
over a time span of 4 weeks, improved postural control (reduced bipedal sway length,
bipedal average speed, right-foot sway length
and left-foot sway length) and increased jump
performance (CMJ flight time) in a group of
regional and national-level under-20 judoists.
Participants reported a fairly-light (11 points in
the 6-20 Borg Scale) perceived exertion after
the slackline training sessions (average data
for all training sessions). The participants reported the calves, hamstrings and quadriceps
muscles as the most exerted muscles during
Slacklining (average data for all training sessions).
Il presente studio ha rivelato che l’allenamento
supervisionato di slacklining, condotto due volte alla
settimana nel corso di 4 settimane, ha migliorato il
controllo posturale (ha ridotto la lunghezza di oscillazione con entrambi i piedi, la velocità media con
entrambi i piedi, la lunghezza di oscillazione con
il piede destro e la lunghezza di oscillazione con il
piede sinistro) e ha aumentato la performance del
salto (tempo di volo nel test CMJ) in un gruppo di
judoisti under-20 di livello nazionale. I partecipanti hanno riportato uno sforzo percepito abbastanza
leggero (11 punti nella scala di Borg 6-20) dopo le
sessioni di allenamento di slacklining (dati medi
per tutte le sessioni di allenamento). I partecipanti
hanno riportato che i muscoli più sollecitati durante l’allenamento con lo slackline erano i polpacci, i
muscoli ischiocrurali e i muscoli quadricipiti (dati
medi per tutte le sessioni di allenamento).
Postural control
Controllo posturale
The EG significantly improved several postural control parameters. Our results are in
accordance with the findings of previous research on Slackline. Pfusterschmed et al.5 concluded that the balance skills acquired by a
group of adults after a 4-week slackline program can be transferred to other postural tasks.
Keller et al.9 showed that 10 slackline sessions
improved postural control in healthy adults.
Recently, Donath et al.8 studied the effects of 6
weeks of slackline training in primary-school
students finding large slackline-specific balance improvements. All these studies show
that this activity can produce positive effects
on balance.
Nevertheless, Slackline is not always effective. Granacher et al.7 did not observe significant effects for static/dynamic postural control variables in healthy adults. In addition,
according to Donath et al.8 slackline training
has restricted effects over static and dynamic
stance. In the present study, no positive effects
were obtained in several postural control variables (bipedal ellipse surface, right-foot ellipse
surface, right-foot average speed, left-foot ellipse surface, left-foot average speed). Taking
into account an overall point of view, Paillard
et al.21 identified a direct relationship between
the specific nature of an individual’s motor activity and his/her postural activities, and Margnes and Paillard 4 affirmed that the repetition
of specific movements can induce postural
adaptations related to these movements, and
the development of new specific motor skills.
Il GS ha migliorato in maniera significativa numerosi parametri di controllo posturale. I nostri
risultati sono in linea con quelli riportati da precedenti ricerche sullo slacklining. Pfusterschmed e
colleghi5 hanno concluso che le abilità di equilibrio
acquisite da un gruppo di adulti dopo un programma di 4 settimane di slacklining possono essere trasferite ad altri compiti posturali. Keller e colleghi9
hanno mostrato che 10 sessioni di slacklining hanno migliorato il controllo posturale di adulti sani.
Di recente, Donath et al.8 hanno studiato gli effetti
di 6 settimane di allenamento di slacklining in studenti delle scuole primarie e hanno riportato importanti miglioramenti nell’equilibrio specifico allo
slacklining. Tutti questi studi hanno mostrato che
quest’attività può generare effetti positivi sull’equilibrio.
Ciononostante, lo slacklining non è sempre efficace. Granacher et al.7 non hanno osservato effetti
significativi per le variabili di controllo posturale
statico/dinamico in adulti sani. Inoltre, secondo
Donath et al.8, l’allenamento di slacklining ha effetti limitati sulla posizione statica e dinamica. Nel
presente studio, non sono stati osservati effetti positivi in numerose variabili di controllo posturale (superficie dell’ellisse con entrambi i piedi, superficie
dell’ellisse con il piede destro, velocità media con il
piede destro, superficie dell’ellisse con il piede sinistro, velocità media con il piede sinistro). Adottando
un punto di vista generale, Paillard et al.21 hanno
identificato una relazione diretta tra la natura specifica dell’attività motoria di un individuo e le sue
attività posturali, mentre Margnes e Paillard4 hanno affermato che la ripetizione di movimenti specifici può indurre adattamenti posturali associati a
tali movimenti e lo sviluppo di nuove abilità motorie
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
549
SANTOS
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
Although 4 weeks of slackline training improved single dimensional parameters as sway
length and average speed the two dimensional ellipse surface was not altered in the present study. Accordingly, 4 weeks of slacklining
may be a narrow time-window for improving
all balance parameters in a population with
highly skilled postural control as judoists.
specifiche. Sebbene 4 settimane di allenamento di
slacklining abbiano migliorato parametri monodimensionali come la lunghezza dell’oscillazione e la
velocità media, la superficie bidimensionale dell’ellisse non è stata alterata nel presente studio. Di conseguenza, 4 settimane di allenamento di slacklining
potrebbero rappresentare una finestra temporale
piuttosto ristretta per migliorare tutti i parametri di
equilibrio in una popolazione con un controllo posturale estremamente elevato come i judoisti.
Jumping performance
Four weeks of slackline training was also
effective in improving jump performance. Accordingly, in the EG flight time was significantly increased in the CMJ test, although not in
the DJ test. Moreover, the control group significantly decreased DJ test flight time.
To our knowledge, there is only one published study on the effects of supervised
slackline training on strength development. It
expresses improvements in the rate of force
development of the plantar flexors after 4
weeks of slackline training in healthy adults,
but no positive effects were found in maximal torque of the plantar flexors or jumping
height.7
Jakobsen et al.12 observed positive associations between knee extensor rate of force development as well as the ability to maintain
velocity through the final part of the countermovement jump and sway area. Accordingly, neuromucular adaptations (expressed as
changes in explosive muscle force) and postural control seem to go hand in hand. Thus,
as flight time is equivalent with jump height
or explosive leg power, these potential neuromucular adaptations may have been a key
element in the observed changes in postural
control after slackline training, in the present
study.
Performance del salto
RPE and local-RPE
RPE ed RPE locale
RPE scores indicated that judoists considered the slackline training program fairly-light
(11 points in the 6-20 Borg Scale) (average
data for all training sessions). These results
are in accordance with the works of Balcom 22
and Paoletti and Mahadevan,23 who stated that
balance tasks are accomplished with minimum
energy expenditure. Thus, this means that it
might be safely incorporated into their training
regimes without causing over-load. Moreover,
Slackline has been described as a fun activity for children, youngsters and adults alike.24
I punteggi di valutazione dello sforzo percepito
(RPE) indicano che i judoisti hanno considerato
il programma di allenamento di slacklining abbastanza leggero (11 punti nella scala di Borg 6-20)
(dati medi per tutte le sessioni di allenamento). Tali
risultati sono in linea con i lavori di Balcom 22 e Paoletti e Mahadevan 23, i quali hanno affermato che
i compiti di equilibrio sono svolti con un dispendio
energetico minimo. Pertanto, ciò significa che tale
attività potrebbe essere inclusa con sicurezza nei
regimi di allenamento degli atleti senza causare un
sovraffaticamento. Inoltre, lo slacklining è stato descritto come un’attività divertente sia per i bambini
550
Quattro settimane di allenamento di slacklining
si sono dimostrati efficaci nel migliorare anche la
performance del salto. Di conseguenza, nel GS il
tempo di volo è significativamente aumentato nel
test CMJ, ma non nel test DJ. Inoltre, il gruppo di
controllo ha ridotto in maniera significativa il tempo di volo nel test DJ.
Entro i limiti della nostra conoscenza, esiste un
solo studio pubblicato che abbia esaminato gli effetti dell’allenamento supervisionato di slacklining
sullo sviluppo della forza. Tale studio ha osservato
miglioramenti nel tasso di sviluppo della forza dei
flessori plantari dopo 4 settimane di allenamento di
slacklining in adulti sani, ma non è stato osservato
nessun effetto positivo nella torsione massimale dei
flessori plantari o nell’altezza del salto7.
Jakobsen et al.12 hanno osservato associazioni
positive tra il tasso di sviluppo della forza dell’estensore del ginocchio, l’abilità di mantenere la velocità
nella parte finale del salto con contromovimento e
l’area di oscillazione. Di conseguenza, gli adattamenti neuromuscolari (espressi come cambiamenti
nella forza muscolare esplosiva) e il controllo posturale sembrano andare di pari passo. Pertanto,
poiché il tempo di volo è equivalente all’altezza del
salto o alla potenza esplosiva delle gambe, tali potenziali adattamenti neuromuscolari potrebbero
essere stati un elemento chiave nei cambiamenti
osservati dal presente studio nel controllo posturale
dopo l’allenamento di slacklining.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
SANTOS
Figure 2.—Local-RPE: the body muscles participation on the Slackline training sessions expressed by judoists (average
values of the whole Slackline training program). Only half of the anterior (left) and posterior (right) sides of the body
are shown; however, the ratings are for both sides of the body.
Figura 2. — PE locale: coinvolgimento dei muscoli corporei nelle sessioni di allenamento di slacklining riferito dai judoisti (valori medi dell’intero programma di allenamento di slacklining). Viene mostrata solo la metà dei lati anteriore
(sinistro) e posteriore (destro) del corpo; tuttavia, i punteggi riguardano entrambi i lati del corpo.
Throughout developing the present study, it
was easy to observe how judoists considered
as fun and challenging the activity, which indicates that it might be easily accepted as a
training task by any athlete.
In terms of local-RPE, judoists indicated that
the calves, hamstrings and quadriceps muscles
were the most active muscles during slackline
training. Rodacki et al.25 showed that these are
the muscles most relevant for jumping in humans, and Jakobsen et al.26 that changes in
jump performance are related to changes in
neuromuscular activity of the hamstring muscle. Results of the present study, also indicate
that judoists felt that these muscles were very
active during slacklining. Previous studies have
shown enhanced neuromuscular activity of the
lower limb muscles (tibials anterior, gastrocnemius medialis, rectus femoris, biceps femoris,
gluteos medius and adductor longus) during
slacklining.5 On the other hand, muscles such
as lumbars, adductors and gluteus were rarely
Vol. 67 - No. 4
che per i giovani e gli adulti 24. Nel corso del presente
studio, è stato osservato che i judoisti consideravano
l’attività divertente e stimolante, il che indica che
potrebbe essere facilmente accettata come compito
di allenamento da qualsiasi atleta.
In termini di RPE locale, i judoisti hanno indicato che polpacci, muscoli ischiocrurali e muscoli
quadricipiti erano i muscoli più attivi durante l’allenamento di slacklining. Rodacki et al.25 hanno
mostrato che questi sono i muscoli più importanti
per il salto negli esseri umani, mentre Jakobsen et
al.26 hanno osservato che i cambiamenti nella performance del salto sono associati a cambiamenti
nell’attività neuromuscolare dei muscoli ischiocrurali. Inoltre, i risultati del presente studio indicano
che i judoisti hanno percepito che tali muscoli erano
estremamente attivi durante l’allenamento di slacklining. Precedenti studi hanno mostrato un’attività
neuromuscolare potenziata dei muscoli degli arti
inferiori (tibiale anteriore, gastrocnemio mediale, retto femorale, bicipite femorale, gluteo medio e
adduttore lungo) durante l’allenamento di slacklining 5. D’altro canto, muscoli come i lombari, gli
adduttori e i glutei sono stati indicati raramente
MEDICINA DELLO SPORT
551
SANTOS
The effects of supervised Slackline Training on postural balance in judoists
indicated by the participating judoists, which
means that they were not as actively involved
during slacklining. Finally, abdominals, foot
muscles, lattisimus dorsi, forearms, pectoralis
or deltoids were rarely mentioned and they
were linked to specific exercises involving arm
support or standing up.
Although the present findings may indicate
that slacklining is a relevant cross-training tool
for judoists as it improves their postural balance and jump performance, the present study
still has limitations. First, the sample size was
relatively small. The findings should be tested
in larger groups of athletes. Second, participants were under-20 judoists. The effects of
this type of exercise should be assessed in different age-groups (children and senior, men
and women). Finally, the 4-week intervention
period was chosen to compare with previous
studies in untrained individuals. As a result,
the long-term effects of slackline training remains unexplored.
In conclusion, a 4-week supervised Slackline training program can improve postural
control and jump performance in under-20
judoists. It yielded a fairly-light RPE, while
Local-RPE showed that calves, hamstrings
and quadriceps were the most active muscles.
Slackline might be considered a simple and
safe training tool for athletes. It could be introduced into the judo training regime without
causing overload.
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dai judoisti partecipanti, il che significa che non
erano attivamente coinvolti durante l’allenamento
di slacklining. Infine, gli addominali, i muscoli dei
piedi, il grande dorsale, gli avambracci, i pettorali o
i deltoidi sono stati menzionati raramente ed erano
associati a specifici esercizi fisici che prevedevano
il supporto delle braccia o il sollevamento in piedi.
Sebbene i presenti risultati potrebbero indicare
che l’allenamento di slacklining sia un importante
strumento di allenamento trasversale per i judoisti,
in quanto migliora il loro equilibrio posturale e la
performance nel salto, il presente studio presenta tuttavia dei limiti. Innanzitutto, la dimensione campionaria era relativamente piccola. I risultati dovrebbero
essere testati in gruppi di atleti più grandi. In secondo
luogo, i partecipanti erano judoisti under-20. Gli effetti di questo tipo di esercizio fisico dovrebbero essere
valutati in diversi gruppi di età (bambini e anziani,
uomini e donne). Infine, il periodo di intervento di
4 settimane è stato scelto per effettuare un confronto
con precedenti studi in individui non allenati. Come
risultato, gli effetti a lungo termine dell’allenamento
di slacklining restano inesplorati.
Per concludere, un programma di allenamento
supervisionato di slacklining di 4 settimane può migliorare il controllo posturale e la performance del
salto in judoisti under-20. Tale programma ha fornito una RPE piuttosto leggera, mentre la RPE locale ha mostrato che polpacci, muscoli ischiocrurali e
muscoli quadricipiti erano i muscoli più attivi. L’allenamento di slacklining può essere considerato uno
strumento di allenamento semplice e sicuro per gli
atleti. Potrebbe essere introdotto nel regime di allenamento di judo senza causare alcun sovraccarico.
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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.
Acknowledgements.—The authors would like to thank the masters and judokas of Blume Gymnasium from Ponferrada
(Castilla and León, Spain) and Takeda Gymnasium from Oviedo (Asturias, Spain) for their committed participation in this
research project.
All authors contributed equally to this work.
Received on June 25, 2014. - Accepted for publication on October 31, 2014.
Corresponding author: L. Santos, University School of Sports Medicine, University of Oviedo, Catedrático Gimeno s/n,
33007, Oviedo, Spain. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
553

MED SPORT 2014;67:555-68
Evaluation of factors affecting
sports performance among
junior athletes in kayaking
Valutazione dei fattori che influenzano
le prestazioni sportive in atleti junior di kayak
M. RYNKIEWICZ 1, 2, 3, T. RYNKIEWICZ 4, P. ŻUREK 4
1PW Znak-Test, Mateusz Rynkiewicz, Bogdaniec, Poland
I College of Education and Administration in Poznań, Department of Public Health,
Poznań, Poland
3Jacob of Paradyż University of Applied Sciences, Gorzów Wielkopolski, Poland
4University School of Physical Education in Poznań, Regional Department of Physical Culture, Gorzów
Wielkopolski, Poland
2Mieszko
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to identify factors that affect sports performance in kayaking.
Methods. We examined condition- and coordination-related motor skills of 18 male kayakers (mean age: 16.2 years)
and determined relationships between these motor skills and sports performance. We also attempted to define the
typical level of motor skill fitness of Polish junior kayakers and to compare our findings to results reported by other
authors. Following tests and assessments were performed: paddling for 2000 m and 1000 m in a kayak; determining
the maximum power achieved during kayak ergometer paddling; determining the maximum oxygen consumption
and power achieved during kayak ergometer paddling at an intensity corresponding to the ventilator threshold (VT);
determining body composition; running for 1500 m on a track; and measuring the strength, endurance and power
achieved during six-repetition series of bench press and bench pull. We also determined the levels of dynamic and
static balance of the athletes.
Results. We observed significant relationships between paddling speed and power achieved at VT intensity, the velocity of barbell movement during the bench press and bench pull, and the level of static balance. We also observed a
strong correlation between maximum power achieved during kayak ergometer paddling and kayak paddling speed.
Accordingly, kayakers should demonstrate a high level of power at VT intensity and maximum power during kayak
ergometer paddling. They should also demonstrate a high velocity of barbell movement during the bench press and
bench pull, as well as a high level of static balance.
Conclusion. On the basis of these results, we determined the typical level of fitness of Polish junior kayakers. The
body structures and capabilities of the kayakers we examined did not differ markedly from related data reported by
other authors.
Key words: Kayak - Balance - Athletic performance - Physical education and training.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo del presente studio è stato quello di identificare i fattori che influiscono sulle prestazioni sportive
nella disciplina del kayak.
Metodi. Abbiamo esaminato le abilità motorie correlate a condizione e coordinazione di 18 kayakisti di sesso maschile (età media: 16,2 anni) e abbiamo determinato le relazioni tra tali abilità motorie e le prestazioni sportive. Inoltre,
abbiamo tentato di definire il tipico livello di fitness delle abilità motorie di kayakisti junior polacchi al fine di confrontare i nostri risultati con i risultati riportati da altri autori. Abbiamo condotto i seguenti test e le seguenti valutazioni:
pagaiata sui 2000 m e sui 1000 m in kayak; determinazione della potenza massima raggiunta durante la pagaiata sul
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
555
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
kayak-ergometro; determinazione del massimo consumo di ossigeno e della potenza raggiunti durante la pagaiata sul
kayak-ergometro a un intensità corrispondente alla soglia ventilatoria; determinazione della composizione corporea;
corsa per 1500 m su pista; misurazione di forza, resistenza e potenza raggiunte in diverse serie di bench press e bench
pull da sei ripetizioni. Inoltre, abbiamo determinato i livelli di equilibrio statico e dinamico degli atleti.
Risultati. Abbiamo osservato relazioni significative tra la velocità di pagaiata e la potenza raggiunta a un’intensità corrispondente alla soglia ventilatoria, la velocità di movimento del bilanciere durante il bench press e il bench pull e il
livello di equilibrio statico. Inoltre, abbiamo osservato una forte correlazione tra la potenza massima raggiunta durante
la pagaiata sul kayak-ergometro e la velocità di pagaiata sul kayak. Di conseguenza, i kayakisti dovrebbero dimostrare
un elevato livello di potenza a un’intensità di soglia ventilatoria e una potenza massima durante la pagaiata sul kayakergometro. I kayakisti dovrebbero dimostrare inoltre un’elevata velocità di movimento del bilanciere durante il bench
press e il bench pull, oltre che un elevato livello di equilibrio statico.
Conclusioni. Sulla base di tali risultati, abbiamo determinato il tipico livello di fitness dei kayakisti junior polacchi. Le
strutture corporee e le capacità dei kayakisti che abbiamo esaminato non differivano in maniera significativa dai dati
riportati da altri autori.
Parole chiave: Kayak - Equilibrio - Performance sportiva-educazione fisica e allenamento.
W
ithin most sports disciplines, differences
between athletes’ capabilities are decreasing and victories are often decided by only thousandths of a second. This phenomenon is likely
due to the increasing effectiveness of evidencebased selection of athletes’ conditioning programs. Advancements in sports training allow for
individualized design of training load and reliable monitoring of progress and effectiveness.
Olympic events include 200 m and 1000 m
kayak races. Comprehensive training and preparation are necessary for athletes to compete at
such a level and to achieve outstanding results
in this sport.1 Specifically, high levels of both
aerobic and anaerobic efficiency are necessary
for kayakers.2, 3 Therefore, extensive training
programs are employed that include kayak paddling, running, weightlifting, and swimming.4, 5
An athlete can perform up to 150 movements
per minute while paddling in a kayak. Maintaining this high frequency of paddling and overcoming the external resistance of the aquatic
environment requires considerable muscular
strength and endurance.6 An extremely narrow
kayak can decrease the resistance of the aquatic
environment, but this makes the kayak extremely unstable, which requires an athlete to demonstrate a high level of dynamic balance.5 Studies
of the role of this parameter during kayak paddling are sparse. Additionally, only a few authors
have analyzed kayakers’ abilities to maintain
static balance or changes in achieving balance
as a result of fatigue associated with paddling
on a kayak ergometer.7 The training of sports
kayakers is manifested by muscular hypertrophy,
especially in the upper body, and kayakers are
characterized by an above average body height
and well-developed musculature.8-10 According
to Fleck,11 both male and female kayakers have
556
N
ella maggior parte delle discipline sportive, le
differenze tra le capacità degli atleti sono sempre meno accentuate e le vittorie vengono spesso
decise da pochi millesimi di secondo. Tale fenomeno è probabilmente dovuto alla crescente efficacia
dei programmi di condizionamento degli atleti,
scelti sulla base delle evidenze. I progressi nell’allenamento sportivo consentono di ideare un carico
di allenamento individualizzato e di monitorarne
in maniera affidabile progressi ed efficacia.
Gli eventi olimpici includono gare di kayak sui
200 e 1000 metri. Gli atleti devono avere una preparazione e una formazione complete per poter
competere a tale livello ed ottenere risultati di rilievo in questo sport 1. In particolare, i kayakisti hanno bisogno di elevati livelli di efficienza sia aerobica sia anaerobica 2, 3. Pertanto, vengono utilizzati
programmi di allenamento completi che includono
la pagaiata sul kayak, la corsa, il sollevamento pesi
e il nuoto 4, 5. Un atleta può effettuare fino a 150
movimenti al minuto mentre rema in kayak. Mantenere questa elevata frequenza di pagaiata e superare la resistenza esterna dell’ambiente acquatico
richiede una notevole forza e resistenza muscolare 6. Un kayak estremamente stretto può ridurre la
resistenza dell’ambiente acquatico, ma ciò rende il kayak estremamente instabile, richiedendo
un elevato livello di equilibrio dinamico da parte
dell’atleta 5. Gli studi sul ruolo di questo parametro
durante la pagaiata sul kayak sono scarsi. Inoltre,
pochi autori hanno analizzato le abilità dei kayakisti nel mantenere l’equilibrio statico o i cambiamenti nel raggiungimento dell’equilibrio come
risultato dell’affaticamento associato alla pagaiata
sul kayak-ergometro 7. L’allenamento dei kayakisti produce ipertrofia muscolare, soprattutto nella
parte superiore del corpo; inoltre, i kayakisti sono
caratterizzati da un’altezza corporea superiore
alla media e da una muscolatura ben sviluppa-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
low adiposity, with average body fat compositions of 13±2.5% and 22.2±4.6%, respectively.
Similar values were reported by Rodrigues Alves
et al.,12 Van Someren and Palmer,13 and Akca
and Muniroglu.14 However, an electrical bioimpedance study revealed that Polish and Greek
senior kayakers show higher adiposity, which
was found to be respectively equal to 18.4% 15
and 22.7%.16
Papers dealing with the coordination training
in athletes addressed the questions related to
paddling technique. Correct technique of paddling is vital for achieving outstanding sports results. Such technique was described by Kendal
and Sanders,17 and Endicott,4 among others. The
involvement of lower limbs is extremely important for correct kayak paddling; correct work of
lower limbs is reflected by a 6% increase in driving speed.18 Frequently, kayak ergometers are
used to analyze the paddling technique,19 since
they reliably simulate the conditions of paddling
in a real kayak.20, 21
Comprehensive papers, simultaneously addressing the question of condition- and coordination-related factors of performance in kayaking. Therefore, we completed a comprehensive
study that evaluated the complex role of condition- and coordination-related training of motor
skills in kayakers. We also analyzed the relationship between these parameters and specialized
tests of performance in kayaking. Finally, we determined the typical level of fitness of Polish junior kayakers and compared the results to those
reported by other authors.
RYNKIEWICZ
ta 8-10. Secondo Fleck 11, i kayakisti di sesso maschile e femminile hanno un basso livello di adiposità,
con una composizione media di grasso corporeo
pari rispettivamente al 13±2,5% e al 22,2±4,6%.
Valori simili sono stati riportati da Rodrigues Alves
et al. 12, Van Someren e Palmer 13 e Akca e Muniroglu 14. Tuttavia, un esame bioimpedenziometrico
ha rivelato che i kayakisti senior polacchi e greci
mostrano adiposità più elevate, pari rispettivamente al 18,4% 15 e al 22,7% 16.
Studi sull’allenamento della coordinazione negli atleti hanno affrontato diverse domande associate alla tecnica di pagaiata. Una corretta tecnica
di pagaiata è essenziale per ottenere risultati sportivi di rilievo. Tale tecnica è stata descritta tra gli
altri da Kendal e Sanders 17 e da Endicott 4. Il coinvolgimento degli arti inferiori è estremamente importante per una corretta pagaiata sul kayak; un
corretto lavoro degli arti inferiori si riflette in un
aumento del 6% nella velocità del veicolo 18. Spesso, i kayak-ergometri vengono utilizzati per analizzare la tecnica di pagaiata 19, poiché simulano
in maniera affidabile le condizioni di pagaiata su
un kayak reale 20, 21.
Studi completi hanno affrontato simultaneamente i fattori della performance associati a condizione e coordinazione nel kayak. Pertanto, abbiamo completato un ampio studio che ha valutato il
complesso ruolo dell’allenamento di abilità motorie
correlate alla condizione e alla coordinazione nei
kayakisti. Inoltre, abbiamo analizzato la relazione
tra tali parametri e i test di performance specifici
nella disciplina sportiva del kayak. Infine, abbiamo determinato il tipico livello di fitness dei kayakisti junior polacchi e confrontato i risultati con
quelli riportati da altri autori.
Materials and methods
Materiali e metodi
Participants
Partecipanti
We included 18 high-level flat water man kayakers in our study. The mean age of the athletes was 16.2±2 years and their body height and
weight amounted to 179.6±6.9 cm and 75.5±8.3
kg, respectively. All athletes competed at an elite
sports level (e.g., national champion) and four
of them belonged to the Polish Junior National Team. All of the procedures included in this
study were approved by the local Ethics Committee of the Karol Marcinkowski University of
Medical Sciences in Poznan, Poland. All participants in the study gave their written consent. In
the case of underage participants (subject under
18), the parents gave their informed consent.
Nel presente studio, abbiamo incluso 18 atleti
di alto livello di kayak da acqua piatta. L’età media degli atleti era di 16,2±2 anni e la loro altezza e peso corporeo erano pari rispettivamente a
179,6±6,9 cm e 75,5±8,3 kg. Tutti gli atleti gareggiavano a un livello d’élite (ad esempio campionato nazionale) e quattro di essi appartenevano
alla nazionale junior polacca. Tutte le procedure
incluse in questo studio sono state approvate dal
Comitato etico locale dell’Università di medicina
Karol Marcinkowski di Poznan, in Polonia. Tutti i
partecipanti hanno fornito il loro consenso scritto.
Per i partecipanti di età inferiore ai 18 anni i genitori hanno dato il loro consenso informato.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
557
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
Study procedures
Procedure dello studio
We conducted our study in October 2011, during a nationwide training camp that involved 300
athletes who paddled in kayak and canoe. On
the basis of competitions completed during the
camp, athletes qualified for the Polish National
Team. This environment guaranteed high levels
of motivation and competitiveness of the athletes.
We selected 18 competitors from the entire group
of athletes, and all of the participants selected
were students at the Sports Champions School.
During the competition, the athletes performed
the following tests (Table I):
—— paddling 2000 m. The athletes started one
at a time, with a one-minute interval between
the athletes. The first kayaker was the athlete
who achieved the best score during a previous
training camp. Competitors paddled in sports
kayaks (K-1) in accordance with the rules of the
International Canoe Federation. The weather
was calm on the day of the competition and the
wind speed was 1.5 m/s parallel to the direction of test;
—— paddling 1000 m. Following 15 min of
rest after the 2000-m test, the athletes completed a 1000-m test, using the same protocol as the
2000-m test (the same order and with the same
time interval as the first test). A short rest period
has been used in athletic testing for more than
20 years and requires kayakers to demonstrate
high levels of endurance;
—— running 1500 m. After the 1000-m paddling
test, the athletes ran a distance of 1500 m in
the shortest time possible. The test was conducted at a track and field stadium. Competitors ran in 15-person groups and a standard
chronometer was used to measure the time;
Abbiamo condotto il nostro studio nell’ottobre
del 2011, durante un ritiro di allenamento nazionale che ha coinvolto 300 atleti, i quali hanno remato in kayak e canoa. Sulla base delle gare
condotte durante il ritiro, gli atleti si sono qualificati per la nazionale polacca. Tale ambiente ha
garantito elevati livelli di motivazione e competitività tra gli atleti. Abbiamo selezionato 18 concorrenti provenienti dall’intero gruppo di atleti;
tutti i partecipanti selezionati erano studenti nei
campionati sportivi scolastici. Durante la gara, gli
atleti hanno eseguito i seguenti test (Tabella I):
—  pagaiata sui 2000 m. Gli atleti hanno iniziato uno alla volta, con un intervallo di un minuto tra di essi. Il primo kayakista era l’atleta che
aveva ottenuto il miglior punteggio durante un
precedente ritiro di allenamento. I concorrenti
hanno pagaiato su kayak sportivi (K-1) in conformità alle regole della Federazione internazionale
di canoa. Il giorno della gara le condizioni meteorologiche erano tranquille, con una velocità del
vento di 1,5 m/s, parallela alla direzione del test;
—  pagaiata sui 1000 m. Dopo 15 min di riposo
in seguito al test sui 2000 m, gli atleti hanno completato un test sui 1000 m, utilizzando lo stesso
protocollo del test sui 2000 m (stesso ordine e stesso
intervallo di tempo del primo test). Un breve periodo di riposo viene utilizzato nei test atletici da più
di 20 anni e richiede che i kayakisti dimostrino
elevati livelli di resistenza;
—  corsa sui 1500 m. Dopo il test di pagaiata
sui 1000 metri, gli atleti hanno corso per una distanza di 1500 metri nel più breve tempo possibile.
Il test è stato condotto in uno stadio di atletica. I
concorrenti hanno corso in gruppi di 15 persone
e il tempo è stato misurato utilizzando un cronometro standard;
Table I.—Schedule of the tests.
Tabella I.—Programma dei test.
N.
Day
Hour
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
1
1
1
2
2
3
4
5
5
5
5
5
5
6:00
10:00
10:30
16:00
10:00
10:30
9:00
8:00
9:00
12:00
12:00
15:00
15:30
558
Test/training
Determination of body height and body composition
Paddling for a distance of 2000 m
Paddling for a distance of 1000 m
Running for a distance of 1500 m
Strength endurance measurement – 120 s of bench pull
Strength endurance measurement – 120 s of bench press
Free day
Paddling with an intensity corresponding to HR 65-75% max – 10 km
Determination of dynamic and static balancing abilities
Determination of maximal power during 40 s of paddling on a kayak ergometer
Determination of VO2max and threshold power during paddling on a kayak ergometer
The static balance test was repeated immediately after completing the exercise test
Determination of maximal power achieved during the bench pull
Determination of maximal power achieved during the bench press
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
—— strength endurance assessment. After
the run, the athletes performed bench pull
and the bench press exercises.14 The athletes
performed the bench pull first, followed by a
30-min break. Then, they performed the bench
press. The test involved a load corresponding
to one-half of the athlete’s body weight±2.5
kg. The athletes repeated the exercise as many
times as possible for up to 120 s.6 To determine the amount of work performed, a recording device registered the distance covered by
the barbell during each repetition with 0.01 m
precision.
All of the tests were performed as part of a
competition. Therefore, all of the competitors
performed individual warm-ups before each
test, which were typical for a competition.
Three days after completing the camp, the 18
athletes included in our study were subjected
to the following laboratory tests (Table I):
—— measurement of body height. We used a
standard procedure to measure each athlete’s
height;
—— analysis of body composition. We conducted an electrical bioimpedance analysis
using a Tanita 418 analyzer. This method is
characterized by high reliability and precision
of measurement.22-24 The analysis was completed in the morning; the athletes had an empty
stomach and they did not engage in physical
activity before the analysis;
—— assessment of dynamic balance. We used
a Balance Master force plate to assess each
athlete’s dynamic balancing ability. The participants performed limits of stability (LOS) and
rhythmic weight shifting (RWS) tests.
The LOS test involves measuring the maximal sway of the center of gravity (COG) in all
directions in relation to the baseline position
of COG.25, 26 Typically, for adults standing comfortably on a flat, hard surface, the circumference defined during the LOS test is ellipsoid in
shape, with a standard measurement of 12.5
degrees in the anterior-posterior direction and
16 degrees laterally.27-29 We recorded the following parameters during the test: reaction
time (s), movement velocity (deg/s), endpoint
excursion (%), maximum excursion (%), and
directional control (%).
The RWS test involves measuring an individual’s ability to move his or her COG laterally
and in an anterior-posterior direction within a
predefined limit corresponding to 50% of the
LOS. The athletes in our study performed the
test at three defined velocities in each direc-
Vol. 67 - No. 4
RYNKIEWICZ
—  valutazione della forza resistente. Dopo la
corsa, gli atleti hanno effettuato esercizi di bench
pull e bench press 14. Gli atleti hanno effettuato prima il bench pull, seguito da una pausa di 30 minuti. Quindi, hanno effettuato il bench press. Il test ha
previsto un carico pari alla metà del peso corporeo
degli atleti±2,5 kg. Gli atleti hanno ripetuto l’esercizio fisico il maggior numero di volte possibile fino a
120 s6. Per determinare la quantità di lavoro svolto,
un dispositivo ha registrato la distanza coperta dal
bilanciere in ogni ripetizione con una precisione di
0,01 m.
Tutti i test sono stati effettuati come parte di una
competizione. Pertanto, tutti i concorrenti hanno
effettuato riscaldamenti individuali prima di ogni
test, i quali sono utilizzati comunemente durante
una competizione.
Tre giorni dopo il completamento del ritiro, i 18
atleti inclusi nel nostro studio sono stati sottoposti ai
seguenti esami di laboratorio (Tabella I):
—  misurazione dell’altezza corporea. Abbiamo
utilizzato una procedura standard per misurare
l’altezza di ciascun atleta;
—  analisi della composizione corporea. Abbiamo condotto un’analisi bioimpedenziometrica
utilizzando un analizzatore Tanita 418. Questo
metodo è caratterizzato da un’elevata affidabilità
e precisione di misurazione 22-24. L’analisi è stata
completata al mattino; gli atleti erano a stomaco
vuoto e non hanno svolto alcuna attività fisica prima dell’analisi;
—  valutazione dell’equilibrio dinamico. Abbiamo utilizzato una piattaforma di forza ‘Balance
Master’ per valutare la capacità di equilibrio dinamico di ogni atleta. I partecipanti hanno effettuato
i test dei limiti di stabilità (limits of stability, LOS) e
dello spostamento ritmico del peso (rhythmic weight
shifting, RWS).
Il test LOS prevede la misurazione dell’oscillazione massima del centro di gravità (center of gravity,
COG) in tutte le direzioni in relazione alla posizione
basale del COG 25, 26. In genere, per gli adulti in posizione eretta e confortevole su una superficie dura e
piana, la circonferenza definita durante il test LOS è
di forma ellissoide, con una misurazione standard
di 12,5 gradi in direzione antero-posteriore e di 16
gradi in direzione laterale 27-29. Durante il test, abbiamo registrato i seguenti parametri: tempo di reazione (s), velocità di movimento (gradi/s), endpoint
di escursione (%), escursione massima (%) e controllo direzionale (%).
Il test RWS prevede la misurazione della capacità di un individuo di spostare il proprio centro di
gravità in direzione laterale e in direzione anteroposteriore all’interno di un limite predefinito pari al
50% dei limiti di stabilità. Gli atleti del nostro studio
MEDICINA DELLO SPORT
559
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
tion: 2.67 deg/s, 4.0 deg/s, and 8.0 deg/s leftto-right and 1.78 deg/s, 2.68 deg/s, and 5.35
deg/s front-to-back. We recorded the velocity
of each movement and its direction in relation
to the pattern (i.e., directional control);
—— assessment of static balance. We used a
posturographic method 30 to assess each athlete’s static balancing ability. The posturograph
(Olton, Poland) contained a 400 x 400 x 55 mm
force plate with tensometric sensors, which
enabled us to record the displacement of COG
on the basis of feet center of pressure (COP)
over the platform. We determined the mean radius of COP sway (Ar), the COP stabilogram
area (SAr), the total length of COP sway (TL),
the length of sway in the frontal plane (TS Fp),
the mean velocity of sway in the frontal plane
(MV Fp), the number of sways in the frontal
plane (S Fp), the maximal left sway (SL), the
maximal right sway (SR), the length of sway
in an anterior-posterior direction (TS A-P), the
mean velocity of sway in an anterior-posterior
direction (MV A-P), the number of sways in an
anterior-posterior direction (S A-P), the maximal posterior sway (SP), and the maximal anterior sway (SA). The test was conducted while
each athlete was standing still for 32 s in an
upright position. This enabled us to record the
displacement of COG on the basis of feet COP
over the platform. The COP sways in the sagittal and frontal planes were determined with the
area of COP projection, velocity and number of
sways, and COP pathway. Static balance was
assessed both before and after completing the
incremental paddling test in order to evaluate
changes in this parameter related to fatigue;
—— determination of maximal power (MP)
while paddling. We used the Wingate test,
which was adapted for the specific conditions of kayaking,31, 32 to determine the power
achieved during paddling on an ergometer. We
analyzed MP, average power (AP), power decrease index (AP/MP), and the characteristics
of paddling technique achieved during the test
on the ergometer. Each athlete achieved his or
her peak level of power in the shortest possible
time and maintained it for 40 s, which simulates the performance of a 200-m race. (During
a sprint race, male and female kayakers cover
this distance in 35 s and 40 s, respectively.)
The test was performed on a kayak ergometer
(Dansprint, Denmark),20, 21 with the resistance
generated by the flywheel and the closure of
the vent adjusted on the basis of the body
weight of each athlete, according to the manu-
560
hanno effettuato il test a tre velocità definite in ogni
direzione: 2,67 gradi/s, 4,0 gradi/s e 8,0 gradi/s sinistra-destra e 1,78 gradi/s, 2,68 gradi/s e 5,35 gradi/s
avanti-indietro. Abbiamo registrato la velocità di
ciascun movimento e la sua direzione in relazione
allo schema (cioè, controllo direzionale);
—  valutazione dell’equilibrio statico. Abbiamo
utilizzato un metodo posturografico 30 per valutare
la capacità di equilibrio statico di ciascun atleta. Il
posturografo (Olton, Polonia) conteneva una piattaforma di forza da 400 x 400 x 55 mm con sensori tensiometrici, che ci ha permesso di registrare
lo spostamento del centro di gravità sulla base del
centro di pressione (center of pressure, COP) del piede sulla piattaforma. Abbiamo determinato il raggio medio di oscillazione del COP (Ar), l’area dello
stabilogramma del COP (SAr), la lunghezza totale
dell’oscillazione del COP (TL), la lunghezza di oscillazione sul piano frontale (TS Fp), la velocità media
di oscillazione sul piano frontale (MV Fp), il numero di oscillazioni sul piano frontale (S Fp), l’oscillazione sinistra massima (SL), l’oscillazione destra
massima (SR), la lunghezza di oscillazione in direzione antero-posteriore (TS A-P), la velocità media
di oscillazione in direzione antero-posteriore (MV
A-P), il numero di oscillazioni in direzione anteroposteriore (S A-P), l’oscillazione posteriore massima
(SP) e l’oscillazione anteriore massima (SA). Il test è
stato condotto con ciascun atleta in posizione eretta
per 32 secondi. Questo ci ha permesso di registrare lo
spostamento del centro di gravità sulla base del centro di pressione del piede (COP) sulla piattaforma.
Le oscillazioni del COP sui piani sagittale e frontale
sono state determinate con la proiezione dell’area
del COP, la velocità e il numero di oscillazioni, e il
percorso del COP. L’equilibrio statico è stato valutato
prima e dopo il completamento del test di pagaiata
incrementale, al fine di valutare i cambiamenti in
questo parametro correlati all’affaticamento;
—  determinazione della potenza massima (MP),
durante la pagaiata. Abbiamo utilizzato il test di
Wingate, il quale è stato adattato alle condizioni
specifiche del kayak 31, 32 al fine di determinare la
potenza raggiunta durante la pagaiata sull’ergometro. Abbiamo analizzato la MP, la potenza media
(AP), l’indice di riduzione della potenza (AP/MP) e
le caratteristiche della tecnica di pagaiata durante
il test sull’ergometro. Ciascun atleta ha raggiunto il
suo livello di picco della potenza nel più breve tempo
possibile e lo ha mantenuto per 40 secondi, simulando l’esecuzione di una gara sui 200 m (durante
una gara di velocità, i kayakisti di sesso maschile e
femminile coprono questa distanza rispettivamente
in 35 s e 40 s). Il test è stato effettuato su un kayak‑ergometro (Dansprint, Danimarca) 20, 21 con la
resistenza generata da un volano e la chiusura dello
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
facturer’s instructions (www.dansprint.com);
—— determination of performance intensity
while paddling. We employed an incremental exercise test to determine the performance
intensity achieved during paddling. Each athlete paddled on a kayak ergometer using an
incremental protocol, which instructed that
the intensity be gradually increased every two
minutes. The intensity was expressed as power
and displayed on the ergometer’s screen on a
continuous basis. The test started at an intensity of 75 W and the intensity increased by 15
W at each increment. The test continued until
the athlete was unable to exercise at a given
intensity. The gas exchange data was recorded
during the test with the aid of a portable Oxycon ergospirometer (Viasys Healthcare Inc.,
USA) and heart rate (HR) was recorded using
a Polar T61 coded transmitter (Polar, Finland).
Exhaled air samples were collected in a breathby-breath mode and the following parameters
were determined: oxygen consumption (VO2),
carbon dioxide production (VCO2), minute
ventilation (VE), HR, respiratory exchange ratio, ventilatory equivalent for oxygen production (VE/VO2), ventilatory equivalent for CO2
production (VE/VCO2), and metabolic equivalents. The portable analyzer was prepared and
calibrated with gases of known concentration
according to the manufacturer’s instructions.
The values of VO2max, VEmax, and HRmax were
determined according to the study protocol,
and ventilatory threshold (VT), which corresponds to the anaerobic threshold determined
by invasive blood lactate measurement,33, 34
was calculated using the V-slope method;35, 36
—— determination of maximal velocity of
movement during weightlifting exercise. We
used the Tendo Weightlifting Analyzer (Slovakia) to determine the movement velocity of a
barbell during the bench press and the bench
pull. Each participant performed a series of
six repetitions of each exercise in the shortest
possible time; the load corresponded to onehalf of the athlete’s body weight±2.5 kg. We
recorded maximal velocity (Vmax) and average
velocity (AV) for the series of six repetitions.
Statistical analysis
We completed the statistical analysis using
the Statistica 9.0 software package (StatSoft,
Inc. [1984-2011], USA; license no. AXAP012D837210AR-7). The results are presented as
arithmetic means±standard deviations and the
normality of the distribution of the data were
Vol. 67 - No. 4
RYNKIEWICZ
sfiato regolata in base al peso corporeo di ciascun
atleta, secondo le istruzioni del produttore (www.
dansprint.com);
—  determinazione dell’intensità della performance durante la pagaiata. Abbiamo utilizzato
una prova da sforzo incrementale, al fine di determinare l’intensità della performance raggiunta durante la pagaiata. Ciascun atleta ha remato su un
kayak-ergometro utilizzando un protocollo incrementale, ed è stato istruito ad aumentare gradualmente l’intensità ogni due minuti. L’intensità è stata
espressa come potenza e visualizzata sullo schermo
dell’ergometro su base continuativa. Il test è iniziato
a un’intensità di 75 W, la quale è stata aumentata
di 15 W con ciascun incremento. Il test è proseguito fino a quando l’atleta non è stato più in grado
di svolgere l’esercizio fisico a una data intensità. I
dati sugli scambi gassosi sono stati registrati durante il test con l’ausilio di un ergospirometro portatile
Oxycon (Viasys Healthcare Inc., USA) e la frequenza
cardiaca è stata registrata utilizzando un trasmettitore codificato T61 Polar (Polar, Finlandia). I campioni di aria espirata sono stati raccolti in modalità
respiro-per-respiro e sono stati determinati i seguenti
parametri: consumo di ossigeno (VO2), produzione
di biossido di carbonio (VCO2), volume ventilatorio
al minuto (VE), frequenza cardiaca (HR), quoziente respiratorio, equivalente ventilatorio per la produzione di ossigeno (VE/VO2), equivalente ventilatorio
per la produzione di CO2 (VE/VCO2) ed equivalenti
metabolici. L’analizzatore portatile è stato preparato
e calibrato con gas di concentrazione nota secondo
le istruzioni del produttore. I valori di VO2max, VEmax
e HRmax sono stati determinati secondo il protocollo
dello studio e la soglia ventilatoria (VT), corrispondente alla soglia anaerobica determinata mediante
misurazione invasiva del lattato ematico 33, 34, è stata calcolata utilizzando il metodo V-slope 35, 36;
—  determinazione della massima velocità di
movimento durante l’esercizio di sollevamento pesi.
Abbiamo utilizzato il ‘Tendo Weightlifting Analyzer’
(Slovacchia) al fine di determinare la velocità di
movimento di un bilanciere durante il bench press
e il bench pull. Ogni partecipante ha svolto una serie
di sei ripetizioni di ciascun esercizio nel più breve
tempo possibile; il carico corrispondeva alla metà
del peso corporeo dell’atleta±2,5 kg. Abbiamo registrato la velocità massima (Vmax) e la velocità media
(AV) per le serie da sei ripetizioni.
Analisi statistica
Abbiamo completato l’analisi statistica utilizzando il pacchetto software Statistica 9.0
(StatSoft, Inc [1984-2011], USA; n. di licenza.
AXAP012D837210AR-7). I risultati sono presentati come medie aritmetiche±deviazioni standard
MEDICINA DELLO SPORT
561
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
e la normalità della distribuzione dei dati è stata
verificata. Sono stati calcolati i coefficienti di correlazione di Pearson e Spearman. La significatività statistica è stata fissata a P<0,05.
verified. Pearson’s and Spearman’s coefficients
of correlation were calculated. Statistical significance was defined as P<0.05.
Results
Risultati
The average speeds of kayak paddling
for distances of 2000 m and 1000 m were
3.52±0.14 m/s and 3.89±0.15 m/s, respectively.
No significant associations were observed between these speeds and the basic characteristics of body composition of the kayakers in
our study. Specifically, no significant associations were observed between paddling speed
and fat-free mass, percentage of adipose tissue, body height, or body weight (Table II).
We observed a significant relationship between kayak paddling speed and MP achieved
on the kayak ergometer. We observed a significant association between MP achieved during
paddling on a kayak ergometer and 1000-m
and 2000-m kayak paddling speeds (Table III).
No other characteristics of paddling technique
were significantly correlated with the results
of tests conducted in a kayak.
We observed a significant association between endurance level and paddling speed.
Analysis of the Pearson’s correlation coefficients revealed significant associations between
La velocità media di pagaiata sul kayak per le
distanze di 2000 m e 1000 m era pari rispettivamente a 3,52±0,14 m/s e 3,89±0,15 m/s. Non è stata
osservata nessuna associazione significativa tra tali
velocità e le caratteristiche basilari della composizione corporea dei kayakisti del presente studio. In
particolare, non sono state osservate associazioni
significative tra la velocità di pagaiata e la massa
magra, la percentuale di tessuto adiposo, l’altezza o
il peso corporei (Tabella II).
Abbiamo osservato una relazione significativa tra
la velocità di pagaiata sul kayak e la potenza media
(MP) raggiunta sul kayak-ergometro. Abbiamo osservato un’associazione significativa tra la MP raggiunta durante la pagaiata su un kayak-ergometro
e le velocità di pagaiata sul kayak sui 1000 m e sui
2000 m (Tabella III). Nessun’altra caratteristica della
tecnica di pagaiata era correlata in maniera significativa con i risultati dei test condotti sul kayak.
Abbiamo osservato un’associazione significativa
tra il livello di resistenza e la velocità di pagaiata.
L’analisi dei coefficienti di correlazione di Pearson
ha rivelato associazioni significative tra le velocità
Table II.—Correlations between body characteristics and paddling speed in a real kayak (N.=18).
Tabella II.—Correlazioni tra le caratteristiche corporee e la velocità di pagaiata su un kayak reale (N.=18).
M
±SD
P V1
P V2
FFM (%)
FFM (kg)
FM (%)
FM (kg)
87.78
3.18
0.78
0.62
63.32
7.28
0.11
0.34
16.12
3.61
0.41
0.47
12.22
3.18
0.78
0.62
Body weight (kg) Body height (cm)
75.55
8.34
0.27
0.58
180.29
6.53
0.48
0.69
FFM: fat-free mass; FM: fat mass; P V1: P-value for the correlation with the average 1000-m kayak paddling speed; P V2: P-value for
the correlation with the average 2000-m kayak paddling speed. * P-value ≤0.05.
Table III.—Correlations between kayak paddling speed and characteristics of paddling technique on a kayak
ergometer during 40 s paddling with maximal intensity (N.=18).
Tabella III.—Correlazioni tra la velocità di pagaiata sul kayak e le caratteristiche della tecnica di pagaiata su
un kayak-ergometro durante 40 s di pagaiata a intensità massimale (N.=18).
Total
distance
(m)
M
±SD
p V1
p V2
172.07
18.84
0.75
0.68
MP
(W)
403.3
79.81
0.02
0.03
AP
(W)
302.2
64.31
0.06
0.12
AP/MP
(%)
0.75
0.06
0.44
0.31
Stroke rate
(N./1 min)
135.24
9.92
0.38
0.13
Stroke time
(s)
Water
distance
(m)
0.45
0.03
0.29
0.11
1.14
0.14
0.79
0.95
Total work
( J)
11198
2497
0.68
0.99
AP: average power achieved during the test; AP-MP: average-to-maximal power ratio; MP: maximal power achieved during the test;
P V1: P-value for the correlation with the average 1000-m kayak paddling speed; P V2: P-value for the correlation with the average
2000-m kayak paddling speed; StR: stroke rate; stroke time: duration of a single paddle movement; Total distance: distance covered
during the test; total work: total work performed during the test; water distance: length of a single paddle movement.
562
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
RYNKIEWICZ
di pagaiata sui 1000 e sui 2000 metri e il relativo
valore di potenza raggiunto durante la pagaiata
sull’ergometro a un’intensità di soglia ventilatoria.
I restanti indici non hanno mostrato correlazioni
significative con la velocità di pagaiata sul kayak
(Tabella IV).
Inoltre, abbiamo esaminato le potenziali relazioni tra le velocità di pagaiata sul kayak e l’equilibrio
dinamico. Non abbiamo rilevato nessuna associazione significativa tra i test LOS e RWS e l’equilibrio dinamico o la velocità di pagaiata. Tuttavia,
abbiamo determinato anche se l’equilibro statico in
stato di riposo e in stato di affaticamento fosse associato alla velocità di pagaiata sul kayak (tabella
V). Abbiamo osservato una relazione significativa
tra la velocità di pagaiata sui 1000 m e le seguenti
caratteristiche di spostamento del centro di pressione
(COP) del piede registrate durante il test di equilibrio condotto prima della prova da sforzo: TL, TS Fp,
MV Fp, Fp S, SL, TS A-P, MV A-P e S A-P. Nonostante
sia stata osservata una forte correlazione tra la velocità di pagaiata sui 2000 m e le caratteristiche di
spostamento del COP, nessuna di tali relazioni si è
dimostrata statisticamente significativa.
Infine, abbiamo calcolato i coefficienti di corre-
the 1000-m and 2000-m paddling speeds and
the relative value of power achieved during ergometer paddling at VT intensity. The remaining indices were not significantly correlated
with the speed of kayak paddling (Table IV).
We also investigated potential relationships
between kayak paddling speeds and dynamic
balance. We did not observe any significant associations between the LOS and RWS tests and
dynamic balance or paddling speed. However,
we also analyzed whether static balance at rest
and at fatigue were related to kayak paddling
speed (Table V). We observed a significant
relationship between 1000-m paddling speed
and the following characteristics of feet COP
displacement recorded during the balance test
conducted before the exercise test: TL, TS Fp,
MV Fp, S Fp, SL, TS A-P, MV A-P, and S A-P.
Although a strong correlation was observed
between the 2000-m paddling speed and characteristics of COP displacement, none of these
relationships proved statistically significant.
Finally, we calculated coefficients of correlation between the paddling speed and running
Table IV.—Correlations between endurance indices and kayak paddling speed (N.=18).
Tabella IV.—Correlazioni tra gli indici di resistenza e la velocità di pagaiata sul kayak (N.=18).
VEmax
(L/min)
HRmax (N./min)
M
±SD
P V1
P V2
191.13
7.02
0.18
0.47
VO2max
(mL/kg/min)
135.72
18.85
0.99
0.89
VT P
(W/kg)
57.91
6.06
0.98
0.89
1.72
0.14
0.01*
0.01*
HR max: maximal heart rate; P V1: P-value for the correlation with the average 1000-m kayak paddling speed; P V2: P-value for the
correlation with the average 2000-m kayak paddling speed; VE max: maximal ventilation; VO2max: maximal oxygen consumption;
VT P: power determined at an intensity corresponding to the ventilatory threshold.
Table V.—Correlations between average kayak paddling speeds and the level of static balance determined
before and immediately after completing the exercise test on a kayak ergometer (N.=18).
Tabella V.—Correlazioni tra le velocità medie di pagaiata sul kayak e il livello di equilibrio statico determinato prima e immediatamente dopo il completamento della prova da sforzo sul kayak‑ergometro (N.=18).
Ar
SAr
Before exercise test
M
8.05 522.83
±SD
4.11 388.38
P V1
0.71
0.25
P V2
0.67
0.32
After exercise test
M
8.00 706.25
±SD
2.00 425.09
P V1
0.79
0.66
P V2
0.99
0.82
TL
TS Fp
MV Fp
S Fp
SL
259.00 139.92
93.69 74.03
0.05*
0.03*
0.17
0.11
5.50
2.71
0.03*
0.13
25.50
10.18
0.04*
0.1©9
9.50
3.90
0.04*
0.07
372.42 206.33
131.12 103.49
0.8
0.72
0.96
0.99
7.33
3.58
0.74
0.95
28.92
8.71
0.5
0.5
16.08
9.29
0.59
0.97
SR
TS A-P MV A-P
S A-P
SP
SA
10.00
2.45
0.1
0.13
132.08
61.15
0.05*
0.11
4.08
2.02
0.05*
0.09
24.50
9.66
0.04*
0.13
10.42
3.48
0.23
0.26
9.75
3.17
0.18
0.19
15.58
7.23
0.3
0.74
219.08
76.88
0.79
0.7
6.83
2.37
0.87
0.78
34.67
4.56
0.41
0.39
13.25
6.33
0.93
0.96
13.33
6.89
0.56
0.51
Ar: mean radius; MV A-P: mean velocity of sway in an anterior-posterior direction; MV Fp: mean velocity of sway in a frontal plane;
SAr: stabilogram area; SA: maximal anterior sway; S A-P: number of sways in an anterior-posterior direction; S Fp: number of sways
in a frontal plane; SL: maximal left sway; SR: maximal right sway; SP: maximal posterior sway; TL: total length; TS A-P: length of
sway in an anterior-posterior direction; TS Fp: length of sway in a frontal plane; p V1: P-value for the correlation with the average
1000-m kayak paddling speed; p V2: P-value for the correlation with the average of 2000-m kayak paddling speed.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
563
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
Table VI.—Correlations between paddling speeds and weightlifting tests and running speed (N.=18).
Tabella VI.—Correlazioni tra la velocità di pagaiata e i test di sollevamento pesi e la velocità di corsa (N.=18).
Pull W ( J/kg)
M
±SD
P V1
P V2
104.28
25.55
0.66
0.99
Push W ( J/kg) Pull Vmax (m/s) Push Vmax (m/s) Pull AV (m/s)
103.55
17.39
0.41
0.32
1.71
0.18
0.51
0.20
1.41
0.17
0.11
0.03*
1.36
0.16
0.36
0.05*
Push AV (m/s)
1.10
0.14
0.06
0.01*
Run (m/s)
4.65
0.29
0.68
0.8
Pull/Push AV: average velocity recorded during six repetitions of bench pull/press with maximal intensity; Pull/Push Vmax: maximal
velocity recorded during six repetitions of bench pull/press with maximal intensity; Pull/Push W: relative work performed during
120 s of bench pull/press; p V1: P-value for the correlation with the average 1000-m kayak paddling paddling; p V2: P-value for the
correlation with the average 2000-m kayak paddling speed; Run: running speed.
speed, strength endurance, and Vmax and AV
of movement during weightlifting exercises.
We observed significant correlations between
1000-m paddling speed and Vmax and AV of
barbell movement during the bench press series, as well as AV during the bench pull series
(Table VI).
lazione tra velocità di pagaiata e velocità di corsa, forza resistente, Vmax e velocità media del movimento durante gli esercizi di sollevamento pesi.
Abbiamo osservato significative correlazioni tra la
velocità di pagaiata sui 1000 m e il Vmax e l’AV del
movimento del bilanciere durante le serie di bench
press, oltre che l’AV durante le serie di bench pull
(Tabella IV).
Discussion
On the basis of our findings, we conclude
that body composition is not associated with
the level of fitness of Polish junior kayakers.
Our participants were characterized by moderate adiposity, with an average body fat level
higher than that reported by Fleck 11 and other
authors.12-14 Slightly higher values of adiposity
were previously reported by Rynkiewicz and
Rynkiewicz in Polish senior kayakers 15 and by
Diafas in Greek kayakers.16 These discrepancies may have resulted from different measurement methods or from differences in the ages
of the athletes included in the respective studies. The average age of our junior kayakers was
16.2 years and we expect that the percentage
of adipose tissue of each athlete will decrease
with age and increased adaptation to training.37
Our analysis revealed a significant association between MP achieved during kayak ergometer paddling and the speed of kayak paddling. On the basis of this finding, we conclude
that MP represents the most important of all
characteristics of paddling technique that we
examined and its value directly reflects the level of kayaker-specific training.
We did not observe significant relationships
between the speed of kayak paddling and maximal HR, VE, or VO2max. The threshold power
achieved during paddling on a kayak ergometer, determined at VT intensity and expressed
per kayaker’s body weight, was the only measurement that was significantly associated with
the level of specific fitness in kayaking. This
parameter is used to plan training programs
564
Discussione
In base ai nostri risultati, abbiamo concluso che
la composizione corporea non è associata al livello
di fitness dei kayakisti junior polacchi. I nostri partecipanti erano caratterizzati da una moderata adiposità, con un livello medio di grasso corporeo più
elevato rispetto a quanto riportato da Fleck 11 e altri
autori 12-14. Valori di adiposità leggermente superiori
erano stati precedentemente riportati da Rynkiewicz e Rynkiewicz in kayakisti senior polacchi 15 e da
Diafas in kayakisti greci 16. Tali discrepanze possono derivare dai diversi metodi di misurazione o da
differenze nelle età degli atleti inclusi nei rispettivi
studi. L’età media dei nostri kayakisti junior era di
16,2 anni; prevediamo che la percentuale di tessuto
adiposo di ciascun atleta diminuirà con l’età e con il
maggiore adattamento all’allenamento 37.
La nostra analisi ha rivelato un’associazione significativa tra la potenza media raggiunta durante
la pagaiata sul kayak-ergometro e la velocità di pagaiata sul kayak. In base a tale riscontro, concludiamo che la MP rappresenta la più importante di tutte
le caratteristiche della tecnica di pagaiata che abbiamo esaminato e il suo valore riflette direttamente il
livello di allenamento specifico del kayakista.
Non abbiamo osservato relazioni significative
tra la velocità di pagaiata sul kayak e la frequenza cardiaca massima, il VE o il VO2max. La potenza
di soglia raggiunta durante la pagaiata sul kayakergometro, determinata a un’intensità di soglia
ventilatoria ed espressa secondo il peso corporeo del
kayakista, era l’unica misurazione associata in maniera significativa al livello di fitness specifico nella
disciplina sportiva del kayak. Tale parametro è uti-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
at an individually defined intensity and its
changes correspond to progressive adaptation,
which confirms its usefulness in the training
process of kayakers. Although it is considered
important in the selection of athletes, the value
of VO2max was not significantly associated with
paddling performance in our study. The VO2max
of Polish junior kayakers was 57.91 mL/min/
kg, which is similar to values reported by many
other authors,9, 10, 38, 39 but it is still lower than
the value observed in elite Spanish kayakers.40
On the basis of a literature review, we assumed that maintaining balance in a kayak
would be associated with a high level of dynamic balance.41 Paddling takes place in unstable conditions and fatigue and environmental factors such as wind and water waves are
additional variables in kayaking. An athlete’s
inability to maintain balance would lead to an
unstable position while paddling, which would
reduce the efficiency of force transfer from
muscle to kayak or even lead to a kayak capsizing.41 Therefore, we hypothesized that there
is a significant association between the level
of dynamic balance and the level of specific
fitness in kayaking. However, our analysis did
not reveal a significant relationship between
these two variables.
We observed the largest number of significant
correlations with the outcomes of the static balance test conducted before the exercise test. Specifically, we observed a significant association between these results and 2000-m paddling speed
(Table V). The ability to maintain balance is established on the basis of visual information, vestibular and proprioceptive feedback, and efficiency of
the muscular system.42 Balance is controlled by
the central nervous system, which governs the
tone of individual muscles.43 Our findings suggest that athletes who demonstrated more stable
balance, which is associated with lower number,
speed, and amplitude of sways, achieved higher
speed during kayak paddling. We assume that
athletes who demonstrate a lower level of static balance have a weaker ability to control their
movements during kayak paddling. This may be
due to inferior development of the vestibular and
ventricular systems, poorer neural transmission, a
lower level of proprioceptive development, and
decreased efficiency of the muscular system. A
lower level of static balance may be reflected by
a higher number and larger amplitude of sways,
which are unfavorable in the context of effective
kayak paddling since effective paddling requires
continuous control of body position in order to
Vol. 67 - No. 4
RYNKIEWICZ
lizzato per pianificare i programmi di allenamento
a un’intensità definita in maniera individuale e i
suoi cambiamenti corrispondono all’adattamento
progressivo, il che conferma la sua utilità nel processo di allenamento dei kayakisti. Anche se è considerato importante per la selezione degli atleti, nel
presente studio il valore di VO2max non era associato
in maniera significativa alla performance di pagaiata. Il VO2max dei kayakisti junior polacchi era di
57,91 ml/min/kg, un valore simile a quelli riportati
da numerosi altri autori 9, 10, 38, 39, ma comunque
più basso rispetto al valore osservato nei kayakisti
spagnoli d’élite 40.
Sulla base di una review della letteratura, abbiamo ipotizzato che il mantenimento dell’equilibrio in
un kayak sarebbe stato associato a un elevato livello di equilibrio dinamico 41. La pagaiata avviene in
condizioni d’instabilità e affaticamento, e i fattori
ambientali come il vento e le onde sono variabili aggiuntive nella disciplina sportiva del kayak. L’incapacità di un atleta di mantenere l’equilibrio potrebbe
portare a una posizione instabile durante la pagaiata, il che ridurrebbe l’efficienza del trasferimento
di forza dal muscolo al kayak, o causare persino un
ribaltamento del veicolo 41. Pertanto, abbiamo ipotizzato che esista un’associazione significativa tra il
livello di equilibrio dinamico e il livello di fitness specifico nella disciplina sportiva del kayak. Tuttavia,
la nostra analisi non ha rivelato nessuna relazione
significativa tra queste due variabili.
Abbiamo osservato il maggior numero di correlazioni significative con gli esiti del test di equilibrio
statico condotto prima della prova da sforzo. Nello
specifico, abbiamo osservato un’associazione significativa tra questi risultati e la velocità di pagaiata
sui 2000 m (tabella V). La capacità di mantenere
l’equilibrio è stabilita sulla base delle informazioni visive, del feedback vestibolare e propriocettivo e
dell’efficienza del sistema muscolare 42. L’equilibrio
è controllato dal sistema nervoso centrale, il quale
regola il tono dei singoli muscoli 43. I nostri risultati
suggeriscono che gli atleti che hanno dimostrato un
equilibrio più stabile, il quale è associato a un numero inferiore e a una minore velocità e ampiezza delle
oscillazioni, hanno raggiunto una maggiore velocità durante la pagaiata sul kayak. Abbiamo ipotizzato che gli atleti che dimostrano un minore livello di
equilibrio statico abbiano una più scarsa capacità
di controllare i loro movimenti durante la pagaiata
sul kayak. Ciò può essere dovuto al minore sviluppo
dei sistemi vestibolari e ventricolari, a una più scarsa trasmissione neurale, a un più basso livello di sviluppo propriocettivo e a una diminuita efficienza del
sistema muscolare. Un più basso livello di equilibrio
statico potrebbe riflettersi in un più elevato numero e in una maggiore ampiezza delle oscillazioni,
MEDICINA DELLO SPORT
565
RYNKIEWICZ
Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
avoid falling. Stable kayaking position allows athletes to achieve considerable force during consecutive movement cycles.41
The lack of significant correlation between
the ability to maintain static balance and 1000m paddling speed may be due to the fact that
the athletes competed at this distance after
only a short recovery following the first race.
Therefore, the athletes may have demonstrated
a decreased ability to maintain static balance
since this parameter is impaired by fatigue 44, 45
as a result of the type of motor activity 46 and
its intensity.47-49 Furthermore, we observed that
a lower level of balancing ability persists for a
short period of time after completing the exercise.40, 50, 51 This probably explains the lack
of correlation among the results of tests conducted under conditions of rest and fatigue.
The level of static balance following the
exercise test was not significantly correlated
with kayak paddling speed. The type of motor
activity modulates the level of static balance
achieved after completing the motor test.46
Thus, the results of the ergometer and kayak
paddling tests would reveal different values.
Since kayak paddling requires continuous control of body position in order to avoid falling,
the nervous and muscular systems responsible
for this task need to be active and continuously engaged throughout the exercise. In contrast, the kayak ergometer is stable and does
not impede expressing strength. Therefore,
the requirements placed on the nervous and
muscular systems responsible for maintaining
balance are partially relieved. We assume that
this was the reason for the lack of significant
correlation between the balancing abilities
under conditions of fatigue caused by kayak
ergometer paddling and analogous results obtained during kayak paddling. In a study of 54
junior kayakers, Rynkiewicz et al.7 observed a
significant deterioration in balancing ability immediately after the incremental exercise test on
a kayak ergometer. A comparison of results before and after the exercise test revealed a significant increase in the surface area occupied
by the COP due to a significant increase in the
number of COP sways in the sagittal plane.
We observed no significant correlations
among the outcomes of the strength tests and
the endurance levels and the speed of kayak
paddling. In the analysis of power achieved
during weightlifting exercises, we did observe
a correlation between 1000-m paddling speed
and the AV of the barbell during the bench pull
566
le quali ostacolano un’efficace pagaiata sul kayak,
poiché una pagaiata efficace richiede un continuo
controllo della posizione del corpo al fine di evitare
il ribaltamento. Una stabile posizione sul kayak permette agli atleti di sviluppare una forza considerevole durante i cicli di movimento consecutivi 41.
L’assenza di una correlazione significativa tra la
capacità di mantenere l’equilibrio statico e la velocità
di pagaiata sui 1000 m può essere dovuta al fatto che
gli atleti hanno gareggiato su tale distanza solo dopo
un breve recupero in seguito alla prima gara. Pertanto, gli atleti potrebbero aver dimostrato una ridotta
capacità di mantenere l’equilibrio statico perché questo parametro è compromesso dall’affaticamento 44, 45,
come risultato del tipo di attività motoria 46 e della
sua intensità 47-49. Inoltre, abbiamo osservato che un
più basso livello di capacità di bilanciamento persiste
per un breve periodo di tempo dopo aver completato l’esercizio fisico 40, 50, 51. Ciò spiega probabilmente
l’assenza di una correlazione tra i risultati dei test
effettuati in condizioni di riposo e di affaticamento.
Il livello di equilibrio statico dopo la prova da sforzo non era correlato in maniera significativa con
la velocità di pagaiata sul kayak. Il tipo di attività
motoria modula il livello di equilibrio statico raggiunto dopo aver completato il test motorio 46. Pertanto, i risultati dei test di pagaiata sull’ergometro
e sul kayak mostrerebbero risultati diversi. Poiché la
pagaiata sul kayak richiede un continuo controllo
della posizione del corpo al fine di evitare di cadere,
i sistemi nervoso e muscolare, responsabili di questa
attività, devono essere attivi e costantemente impegnati per tutta la durata dell’esercizio fisico. Al contrario, il kayak-ergometro è stabile e non ostacola
l’espressione della forza. Pertanto, i requisiti posti sui
sistemi nervoso e muscolare, responsabili di mantenere l’equilibrio, sono parzialmente mitigati. Presumiamo che sia questo il motivo dell’assenza di una
correlazione significativa tra le abilità di equilibrio
in condizioni di affaticamento dovuto alla pagaiata
sul kayak-ergometro e gli analoghi risultati ottenuti
durante la pagaiata sul kayak. In uno studio su 54
kayakisti junior, Rynkiewicz et al.7 hanno osservato un significativo deterioramento della capacità di
bilanciamento immediatamente dopo la prova da
sforzo incrementale sul kayak-ergometro. Un confronto dei risultati prima e dopo la prova da sforzo
ha rivelato un significativo aumento nell’area di superficie occupata dal centro di pressione a causa di
un significativo aumento del numero di oscillazioni
del COP sul piano sagittale.
Abbiamo osservato correlazioni significative tra i
risultati dei test di forza, i livelli di resistenza e la
velocità di pagaiata sul kayak. Nell’analisi della potenza raggiunta durante gli esercizi di sollevamento pesi, abbiamo osservato una correlazione tra la
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Evaluation of factors affecting sports performance in kayak
RYNKIEWICZ
and the bench press. The use of this strength
endurance test has not been reported previously and we propose that it should be utilized
in the evaluation of kayakers. To date, muscular strength tests used by most authors have included bench pull and bench press, both at one
repetition maximum,12, 14, 52 or bench pull and
bench press exercises performed at a maximal
number of repetitions in one minute. However,
we propose using alternative tests due to the
high risk of injury during testing with maximal
external load and the low precision of work
measurement during maximal repetition testing. In our study, testing the power achieved
during a series of six repetitions of bench press
or pull with a load corresponding to 50% of
an athlete’s body weight revealed a significant
proportional correlation with the level of specific fitness. Therefore, we conclude that the
test included in our study is useful for determining the fitness levels of kayakers.
velocità di pagaiata sui 1000 m e la velocità media
del bilanciere durante il bench pull e il bench press.
L’utilizzo di questo test della forza resistente non è
stato precedentemente riportato e proponiamo il suo
utilizzo nella valutazione dei kayakisti. Finora, i test
della forza muscolare utilizzati dalla maggior parte
degli autori hanno incluso il bench pull e il bench
press, entrambi a una ripetizione massimale 12, 14, 52
o gli esercizi di bench pull e bench press effettuati a
un numero massimale di ripetizioni in un minuto.
Tuttavia, suggeriamo di utilizzare test alternativi a
causa dell’elevato rischio di infortunio durante i test
con carico massimale esterno e della bassa precisione della misurazione del lavoro durante i test a ripetizione massimale. Nel nostro studio, la verifica della
potenza raggiunta durante una serie di sei ripetizioni di bench press o bench pull con un carico pari al
50% del peso corporeo di un atleta ha rivelato una
proporzionale correlazione significativa con il livello
di fitness specifico. Pertanto, abbiamo concluso che il
test incluso nel nostro studio è utile per determinare
i livelli di fitness dei kayakisti.
Conclusions
Conclusioni
A kayaker should be able to achieve considerable power during paddling and speed-strength
exercises. Achieving high power during paddling at threshold intensity is particularly important. Static balancing ability is an important
determinant of speed achieved during kayak
paddling. Static balance tests used in this study
are suitable for training of coordination-related
motor skills of kayakers.
Structural characteristics of the body and the
exercise capabilities of the athletes in our study
were consistent with analogous values reported
by other authors. This is likely due to the appropriateness of the training process and, especially, the effectiveness of selecting Polish junior
kayakers.
Un kayakista deve essere in grado di generare
una notevole potenza durante la pagaiata e gli
esercizi di velocità-forza. Lo sviluppo di un’elevata potenza durante la pagaiata a un’intensità di
soglia è particolarmente importante. L’abilità di bilanciamento statico è un determinante importante
della velocità raggiunta durante la pagaiata sul
kayak. I test di equilibrio statico utilizzati in questo studio sono adatti per l’allenamento di abilità
motorie correlate alla coordinazione dei kayakisti.
Le caratteristiche strutturali del corpo e le capacità
di esercizio fisico degli atleti nel nostro studio erano
in linea con valori analoghi riportati da altri autori.
Ciò è probabilmente dovuto all’adeguatezza del processo di allenamento e, in particolare, all’efficacia
della selezione dei kayakisti junior polacchi.
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Funding.—This project was supported with a grant by the Polish Ministry of Science and Higher Education (nr: 0031/
RS1/2011/57).
Acknowledgments.—The authors wish to thank the coaches and athletes from the Sports Champions School in Wałcz and
the Sport Club Admira in Gorzów Wlkp for their help and participation in this research project.
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 14, 2013. - Accepted for publication on July 22, 2014.
Corresponding author: M. Rynkiewicz, PW Znak-Test, Mateusz Rynkiewicz, Chwałowice 39, 66-450 Bogdaniec, Poland.
E-mail: [email protected]
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

MED SPORT 2014;67:569-79
Effects of a tennis tournament on
players’ hand grip strength, pressure pain
threshold and visual analogue scale
Effetti di un torneo di tennis sulla forza di presa
della mano, sulla soglia del dolore alla pressione
e sulla scala analogica visiva nei tennisti
A. Ş AHIN KAFKAS 1, M. EMIN KAFKAS 2, B. DURMU Ş 3, M. AÇAK 2
2Inonu
1Erciyes University, Institute of Health Sciences, Malatya, Turkey
University, School of Physical Education and Sport, Malatya, Turkey
3Inonu University, Medicine Faculty, Malatya, Turkey
SUMMARY
Aim. Tennis is one of the most popular global sports. It is considerably important both as an international tournament
and one of the Olympics games around world. The requirements of a tennis tournament are high, both mentally and
physiologically. The aim of this study was to evaluate changes both of hand grip strength and pain pressure threshold
values during tournament among amateur tennis players.
Methods. The study involved two tennis groups. The first comprised 25 females (age 24.35±5.42 years, height
167.74±7.10 cm, weight 59.25±7.80 kg) and the second included 34 males (age 25.10±6.05 years, height
174.50±10.63 cm and weight 69.40±12.50 kg).
Results. Pain pressure threshold and hand grip strength values were significantly different. Lateral epicondyle, deltoid
and trapezius values were significantly lower after every match day compared with the first day of the tournament
(P<0.05). Both female and male tennis groups’ lateral epicondyle, trapezius, and deltoid values reduced significantly
after the second, third, and forth day compared with the values of the first day of the tournament. Also, hand grip
strength values significantly decreased after the second, third, and fourth day of female tennis group and decreased
the third and fourth day of male tennis group (P<0.05). As a result, this research found a decreased sensitivity level
of pain pressure threshold, hand grip strength and an increased level of visual analogue scale during consecutive
tournament days. In terms of both pain pressure threshold and hand grip strength, values adversely affected from
such tournament sports organizations. These tournaments have a busy schedule that may adversely affects the values
of the upper extremity pain pressure threshold (lateral epicondyle, deltoid, supraspinatus, and trapezius). Therefore,
especially during these tournaments tennis players should be careful.
Key words: Tennis - Iliotibial band syndrome - Pain.
RIASSUNTO
Obiettivo. Il tennis è uno degli sport più popolari al mondo e riveste una notevole importanza sia come torneo internazionale sia come gioco olimpico praticato in tutto il mondo. I requisiti di un torneo di tennis sono elevati, sia
dal punto di vista mentale sia dal punto di vista fisiologico. Obiettivo del presente studio è stato quello di valutare i
cambiamenti nei valori di forza di presa della mano e di soglia del dolore alla pressione durante un torneo di tennis
in tennisti amatoriali.
Metodi. Allo studio hanno preso parte due gruppi di tennisti. Il primo gruppo era composto da 25 ragazze (età
24,35±5,42 anni, altezza 167,74±7,10 cm, peso corporeo 59,25±7,80 kg), mentre il secondo gruppo era composto
da 34 ragazzi (età 25,10±6,05 anni, altezza 174,50±10,63 cm e peso corporeo 69,40±12,50 kg).
Risultati. I valori di soglia del dolore alla pressione (pain pressure threshold, PPT) e forza di presa della mano (hand
grip strength, HGS) hanno mostrato differenze significative. I valori per l’epicondilo laterale, il deltoide e il trapezio
erano significativamente più bassi dopo ogni giorno di competizione rispetto al primo giorno del torneo (P<0,05). I
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
569
ŞAHIN KAFKAS
Effects of a tennis tournament on players’ performances
valori per l’epicondilo laterale, il trapezio e il deltoide sono diminuiti in maniera significativa in entrambi i gruppi dopo
il secondo, il terzo e il quarto giorno rispetto ai valori del primo giorno del torneo. Inoltre, i valori di forza di presa
della mano sono diminuiti in maniera significativa dopo il secondo, il terzo e il quarto giorno nel gruppo di tennisti di
sesso femminile, mentre sono diminuiti nel terzo e nel quarto giorno nel gruppo di tennisti di sesso maschile (P<0,05).
Di conseguenza, il presente studio ha osservato un ridotto livello di sensibilità per la soglia del dolore alla pressione e
la forza di presa della mano e un livello maggiore per la scala analogica visiva nei giorni di competizione consecutivi
del torneo. Per quanto concerne la forza di presa della mano e la soglia del dolore alla pressione, tali valori sono stati
influenzati in maniera negativa dalla partecipazione al torneo sportivo. Tali tornei prevedono un programma impegnativo che può influenzare in maniera negativa i valori di soglia del dolore alla pressione degli arti superiori (epicondilo
laterale, deltoide, sovraspinoso e trapezio). Pertanto, i tennisti devono prestare particolare attenzione durante tali
tornei di tennis.
Parole chiave: Tennis - Sindrome della bandelletta ileo-tibiale - Dolore.
T
ennis is one of the most popular global
sports. It is considerably important both
as an international tournament and one of the
Olympics games in the around world. The requirements of a tennis tournament are high
both mentally and physiologically. A lot of
studies in the literature have investigated the
effects of only one match.1-3 Also, some other
studies used junior level or elite junior players as samples.4 In a review study, Pluim et
al., reported that there are 28 epidemiologic
study injuries on tennis players from 1966 up
to today. A total of 35% of these studies were
prospective.5 Some of them involving recreational players or general population.6 Kibler
and Safran (2005) reported that approximately
20-45% of tennis injuries are the upper extremity injuries.4 The highest frequencies in injuries
were especially lateral epicondyle (LE), shoulder and back pain. The main reason for this
problem was estimated as a repetitive trauma
with subsequent overload.7 On the other hand,
if the athletes are engaged in intense participation in tennis activities, injuries occur with
increasing frequency.8 This is a consequence of
increased frequency and intensity of the play,
increased duration of the play, the large inherent biomechanical and physiological demands
at this level of the play, and the deleterious
effects of mal-adaptations in flexibility and
strength that occur in areas subject to repetitive tensile overload. These injuries bring about
a limitation to successful play. In the literature,
upper extremity injuries have been reported to
occur more frequently in recreational tennis
players, also in the world class athletes ranges
from 35-45%.4, 9 Tennis players with upper extremity injury show a degenerated physical capacity to perform tasks that demand gripping,
with reduced grip strength and wrist flexion
and extension.10 Besides, these injuries or pains
570
I
l tennis è uno degli sport più popolari al mondo
e riveste una notevole importanza sia come torneo internazionale sia come gioco olimpico praticato in tutto il mondo. I requisiti di un torneo di
tennis sono elevati, sia dal punto di vista mentale
sia dal punto di vista fisiologico. Numerosi studi
della letteratura hanno esaminato gli effetti di
un singolo incontro 1-3, mentre altri studi hanno
usato giocatori junior o d’élite come campioni di
ricerca 4. Nella loro review, Pluim et al. hanno riportato l’esistenza di 28 studi epidemiologici sugli
infortuni nei tennisti condotti dal 1966 ad oggi.
Il 35% di questi studi sono prospettici 5. Alcuni di
tali studi hanno incluso giocatori amatoriali o
la popolazione generale 6. Kibler e Safran (2005)
hanno osservato che circa il 20-45% delle lesioni
nel tennis sono lesioni degli arti superiori 4. Le lesioni che mostrano frequenze più elevate sono soprattutto il dolore all’epicondilo laterale (EL), alla
spalla e alla schiena. È stato stimato che la principale causa di questo problema sia un trauma
ripetitivo con conseguente sovraccarico 7. D’altro
canto, se gli atleti sono coinvolti in un’intensa
partecipazione ad attività tennistiche, le lesioni si
verificano con una frequenza maggiore 8. Questa
è una conseguenza della maggiore frequenza,
intensità e durata del gioco, dei notevoli fabbisogni biomeccanici e fisiologici a un tale livello
di gioco e degli effetti nocivi dei maladattamenti nella flessibilità e nella forza che si verificano
nelle aree soggette a sovraccarico tensile ripetitivo.
Tali lesioni costituiscono un limite per un gioco
efficace. Nella letteratura, è stato riportato che le
lesioni degli arti superiori si verificano più spesso
nei tennisti amatoriali, mentre negli atleti di livello internazionale oscillano tra il 35% e il 45% 9.
I tennisti con una lesione degli arti superiori mostrano una capacità fisica ridotta nell’effettuare
compiti di presa, con una minore forza di presa
della mano e una minore flessione ed estensione
del polso 10. Inoltre, tali lesioni o dolori sono spesso
aggravati dalle attività di presa effettuate con una
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
ŞAHIN KAFKAS
Effects of tennis tournament on players’ performances
are often aggravated by gripping activities with
grip strength frequently impaired.11 Despite reductions, grip strength occurs due to upper extremity injuries,12, 13 but it is unknown whether
or not the relation to increase pain threshold
is similarly affected. Therefore, it is important
to investigate upper extremity pain pressure
threshold changes during a tournament. However, in the literature there is no study on the
effect to changes investigation during tournament both hand grip strength (HGS) and pressure pain threshold (PPT) of tennis players.
Accordingly, the aim of this study was to
evaluate the changes in both HGS and PPT
values during a tournament among amateur
tennis players. We hypothesized that both HGS
and PPT values would decrease. The implications of this study are relevant to all of tennis
players and may provide new insights that can
protect tennis players from injuries.
forza di presa della mano frequentemente compromessa 11. Nonostante la riduzione nella forza
di presa della mano sia dovuta alle lesioni degli
arti superiori 12 13, non è noto se la relazione che
aumenta la soglia del dolore sia influenzata in
maniera analoga. Pertanto, è importante esaminare i cambiamenti nella soglia del dolore alla
pressione degli arti superiori durante un torneo.
Tuttavia, nella letteratura non sono presenti studi
sull’effetto dei cambiamenti nella forza di presa
della mano (HGS) e nella soglia del dolore alla
pressione (PPT) durante un torneo di tennis.
Di conseguenza, obiettivo del presente studio è
stato quello di valutare i cambiamenti nei valori
di HGS e PPT durante un torneo tra tennisti amatoriali. Abbiamo ipotizzato che sia i valori di HGS
sia i valori di PPT si sarebbero ridotti. Le implicazioni del presente studio sono rilevanti per tutti i
tennisti e potrebbero fornire nuove conoscenze in
grado di proteggere i tennisti dagli infortuni.
Materials and methods
Materiali e metodi
Partecipanti
Participants
The experimental study design was used,
including amateur tennis players from different universities of Turkey during interuniversities tennis tournament in 2012 with nearly 90
amateur tennis players (19-30 years of age).
Forty-five players agreed to participate. The
study consisted of 25 female tennis group
aged 24.35±5.42 years, height 167.74±7.10 cm,
weight 59.25±7.80 kg and 34 male tennis group
aged 25.10±6.05 years, height 174.50±10.63 cm
and weight 69.40±12.50 kg respectively. They
were informed in detail about the nature of
the experiment and importantance of the study
and its possible risks. All participants handed
written informed consent form prior to participation in the study. Inclusion criteria were:
1) being physically healthy; 2) not having any
chronic injuries or diseases; 3) not having upper extremity injuries within the last years; 4)
at least playing tennis for three years; 5) playing a match each day at tournament. Excluding criteria were: 1) having any injuries at tournament; 2) missing measurements days and
times; 3) doing any strength exercise; 4) do not
play any match. The study was approved by
Malatya Clinical Studies Ethical Committee and
conducted in conformity to the Declaration of
Helsinki for Medical Research involving human
participants.
Vol. 67 - No. 4
È stato usato un disegno di studio sperimentale,
includendo tennisti amatoriali di diverse università turche durante un torneo interuniversitario di
tennis nel 2012 al quale hanno preso parte quasi
90 tennisti amatoriali (19-30 anni di età). Quarantacinque giocatori hanno acconsentito a partecipare. Lo studio ha incluso un gruppo di tennisti di sesso femminile di età pari a 24,35±5,42
anni, altezza 167,74±7,10 cm, peso corporeo
59,25±7,80 kg e un gruppo di tennisti di sesso
maschile di età pari a 25,10±6,05 anni, altezza
174,50±10,63 cm e peso corporeo 69,40±12,50 kg.
I soggetti sono stati informati dettagliatamente sulla natura dell’esperimento e sull’importanza dello
studio, oltre che sui suoi possibili rischi. Tutti i partecipanti hanno fornito il loro consenso informato
scritto prima di partecipare allo studio. I criteri
di inclusione erano: 1) essere fisicamente sani; 2)
non avere lesioni o malattie croniche; 3) non aver
subito infortuni degli arti superiori negli ultimi
anni; 4) giocare a tennis da almeno 3 anni; 5)
giocare una partita al giorno nel torneo. I criteri di esclusione erano: 1) subire qualsiasi tipo di
infortunio nel torneo; 2) saltare gli orari e i giorni delle misurazioni; 3) fare qualsiasi esercizio di
forza; 4) non giocare alcuna partita. Lo studio è
stato approvato dal comitato etico per gli studi clinici di Malatya ed è stato condotto in conformità
con la Dichiarazione di Helsinki per la ricerca che
coinvolge esseri umani.
MEDICINA DELLO SPORT
571
ŞAHIN KAFKAS
Effects of a tennis tournament on players’ performances
Muscle soreness
Indolenzimento muscolare
Muscle soreness was measured using a 10
cm Visual Analogue Scale (VAS), with 0 cm indicating “no pain at all”, while 10 cm indicated
“worst pain possible”. Participants were asked
to draw a vertical line on the scale representing the current intensity of their pain under
two different conditions; resting and after a
match. VAS for pain in healthy subjects is supposedly 0 at rest. However, this study was accepted resting VAS score as first measurement
score.
L’indolenzimento muscolare è stato misurato
usando una Scala analogica visiva (Visual Analogue Scale, VAS) da 10 cm, dove 0 indicava “nessun
dolore” e 10 indicava “il peggior dolore possibile”.
Ai partecipanti è stato chiesto di tracciare una linea
verticale sulla scala indicante l’attuale intensità del
dolore in due diverse condizioni: a riposo e dopo un
incontro. Presumibilmente, il punteggio VAS per il
dolore in soggetti sani è 0 a riposo. Tuttavia, il presente studio ha accettato un punteggio VAS a riposo
come il punteggio della prima misurazione.
Soglia del dolore alla pressione
Pain pressure threshold
In this study, quantitative sensory pain was
measured with the aid of a digital pressure
algometry (Chatillon DFE-100, Digital Force
Gauge/AMETEK). PPT is defined as the minimal amount of pressure when the perception
of pressure threshold first changes to discomfort or pain.14 The participants were informed
by the researchers when pain felt and quickly
pushed a button to pause the digital display.
Data of pains were recorded as kg unit value.
PPT values were obtained from upper-extremity of four different regions, which are lateral
epicondyle, deltoid, trapezius and supra-supinatus (Figure 1).
Nel presente studio, il dolore sensoriale quantitativo è stato misurato con l’ausilio di un algometro
digitale a pressione (Chatillon DFE-100, Digital Force Gauge/AMETEK). La soglia del dolore alla pressione (pain pressure threshold, PPT) è definita come la
quantità minima di pressione con la quale la percezione della soglia della pressione cambia per la prima volta in disagio o dolore 14. I partecipanti sono
stati istruiti dai ricercatori a premere rapidamente
un pulsante per mettere in pausa il display digitale
quando sentivano dolore. I dati sul dolore sono stati
registrati come valore unitario per kg. I valori PPT
sono stati ottenuti da quattro diverse regioni degli
arti superiori, ovvero epicondilo laterale, deltoide,
trapezio e sovraspinato (Figura 1).
Measurement of hand grip strength
Misurazione della forza di presa della mano
HGS was measured with the aid of a hydraulic hand dynamometer (Baseline Hydraulic Hand Dynamometer, Irvington, NY, USA).
All participants were evaluated in the standardized testing position recommended by the
American Society of Hand Therapists.15, 16 Participants were seated with their shoulder adducted and neutrally rotated, elbow twisted
to 90°, forearm in neutral position and wrist
between 0° and 30° dorsiflexion and between
0° and 15° unlar deviation.17 For both dominant and non-dominant hands measures, consecutive three times measurements were performed. The best performance was recorded.
Between tests was given a thirty second resting time.
La forza di presa della mano (hand grip strength,
HGS) è stata misurata con l’ausilio di un dinamometro idraulico per la presa (dinamometro idraulico per la presa Baseline, Irvington, NY, USA). Tutti
i partecipanti sono stati valutati nella posizione di
test standardizzata raccomandata dall’“American
Society of Hand Therapists” 15, 16. I partecipanti sono
rimasti in posizione seduta con la loro spalla addotta e ruotata in modo neutro, gomito girato a 90°,
avambraccio in posizione di riposo e polso in dorsiflessione tra 0° e 30° e in deviazione ulnare tra 0°
e 15° 17. Per le misurazioni delle mani dominanti e
non dominanti, sono state condotte tre misurazioni temporali consecutive. È stata registrata la performance migliore. Tra le prove sono stati concessi
trenta secondi di riposo.
Analisi statistica
Statistical analysis
Statistical analyses were done using a package program (Statistical Package Social Sciences, version 17.0). Data were presented as
572
Le analisi statistiche sono state condotte usando
il software statistico per le scienze sociali, versione
17.0. I dati sono stati presentati come media ± deviazione standard. La procedura di analisi statistica
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Dicembre 2014
ŞAHIN KAFKAS
Effects of tennis tournament on players’ performances
Figure 1.—Points of pain pressure.
Figura 1. — Punti di dolore alla pressione.
mean ± standard deviation. Statistical analysis
procedures started with “Skewness and Kurtosis” scores, visual explanations of histogram
plots and “Kolmogorow Smirnov” tests within
normality analysis in order to test whether
data were homogenous. As variances show
a normal distribution, the testing times of
groups were analyzed by repeated-measures
“ANOVA test 1 X 4 (group X times)”, analysis
was used to test for significance differences
between groups. A significance level P<0.05
was used in all statistical analyses.
Results
Table I displays the results of participants
both values of PPT (lateral epicondyle, deltoid, suprasupinatus, and trapezius) and HGS.
There were significantly different values
of PPT and HGS. Lateral epicondyle, deltoid
and trapezius values were significantly lower after every match day compared with the
first tournament day (P<0.05). Both female
Vol. 67 - No. 4
è iniziata con i punteggi di asimmetria e curtosi,
spiegazioni visive delle curve degli istogrammi e test
di Kolmogorov-Smironov nell’ambito dell’analisi
della normalità al fine di testare l’omogeneità dei
dati. Poiché le varianze hanno mostrato una distribuzione normale, i tempi di test dei gruppi sono
stati analizzati con il test ANOVA a misure ripetute
1x4 (gruppo per tempi) per testare le differenze significative tra i gruppi. Un livello di significatività
di P<0,05 è stato usato in tutte le analisi statistiche.
Risultati
La Tabella I mostra i risultati dei partecipanti per
i valori di PPT (epicondilo laterale, deltoide, sovraspinoso e trapezio) e HGS.
Abbiamo osservato valori di PPT e HGS significativamente diversi. I valori dell’epicondilo laterale,
del deltoide e del trapezio erano significativamente
più bassi dopo ogni giorno di competizione rispetto
al primo giorno del torneo (P<0,05). I valori dell’epicondilo laterale, del trapezio e del deltoide in entrambi i gruppi sono diminuiti in maniera significativa dopo il secondo, il terzo e il quarto giorno
MEDICINA DELLO SPORT
573
ŞAHIN KAFKAS
Effects of a tennis tournament on players’ performances
Table I.— Tennis players’ values of PPT and HGS.
Tabella I. — Valori di PPT e HGS nei tennisti
Parameters
Lateral epicondyle
Deltoid
Suprasupinatus
Trapezius
Hand grip strength
Day 1
Day 2
21.60±5.35
30.85±5.80
20.50±6.45
32.90±6.05
21.90±4.95
25.50±4.40
18.00±4.05
27.75±4.55
34.80±8.10
30.50±6.30
49.90±8.90
44.70±7.70
17.45±6.10*
25.60±5.10*
18.65±6.60*
26.35±4.90*
20.50±4.75
22.90±3.95
14.50±3.75*
21.65±3.80*
30.50±6.75*
31.10±5.00
47.45±7.70
43.90±6.40
Day 3
Day 4
16.30±6.35*
21.90±4.75*
16.00±5.10*
24.66±4.87*
17.50±5.05*
23.10±4.10
12.15±3.10*
16.90±3.85*
26.60±5.10*
30.70±7.20
43.40±6.85*
44.00±6.50
15.75±5.90*
18.55±4.70*
15.05±4.40*
22.45±4.15*
16.50±4.15*
19.40±3.60*
11.40±3.50*
17.05±3.70*
24.30±4.80*
29.90±5.80
40.85±5.05*
43.50±6.30
X±SD
F
M
F
M
F
M
F
M
F (dominant)
(non-dominant)
M (dominant)
(non-dominant)
(Female [F]=24, Male [M] =35); (*P<0.05).
and male tennis groups lateral epicondyle,
trapezius, and deltoid values reduced significantly after the second, third, and fourth day
compared with the values of first day of the
tournament. Besides, tennis players’ value of
supra-supinatus was significantly lower after the third day of female tennis group and
decreased on the fourth day of male tennis
group (P<0.05). Also, HGS values were significantly reduced after the second, third,
and fourth days of female tennis group and
decreased third, fourth days of male tennis
group (P<0.05, Table I).
Lateral epicondyle, deltoid, trapezius and
suprasupinatus values were significantly lower
after every match day (except only suprasupinatus values of second days, P=0.590), compared with the first tournament day of female
tennis group (P<0.05, Figure 2).
Male tennis group lateral epicondyle, deltoid, and trapezius values were significantly
decreased after every match day compared
with first tournament day (P<0.05). In addition,
suprasupinatus values significantly decreased
only fourth day compared with the first day.
However, suprasupinatus both the second and
third day values not significantly compared
with the first day values of male tennis group
(P=0.430, P=0.612 respectively, Figure 3).
Hand grip strength values were significantly
reduced after the second, third, and fourth
days of female tennis group (P<0.05). Also,
hand grip strength values were significantly
decreased on the third and fourth days of
male tennis group (P=0.021, P=0.001 respectively). In contrast, hand grip strength values
574
rispetto ai valori del primo giorno del torneo. Inoltre,
dopo il terzo giorno il valore del sovraspinoso era significativamente più basso nel gruppo di tennisti di
sesso femminile, mentre è diminuito il quarto giorno nel gruppo di tennisti di sesso maschile (P<0,05).
Inoltre, i valori di HGS erano significativamente più
bassi dopo il secondo, il terzo e il quarto giorno nel
gruppo di tennisti di sesso femminile, mentre sono
diminuiti il terzo e il quarto giorno nel gruppo di
tennisti di sesso maschile (P<0,05, Tabella I).
I valori dell’epicondilo laterale, del deltoide, del
trapezio e del sovraspinoso erano significativamente
più bassi dopo ogni giorno di competizione (fatta eccezione solo per i valori del sovraspinoso nel secondo
giorno, P=0,590) rispetto al primo giorno nel gruppo
di tennisti di sesso femminile (P<0,05, Figura 2).
I valori dell’epicondilo laterale, del deltoide e del
trapezio nel gruppo di tennisti di sesso maschile erano significativamente più bassi dopo ogni giorno
di competizione rispetto al primo giorno del torneo
(P<0,05), mentre i valori del sovraspinoso sono diminuiti in maniera significativa solo il quarto giorno rispetto al primo giorno. Tuttavia, i valori del
sovraspinoso il secondo e il terzo giorno non erano
significativamente comparabili con i valori del primo giorno nel gruppo di tennisti di sesso maschile
(rispettivamente P=0,430, P=0,612, Figura 3).
I valori di forza di presa della mano sono diminuiti in maniera significativa dopo il secondo,
il terzo e il quarto giorno nel gruppo di tennisti di
sesso femminile (P<0,05). Inoltre, i valori di forza
di presa della mano sono diminuiti in maniera significativa il terzo e il quarto giorno nel gruppo di
tennisti di sesso maschile (rispettivamente P=0,021,
P=0,001). Al contrario, i valori di forza di presa della mano non hanno mostrato differenze significative dopo il secondo giorno rispetto al primo giorno di
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Effects of tennis tournament on players’ performances
ŞAHIN KAFKAS
Figure 2.—The values of PPT of female players.
Figura 2. — Valori di PPT nei tennisti di sesso femminile.
Figure 3.—The values of PPT of male players.
Figura 3. — Valori di PPT nei tennisti di sesso maschile.
not significantly differed after the second day
compared with the first tournament day of
male tennis group (P=0.495, Figure 4)
VAS values were significantly increased af-
Vol. 67 - No. 4
competizione nel gruppo di tennisti di sesso maschile
(P=0,495, Figura 4)
I valori della scala analogica visiva (Visual Analogue Scale, VAS) sono aumentati in maniera signi-
MEDICINA DELLO SPORT
575
ŞAHIN KAFKAS
Effects of a tennis tournament on players’ performances
Figure 4.—The Values of HGS of female and male players.
Figura 4. — Valori di HGS nei tennisti di sesso maschile.
Figure 5.—The scores of VAS female and male tennis players.
Figura 5. — Punteggi VAS nei tennisti di sesso maschile e femminile.
ter the second, third, and fourth day of female
tennis group (P=0.041, P=0.024, P=0.012 respectively). Also, male tennis group values of
VAS significantly increased on the third and
576
ficativa dopo il secondo, il terzo e il quarto giorno
nel gruppo di tennisti di sesso femminile (rispettivamente P=0,041, P=0,024, P=0,012), mentre nel
gruppo di tennisti di sesso maschile sono aumentati
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
ŞAHIN KAFKAS
Effects of tennis tournament on players’ performances
fourth day of male tennis group (P=0.036,
P=0.020, respectively). However, VAS values
not significantly differed on the second day
compared with the first tournament day of
male tennis group (P=0.063, Figure 5).
in maniera significativa il terzo e il quarto giorno
(rispettivamente P=0,036, P=0,020). Tuttavia, i valori VAS non hanno mostrato differenze significative
il secondo giorno di competizione rispetto al primo
giorno del torneo nel gruppo di tennisti di sesso maschile (P=0,063, Figura 5).
Discussion
This is a unique investigation to evaluate the
changes of HGS, PPT, and VAS values during
a tournament of amateur tennis players. The
main findings of current investigation were
that significantly PPT, HGS values decreased
and VAS values increased during the tournament of all amateur tennis players. Besides, it
was compatible with our hypothesis, which
indicated decreased HGS and PPT values of
tennis player during the tournament. In particular, reductions of hand grip strength have
been caused by upper extremity injuries, mainly LE.12, 13 LE emphasized that age, gender and
load vary according to biological factors.18, 20 It
was noted that LE was correlated with chronic
repetitive overuse, which manifests more often in recreational tennis players, particularly
those with poor mechanics of the backhand.
Some studies have reported the prevalence
of LE between 35-50% for tennis players.18, 21
According to Mens et al. active tennis players
might be three times more at risk of suffering
from LE than subjects not playing tennis.22 In
the literature, some other studies have reported
the risk of development of LE in professional
tennis players.23, 24 Previous research findings
are consistent with our study results. Besides,
in the literature, the risk of developing LE results twice higher in the dominant arm than in
the non-dominant arm.25, 26 In this study significantly decreased values of PPT (for LE) were
reported in the dominant arm through tournament. Also reduced values of HGS were found,
consistently with the literature. Some authors
have debated tennis-constituted musculo-skeletal maladaptations such as differences in a
range of motion and muscle strength between
the dominant and non-dominant side as being possible injury risk agents.27-29 The utmost
mutual types of injury in young tennis players
are microtrauma-related overuse injuries, especially at the upper extremity. Examples of overuse injuries include rotator cuff tendinitis, epicondylitis, chronic muscle strain, growth plate
injuries, and stress fractures.8, 30, 31 In tennis,
the repetitive characters of high-velocity arm
movement is a reason of overuse injuries in the
Vol. 67 - No. 4
Discussione
La presente indagine ha valutato per la prima
volta le modifiche nei valori di HGS, PPT e VAS in
tennisti amatoriali durante un torneo di tennis. Il
principale risultato della presente indagine è stato
che i valori di PPT e HGS sono diminuiti mentre i
valori VAS sono aumentati durante il torneo in tutti i tennisti amatoriali. Inoltre, ciò era compatibile
con la nostra ipotesi, indicante una riduzione dei
valori di HGS e PPT nei tennisti durante il torneo.
In particolare, le riduzioni nella forza di presa della
mano sono state causate dagli infortuni degli arti
superiori, soprattutto dell’epicondilo laterale 12, 13.
Questo tipo di lesione dimostra come età, sesso e
carico dipendano da fattori biologici 18, 20. È stato
notato, infatti, che le lesioni dell’epicondilo laterale
erano correlate a un sovrautilizzo ripetitivo cronico,
che si manifesta più spesso nei tennisti amatoriali,
in particolare quelli con una scarsa meccanica del
dorso della mano. Alcuni studi hanno riportato una
prevalenza delle lesioni dell’epicondilo laterale tra
il 35% e il 50% per i tennisti 18, 21. Secondo Mens et
al., i tennisti attivi potrebbero essere tre volte più a
rischio di soffrire di lesioni dell’epicondilo laterale
rispetto a soggetti che non praticano il tennis 22. Nella letteratura, alcuni altri studi hanno riportato il
rischio di sviluppare lesioni dell’epicondilo laterale
in tennisti professionisti 23, 24. I risultati delle ricerche
precedenti sono in linea con i risultati del nostro studio. Inoltre, nella letteratura, il rischio di sviluppare
lesioni dell’epicondilo laterale risulta due volte più
elevato nel braccio dominante rispetto al braccio
non dominante 25, 26. Nel presente studio sono stati
riportati valori significativamente diminuiti di PPT
(per l’epicondilo laterale) nel braccio dominante
durante il torneo. Inoltre, sono stati osservati valori
diminuiti di HGS, in linea con la letteratura. Secondo alcuni autori i maladattamenti muscolo-scheletrici dovuti al tennism come le differenze nell’ampiezza di movimento e nella forza muscolare tra
il lato dominante e non dominante, siano possibili
fattori di rischio per gli infortuni 27-29. Le tipologie
di lesione più comuni nei giovani tennisti sono le
lesioni da sovrautilizzo associate a microtraumi, soprattutto negli arti superiori. Esempi di infortuni da
sovrautilizzo includono la tendinite della cuffia dei
rotatori, l’epicondilite, gli strappi muscolari cronici,
gli infortuni della cartilagine di accrescimento e le
MEDICINA DELLO SPORT
577
ŞAHIN KAFKAS
Effects of a tennis tournament on players’ performances
upper extremities. The shoulder girdle is particularly prone to injury because the arm has
to accelerate and decelerate while maintaining
precise control over the racquet at ball strike.
The shoulder is the most frequently affected
part of the upper extremity, with an incidence
between 25% and 45.7%.4 In these study findings, both in females and males the PPT of
deltoid values reduced significantly after the
second, third, and fourth day compared with
the values of the first day of the tournament.
In this study, it was found that PPT values
(deltoid, suprasupinatus and trapezius) of tennis players after tournament were significantly
decreased. Hjelm et al. have noted that playing tennis more than six hours a week corresponds to a higher risk of back injury.32 Vad et
al. have found that young tennis players have
a low internal rotation of the shoulder.33 Kibler
and Safran and Hjelm et al. have found that exposition to upper extremity injuries is higher
among tennis players.4, 32 Whereas previously
studies solely focused on prevalence of LE injuries, in this study it was found that PPT (deltoid, suprasupinatus, and trapezius) and HGS
values during tournament decreased significantly. In addition, VAS values significantly increased after the second, third, and fourth day
during tournament of tennis players. These
data have never been detected before. Therefore, the study is both an original research and
a contribution to the literature as well.
Limitations of the study
Firstly, we included only amateur tennis
players, but professional players could be involved as well. Secondly, the sample size was
small. Further studies with larger samples are
needed to confirm the present research findings. Finally, longitudinal researches are now
a necessity to determine the effect of tournament density on tennis players’ both upper extremity and lower extremity strength and pain
pressure. In addition, future studies should investigate the effect of massage treatment and
active stretching exercises on PPT and HGS
values.
fratture da stress 8, 30, 31. Nel tennis, l’aspetto ripetitivo dei movimenti ad alta velocità del braccio è una
causa degli infortuni da sovrautilizzo negli arti superiori. Il cingolo scapolare è particolarmente soggetto agli infortuni, perché il braccio deve accelerare e decelerare mantenendo al contempo un preciso
controllo sulla racchetta quando questa colpisce la
palla. La spalla è la parte degli arti superiori colpita
più spesso, con un’incidenza tra il 25% e il 45,7% 4.
Nei risultati di questi studi, sia nei tennisti di sesso
femminile che in quelli di sesso maschile il valore di
PPT dei deltoidi è diminuito in maniera significativa dopo il secondo, il terzo e il quarto giorno rispetto
ai valori del primo giorno del torneo.
Nel presente studio, è stato osservato che i valori
di PPT (deltoide, sovraspinoso e trapezio) dei tennisti dopo il torneo sono diminuiti in maniera significativa. Hjelm et al. hanno osservato che giocare a
tennis più di sei ore alla settimana comporta un più
elevato rischio di infortuni della spalla 32. Vad et al.
hanno osservato che i giovani tennisti hanno una
bassa rotazione interna della spalla 33. Kibler e Safran e Hjelm et al. hanno osservato che l’esposizione
agli infortuni degli arti superiori è superiore tra i
tennisti 4, 32. Mentre precedenti studi si sono concentrati solo sulla prevalenza delle lesioni dell’epicondilo laterale, nel presente studio è stato osservato che
i valori di PPT (deltoide, sovraspinoso e trapezio) e
HGS durante il torneo sono diminuiti in maniera
significativa. Inoltre, i valori VAS sono aumentati in
maniera significativa dopo il secondo, il terzo e il
quarto giorno durante il torneo. Tali dati non sono
mai stati osservati in precedenza. Pertanto, il presente studio è sia una ricerca originale che ha dato
un contributo alla letteratura.
Limitazioni dello studio
Innanzitutto, abbiamo incluso solo tennisti amatoriali, ma sarebbe stato possibile coinvolgere anche
tennisti professionisti. In secondo luogo, la dimensione campionaria era limitata. È necessario condurre
ulteriori studi con campioni più grandi per confermare i risultati del presente studio. Infine, le ricerche
longitudinali sono adesso una necessità per determinare l’effetto della densità del torneo sulla forza degli
arti superiori e inferiori e sul dolore alla pressione
nei tennisti. Inoltre, futuri studi dovrebbero esaminare l’effetto del trattamento con massaggi ed esercizi di stretching attivo sui valori di PPT e HGS.
Conclusions
Conclusioni
In conclusion, in this research it was found
that sensitivity level of PPT, HGS decreased
and level of VAS during consecutive tourna-
In definitiva, nella presente ricerca è stato osservato che il livello di sensibilità di PPT e HGS è
diminuito mentre il livello di VAS nei giorni di com-
578
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Effects of tennis tournament on players’ performances
ment days increased. Especially, pain pressure
and hand grip strength values may adversely
affect such tournament sports organizations.
Hand grip strength decreased due to imbalance between forearm flexors and extensors.
In addition, these tournaments have a busy
schedule that may affect the values of the upper extremity PPT (LE, deltoid, suprasupinatus, and trapezius). Therefore, it may be hypothesized that consecutive tournament days
may be a substantial contributing factor in
overuse injuries for tennis players.
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ŞAHIN KAFKAS
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valori di dolore alla pressione e di forza di presa della mano possono influenzare in maniera negativa
tali tornei. La forza di presa della mano diminuisce
a causa di uno squilibrio tra i muscoli estensori e
flessori dell’avambraccio. Inoltre, tali tornei hanno
un programma impegnativo che può influenzare i
valori di PPT degli arti superiori (epicondilo laterale, deltoide, sovraspinoso e trapezio). Pertanto, è
ipotizzabile che giorni consecutivi di competizione
possano essere un importante fattore negli infortuni
da sovrautilizzo per i tennisti.
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This study was presented at the 12th International Sport Sciences Congress, 12-14 December 2012, Denizli, Turkey.
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 October 25, 2013. - Accepted for publication on November 26, 2014.
Corresponding author: M. E. Kafkas, Inonu University, School of Physical Education and Sport, 44280 Malatya, Turkey.
E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
579

MED SPORT 2014;67:581-92
Designing the simulation training
of taekwondo competition according
to heart rate, blood lactate and
rating of perceived exertion
Progettazione di un allenamento di simulazione della
competizione di taekwondo in base a frequenza cardiaca,
lattato ematico e valutazione dello sforzo percepito
M. SAMADI 1, F. NAZEM 2, M. A. GHARAAT 3
Education and Sport Sciences Department, Shiraz University, Shiraz, Iran
Education and Sport Sciences Department, BU-Ali-Sina University, Hamedan, Iran
3Exercise Physiology Departement, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
2Physical
1Physical
SUMMARY
Aim. The previous studies reported of an outstanding amount of injuries during taekwondo competitions in which, the
dominant mechanism results in the physical contact between the athletes. Therefore, a training program was designed
considering physiological stress during a competition, in which the athlete would perform with a pad instead of a real
opponent in order to prevent injury during preparatory competition.
Methods. Twelve elite taekwondo players were selected (ages: 22±3 years, height: 178.66±6.58 cm, weight:
69.75±14.51 kg). VO2 max was measured using Bruce’s exhaustive test (46.22±4.61 mL/min/kg). Then the anaerobic
power was measured using RAST field method (9.8±1.08 W/kg). Heart rate (HR) alterations were determined using
RPE10 Borog Scale before the competition, at three intervals periods between any round and at the end of the third
round. Blood lactate concentration (LA) was evaluated before and after the competition. To evaluate the ratio of fighting to non- fighting activity, a digital video camera was used. During the simulation, taekwondo players performed
motor skills simulating a competition with the pads. Change of blood lactate, HR and RPE were measured and compared with competition conditions (the opponents). Data were compared by one-way repeated-measurement analysis
of variance (ANOVA).
Results. No significant differences were observed between the two conditions of competition and simulation training
in HR, LA and RPE variables (P>0.05).
Conclusion. Apparently the simulation training inflicts physiological stress on the elite athletes that may be replaced
for preparatory competitions before a tournament to avoid possible sports injuries.
Key words: Taekwondo - Training - Stress, physiological.
RIASSUNTO
Obiettivo. Precedenti studi hanno riportato un notevole numero di lesioni subite durante le competizioni di taekwondo, dove il meccanismo dominante prevede il contatto fisico tra gli atleti. Pertanto, tenendo in considerazione lo stress
fisiologico durante una competizione, è stato progettato un programma di allenamento nel quale l’atleta tira colpi
ad un colpitore anziché un avversario reale al fine di evitare gli infortuni che si verificano durante le competizioni
preparatorie.
Metodi. Sono stati selezionati dodici giocatori d’élite di taekwondo (età: 22±3 anni, altezza: 178,66±6,58 cm, peso
corporeo: 69,75±14,51 kg). Il VO2max è stato misurato usando il test estenuante di Bruce (46,22±4,61 ml/min/kg).
Successivamente, la potenza anaerobica è stata misurata utilizzando il test RAST (Running-based Anaerobic Sprint
Test) sul campo (9,8±1,08 W/kg). I cambiamenti della frequenza cardiaca (FC) sono stati determinati utilizzando la
scala di Borg dello sforzo percepito (RPE10) prima della competizione, a periodi di tre intervalli tra qualsiasi tempo
dell’incontro e al termine del terzo tempo. La concentrazione di lattato ematico (LA) è stata valutata prima e dopo
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
581
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
la competizione. Per valutare il rapporto tra attività di combattimento vs. attività di non combattimento è stata usata
una videocamera digitale. Durante la simulazione, gli atleti di taekwondo hanno eseguito le abilità motorie simulanti
una competizione usando dei colpitori. Il cambiamento nei livelli di lattato ematico, FC e valutazione dello sforzo
percepito (rate of perceived exertion, RPE) è stato misurato e confrontato con le condizioni della competizione (gli
avversari). I dati sono stati confrontati mediante l’analisi della varianza a una via per misure ripetute (ANOVA).
Risultati. Non sono state osservate differenze significative tra le condizioni della competizione e dell’allenamento di
simulazione nelle variabili di FC, LA e RPE (P>0,05).
Conclusioni. Apparentemente, l’allenamento di simulazione comporta uno stress fisiologico per gli atleti d’élite e
potrebbe essere usato in sostituzione delle competizioni preparatorie prima di una gara per evitare possibili infortuni
sportivi.
Parole chiave: Taekwondo - Allenamento - Stress fisiologico.
T
aekwondo is a martial art which officially
entered the Olympic Games since Olympic 2000 in Sydney and now is one of the
most popular martial sports throughout the
world. This sport includes three 2-min rounds
with one minute rest between the rounds.
The allowable techniques include foot blows
to the head and torso, and punches only to
the torso of the opponent; all these blows are
full contact. These regulations have led these
sports to use mostly toot techniques, which
distinguish it from other martial arts. Due to
the full contact, taekwondo athletes are exposed to the risk of injury both at training and
during competitions.
In a meta-analysis study, Lystad et al.
showed an overall mean injury rate of 7.9.3
per 1000 athlete exposures (95%CI: 22.8,
275.4) which is significantly higher than in
other sports such as American football, soccer
and basketball. Contact is implicated in the
vast majority of the injuries during the competitions.1-24
Despite all these injuries, periodical train
and preparatory competitions generate the
same physiological and mental stress as the
main competitions.2, 24-29 Thus, the possibility
of being injured in these competitions is very
high and makes it difficult for the athletes to
recover for the main competitions.25
Therefore, we found it necessary to design
training according to the type of skills, duration (total duration and alternation between
high- and low intensity activities) and intensity (lactate accumulation [LA], HR and RPE) in
taekwondo competitions. This training design
is assumed to be highly similar to the competitions and only differs in that a pad is used
instead of a real opponent to prevent potential contact between players before the main
competitions and may be used as substitution
for preparatory competitions.
582
I
l taekwondo è un’arte marziale entrata ufficialmente a far parte dei giochi olimpici nelle olimpiadi di Sydney del 2000 ed è oggi una
delle arti marziali più diffuse al mondo. Questo
sport prevede tre tempi da 2 minuti con un minuto di riposo tra di loro. Le tecniche ammesse
includono i calci diretti alla testa e al tronco e
i pugni diretti al solo tronco dell’avversario; tutti questi colpi sono a contatto pieno. Tali regole
hanno condotto tale disciplina sportiva a usare
tecniche soprattutto di calcio, distinguendola dalle altre arti marziali. A causa del contatto pieno,
gli atleti di taekwondo sono esposti al rischio di
infortuni sia durante l’allenamento sia durante
le competizioni.
In uno studio di metanalisi, Lystad et al. hanno mostrato un tasso d’infortunio medio complessivo del 7,93 per 1000 esposizioni degli atleti
(IC al 95%: da 22,8 a 275,4), che è significativamente più elevato rispetto ad altri sport come il
football americano, il calcio e la pallacanestro.
Il contatto è presente nella grande maggioranza
degli infortuni che si verificano durante le competizioni 1-24.
Nonostante tutti questi infortuni, l’allenamento
periodico e le competizioni preparatorie generano lo stesso stress mentale e fisiologico delle competizioni principali 2, 24-29. Pertanto, la possibilità
di subire infortuni durante queste competizioni
è molto elevata e rende difficile il recupero degli
atleti in vista delle competizioni principali 25.
Pertanto, abbiamo reputato necessario progettare un allenamento in base al tipo di abilità, alla
durata (durata totale e alternanza tra attività ad
alta e bassa intensità) e all’intensità (accumulo
di lattato [LA], FC e RPE) nelle competizioni di
taekwondo. Tale programma di allenamento è
considerato estremamente simile alle competizioni e differisce solo nel fatto che viene usato un
colpitore invece di un avversario reale per evitare il potenziale contatto tra gli atleti prima delle
competizioni principali e potrebbe essere usato in
sostituzione delle competizioni preparatorie.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
Materials and methods
Materiali e metodi
Soggetti
Subjects
Twelve male elite taekwondo athletes from
Iran participated in this study. The anthropometrical and physiological characteristics have
been resumed in Table I. All of them had over
6 years of training experience and had been selected to be included in the Iran national team
at least once. Subjects trained regularly three
times a week (3×1.5 h). Before participation,
they were informed of the test procedures and
were required to provide written informed consent. The study was accredited by the Ethics
Committee of BU-Ali-Sina University, Hamedan,
Iran and was performed according to Helsinki
Declaration.
Allo studio hanno preso parte dodici atleti di
taekwondo d’élite di sesso maschile provenienti
dall’Iran. Le caratteristiche antropometriche e fisiologiche sono riassunte nella tabella I. Tutti gli atleti
avevano oltre 6 anni di esperienza di allenamento
ed erano stati selezionati almeno una volta per far
parte della nazionale iraniana. I soggetti si allenavano regolarmente tre volte alla settimana (3x1,5
h). Prima della partecipazione, i soggetti sono stati
informati delle procedure dei test ed è stato chiesto
loro di fornire un consenso informato scritto. Lo
studio è stato approvato dal Comitato etico dell’Università di BU-Ali-Sina, Hamedan, Iran, ed è stato
condotto secondo la dichiarazione di Helsinki.
Misurazioni antropometriche
Anthropometric measurements
At first, height and weight were measured.
Then the skin folds at pectoral, abdomen and
mid-thigh were measured by Lange caliper (Korea) for body density and body fat predictions
by using Jackson and Pollock’s method and
Siri’s equation, respectively.17
In un primo momento, sono stati misurati altezza e peso corporeo. Successivamente, sono state
misurate le pliche cutanee a livello di torace, addome e parte mediana della coscia con un plicometro
Lange (Corea) per le predizioni della densità corporea e del grasso corporeo usando rispettivamente il
metodo di Jackson e Pollock e l’equazione di Siri 17.
Aerobic capacity
Capacità aerobica
In order to evaluate VO2max of the athletes,
Bruce’s maximum aerobic protocol on treadmill (Quinton CR60, USA) was applied. After a
10-min warm up, the protocol began with 10%
slope and speed of 1.7 (mph); every following stage of the test should have been kept for
3 minutes. For each subsequent test stage, the
slope should be increased by 2%. For example,
the second stage would be at a slope of 12%,
the third at 14%, and the tenth at 28% and so
on. The speed must also be increased for each
stage, and this increase in speed was set according to the standards of the Bruce Tread-
Al fine di valutare il VO2max degli atleti è stato utilizzato il protocollo aerobico massimale di Bruce su
tapis roulant (Quinton CR60, USA). Dopo 10 minuti di riscaldamento, il protocollo è iniziato con una
pendenza del 10% e una velocità di 2,7 km/h (1,7
miglia/ora); tutte le successive fasi del test dovevano
essere mantenute per 3 minuti. Per ogni successiva
fase del test, la pendenza doveva essere aumentata
del 2%. Ad esempio, la seconda fase doveva avere
una pendenza del 12%, la terza del 14%, la decima
del 28% e così via. Anche la velocità doveva essere
aumentata in ogni fase; tale aumento di velocità
è stato impostato secondo i criteri del test di Bruce
Table I.—Anthropometrical and physiological characteristics of subjects.
Tabella I. — Caratteristiche antropometriche e fisiologiche dei soggetti.
Characteristic
Mean ± SD
Age (years)
Body mass (kg)
Height (cm)
Body fat (%)
HR rest (beats min–1)
HR max (beats min–1)
VO2 max (mL min–1 kg–1)
anaerobic power (W kg–1)
22.16±3.09
69.75±14.51
178.66±6.58
11.9±5
61±6.31
197.83±3.09
46.22±4.61
9.8±1.08
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
583
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
mill Test. More specifically, the speed for each
stage of the Bruce Treadmill Test is as follows:
1.7, 2.5, 3.4, 4.2, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5 (all
speeds are in mph).7 From the fourth stage onwards, subjects were encouraged to continue
and when a subject declared exhausted, his total time of exercise was estimated to evaluate
VO2max according to an equation.13
Equation NO 1
VO2max =14.8 - (1.379 × T) + (0.451 × T²) (0.012 × T³)
Anaerobic power
In 48 hours after the aerobic power test (2
days resting), anaerobic power indexes were
measured in a separate session using Runningbased Anaerobic Sprint Test (RAST). Before
that, subjects spent 10 minutes in a warming
up program. The test consisted of 35-meter discontinuous sprints repeated for 6 times. Each
sprint represented a maximal effort, with 10
seconds interval between each sprint stage for
each turnaround. Power output was calculated
by the power equation as follows:
Equation NO 2 30
Power: weight (kg) × distance (m2)/time (s3)
Equazione N. 1
VO2max= 14,8 - (1,379 × T) + (0,451 × T²) (0,012 × T³)
Potenza anaerobica
Quarantotto ore dopo il test di potenza aerobica
(2 giorni di riposo) gli indici di potenza anaerobica sono stati misurati in una sessione separata
utilizzando il test RAST (Running-based Anaerobic
Sprint Test). Prima di ciò, i soggetti hanno seguito
un programma di riscaldamento di 10 minuti. Il
test prevedeva 35 metri di sprint discontinuo ripetuto per 6 volte. Ogni sprint rappresentava uno
sforzo massimale, con 10 secondi di intervallo tra
ogni fase di sprint per ogni percorso di andata e
ritorno. Il rendimento di potenza è stato calcolato
mediante l’equazione della potenza come segue:
Equazione N. 230
Potenza: peso corpore o (kg) × distanza (m2)/tempo (s3)
Taekwondo competitions
To simulate taekwondo competitions, players were divided into taekwondo weight groups
in the Olympic style, and then they randomly fought against an opponent in their weight
group. The competitions would be performed
according to the World Taekwondo Federation
(WTF) regulations in the presence of judges.16
Players were required to wear protective equipment during contact, which includes: head
guard, mouth protector, chest protector, forearm and shin protector.
Before the competitions, players were notified about the blood sampling and filling the
Borg’s 10-scale PRE forms. Blood lactate concentration was measured by lactometer (squat,
senslab, Germany). The lactometer was calibrated before use and all blood samples were collected from right hand’s fingertip by lancet. HR
variability was measured by Polar Heart Rate
Monitor (HR-P1). In order to use the device, a
transmitter was strap around the chest under its
protector and the receiver was bound to back
chest protector. The training HR responses and
584
su tapis roulant. Più specificamente, la velocità per
ogni fase del test di Bruce su tapis roulant era la
seguente: 2,7, 4, 5,4, 6,7, 8, 8,8, 9,6, 10,4, 11,2,
12 km/h (1,7, 2,5, 3,4, 4,2, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0,
7,5 miglia/ora) 7. Dalla quarta fase in poi, i soggetti
sono stati incoraggiati a proseguire e quando un
soggetto si è dichiarato spossato, il suo tempo totale
dell’esercizio è stato stimato per valutare il VO2max
secondo un’equazione 13.
Competizioni di taekwondo
Per simulare le competizioni di taekwondo, gli
atleti sono stati suddivisi in categorie di peso corporeo secondo la modalità olimpica e hanno combattuto in maniera casuale contro un avversario
appartenente alla loro stessa categoria di peso
corporeo. Le competizioni si sono svolte secondo
i regolamenti della Federazione internazionale
di taekwondo (WTF) in presenza di giudici16. Gli
atleti dovevano indossare dispositivi di protezione
durante il contatto, che comprendevano: caschetto
protettivo, paradenti, protezione toracica, protezioni degli avambracci e parastinchi.
Prima delle competizioni, i giocatori sono stati informati circa il campionamento ematico e
hanno compilato i moduli della scala di Borg per
lo sforzo percepito (RPE10). La concentrazione di
lattato ematico è stata misurata mediante un lattodensimetro (squat, senslab, Germania). Il lattodensimetro è stato calibrato prima dell’uso e tutti
i campioni di sangue sono stati raccolti dai polpastrelli della mano destra mediante lancetta. La
variabilità della FC è stata misurata mediante un
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Simulation training of taekwondo competition
RPE of taekwondo players were measured before and after each round and entered into the
information list. Due to the difficulty of blood
sampling during the competition, blood LA concentration was measured only before and after.
A Sony digital filming camera (DSC, W350) was
used to analyze the ratio of high-to-low intensity movements and type of the technique of
players during competitions.
Competition analysis
After filming the competitions (Using Sony
video-cam, Japan), the software of Ulead video
version 11 was used to facilitate the analysis.
This software divided the movie into 1.0 to 0.2
second sections of all three rounds.
Simulation training
After designing the simulation training with
a 2:7 ratio, fighting-to-non-fighting activity was
repeated by several players. Because of the
lower intensity parameters, non-fighting activity
time was reduced by 1 second and reassessed
in another session. This time it was possible to
measure all the parameters (HR, LA and RPE)
and to design a final training model.
Route of simulation training
Taekwondo players started to perform skills
from aside the contest area onward to its end
SAMADI
cardiofrequenzimetro Polar (FC-P1). Per poter utilizzare il dispositivo, un trasmettitore è stato fissato con una cinghia attorno al petto sotto la protezione toracica mentre un ricevitore è stato fissato
alla parte posteriore della protezione. Le risposte
della FC all’allenamento e l’RPE dei giocatori di
taekwondo sono stati misurati prima e dopo ogni
tempo e inseriti nell’elenco delle informazioni. A
causa delle difficoltà di campionamento ematico
durante la competizione, la concentrazione di LA
è stata misurata solo prima e dopo la competizione.
Una fotocamera digitale Sony (DSC, W350) è stata
usata per analizzare il rapporto tra movimenti ad
alta/bassa intensità e tipo di tecnica dei giocatori
durante le competizioni.
Analisi della competizione
Dopo aver filmato le competizioni (utilizzando
una videocamera Sony, Giappone), il software Ulead video, versione 11, è stato utilizzato per facilitare l’analisi. Questo software ha suddiviso il video
in sezioni da 1,0-0,2 secondi per tutti e tre i tempi.
Allenamento di simulazione
Dopo la progettazione dell’allenamento di simulazione con un rapporto 2:7, l’attività di combattimento vs. attività di non combattimento è stata
ripetuta da numerosi giocatori. A causa dei parametri di intensità inferiori, il tempo dell’attività di
non combattimento è stato ridotto di 1 secondo e
rivalutato in una diversa sessione. Questa volta è
stato possibile misurare tutti i parametri (FC, LA
e RPE) e progettare un modello di allenamento finale.
Percorso dell’allenamento di simulazione
I giocatori di taekwondo hanno iniziato a effettuare le abilità partendo dal lato dell’area di combattimento, sono avanzati fino alla sua estremità
e sono tornati indietro. Da lì hanno cominciato a
muoversi sul percorso circolare per ¾ di un cerchio con un raggio di 4 metri dal bordo dell’area
di combattimento, si sono recati quindi verso il
centro dell’area di combattimento e sono tornati
indietro. Infine, hanno seguito lo stesso percorso
circolare e sono tornati all’inizio. Ogni giocatore
ha attraversato lo stesso percorso una o più volte
durante un tempo di 2 minuti (Figura 1).
Tempistica dell’allenamento
Figure 1.—Route of simulation training.
Figura 1. — Percorso dell’allenamento di simulazione.
Vol. 67 - No. 4
Il tempo complessivo dell’allenamento di simulazione includeva tempi da 2 minuti ripetuti tre
MEDICINA DELLO SPORT
585
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
and returned backwards. From there they started moving on the circle track for ¾ of a circle
with a 4 meter radius from the edge of the contest area and then came towards the center of
the contest area and turned back. Finally they
returned the same circle rout and arrived back
at the beginning. Each player crossed the same
route once or more during a 2-min round (Figure 1).
Training timing
The overall time of simulation training includes three-time 2-min rounds with one
minute rest between the rounds. The time ratio of fighting activity (performing technique)
to non-fighting activity (active movement) was
2s:6s, respectively. To announce this ratio to
the players, a 2-min sound clip (using Ulead
video software) with 2 and 6 second intervals
and with an alarm tone was used. Because of
the ki-hop (the power-sound, which combines
physical and mental energy) of the players
while performing skills, a time setting person
would announce the alarm tone with go, stop
and hand gestures to the subjects.
Type of skill
Round kick (called up dolyo chagi) was mostly used during the competitions.
External opposition
In order to create an external opposition
against blows, a pad was applied.
Performance of simulation training
The process of simulation training described
by the researcher to subjects. Then, they were
asked to perform it experimentally and slowly.
Before that, subjects warmed up by jogging and
stretching instructions. Then they stood at the
starting point and began to move along the determined rout kicking the pad. After 2 seconds
they stopped kicking with the alarm tone and
moved along slowly. This cycle was repeated
6 seconds later so that the 2-min round would
finish. Changes in HR, LA and RPE were measured and recorded as explained.
volte con un minuto di riposo tra di loro. Il rapporto temporale dell’attività di combattimento (esecuzione della tecnica) rispetto all’attività di non
combattimento (movimento attivo) era pari rispettivamente a 2s:6s. Per annunciare questo rapporto
ai giocatori, è stato usato un clip sonoro (usando
il software Ulead video) con intervalli di 2 e 6 secondi e un tono di allarme. A causa del ki-hop (la
potenza-suono che combina energia fisica e mentale) degli atleti durante l’esecuzione delle abilità,
una persona ha impostato i tempi annunciando il
tono di allarme con gesti manuali di “via” e “stop”
rivolti ai soggetti.
Tipo di abilità
Il calcio circolare (chiamato dollyo chagi) è stato usato perlopiù durante le competizioni.
Opposizione esterna
Al fine di creare un’opposizione esterna contro i colpi, è stato usato un colpitore.
Performance dell’allenamento di simulazione
Il ricercatore ha descritto ai soggetti il processo
di allenamento di simulazione. Successivamente, i soggetti sono stati invitati a effettuarlo lentamente e sperimentalmente. Prima di ciò, i soggetti
hanno effettuato un riscaldamento con jogging e
stretching. Sono quindi rimasti in piedi nel punto
di partenza e hanno iniziato a muoversi lungo il
percorso determinato colpendo il colpitore. Dopo 2
secondi hanno smesso di tirare calci con il tono di
allarme e sono avanzati lentamente. Questo ciclo
è stato ripetuto dopo 6 secondi fino al termine del
tempo di 2 minuti. I cambiamenti in FC, LA e RPE
sono stati misurati e registrati come spiegato.
Analisi statistica
I valori medi e la deviazione standard
(media±DS) sono stati applicati in ordine per
l’analisi statistica. Per confrontare il livello dei
cambiamenti in FC, LA e RPE durante la competizione e l’allenamento di simulazione, è stata usata l’analisi della varianza a una via per misure
ripetute (ANOVA) e il livello di significatività è stato
fissato a P≤0,05. I procedimenti statistici sono stati
effettuati usando il software PASW versione 18.
Risultati
Statistical analysis
Mean values and standard deviation
(mean±SD) were applied in order for statisti-
586
Il rapporto tra attività di combattimento vs. attività di non combattimento era di 2±1=7±5 sec nel-
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Dicembre 2014
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
Table II.—Rate and percentage of techniques during taekwondo competitions (mean±SD).
Tabella II. — Tasso e percentuale delle tecniche usate durante le gare di taekwondo (media±DS).
Technique
Round kick
Axe kick
Back kick
Spinning kick
Front kick
Punch
Mean rate
SD
12.86
0.64
0.44
0.08
0.03
0.22
5.15
0.79
0.80
0.28
0.16
0.63
cal analysis. To compare the amount of HR, LA
and RPE changes at competition and simulation
training, the one-way repeated-measurement
analysis of variance (ANOVA) was used and
significance level was set at P≤0.05. Statistical
processes were performed using PASW software version 18.
Results
The ratio of fighting-to-non-fighting activity
was 2±1 to 7±5 sec in the first round, 2±1 to 7±5
sec in the second round and 2±2 to 8±5 sec in
the third round, with an average of 2±1 sec of
fighting activity and of 7±5 sec of non-fighting
movement.
The percentage of use of each technique
during competition is shown in Table II. Round
kick is the most common technique, its percentage use was 90%, and the other five techniques
reache less than 10% of all techniques used during competitions.
HR after warming up and before the competition was 105.08±11.5 b-min-1. It was 102.5±8.9
b-min-1 after warming up and before stimulation
training which did not show any significant difference (P=0.45). HR changes pattern after first
round of the competition and stimulation training were 177.8± 21.5 b-min-1 and 176.08±10.5bmin-1 respectively which was not significant
(P=0.74). Also, HR variables after second round
competition and stimulation training were
179.4±19.8 b-min-1 and 180.4 ±8.01 b-min-1, respectively, which did not show significant difference (P=0.83). At the end of competition and
stimulation training, HR alterations during training were 186.7±8.66b-min-1 and 184.8±6.4bmin-1, respectively, with no significant difference (P=0.06) (Figure 2).
Blood LA before competition and stimulation training design was 2.4±0.8 mmol/L and
20.1±0.8 respectively which did not show a significant difference (P=0.29). LA level at the end
of competition and stimulation training were
Vol. 67 - No. 4
Percentage (%)
90
4
3
1
0
1
la prima sessione, 2±1=7±5 secondi nella seconda
sessione e 2±2=8±5 secondi nella terza sessione,
con una media di 2±1 secondi di attività di combattimento e di 7±5 secondi di movimenti di non
combattimento.
La percentuale di utilizzo di ogni tecnica durante le competizioni è riportata nella tabella II.
Il calcio circolare era la tecnica più comune: la
sua percentuale di utilizzo era del 90% mentre le
altre cinque tecniche raggiungevano un utilizzo
inferiore al 10% di tutte le tecniche usate durante
le competizioni.
La FC dopo il riscaldamento e prima della gara
era pari a 105,08±11,5 b-min-1. La FC dopo il riscaldamento e prima dell’allenamento di simulazione era pari a 102,5±8,9 b-min-1, non mostrando alcuna differenza significativa (P=0,45).
Il profilo di cambiamento della FC dopo il primo
tempo della competizione e dell’allenamento di simulazione era pari rispettivamente a 177,8±21,5
b-min-1 e 176,08±10,5 b-min-1, non mostrando alcuna significatività (P=0,74). Inoltre, le variabili
di FC dopo il secondo tempo della competizione
e dell’allenamento di simulazione erano pari rispettivamente a 179,4±19,8 b-min-1 e 180,4±8,01
b-min-1, non mostrando alcuna differenza significativa (P=0,83). Al termine della competizione
e dell’allenamento di simulazione, i cambiamenti
della FC durante l’allenamento erano pari rispettivamente a 186,7±8,66b-min-1 e 184,8±6,4b-min-1,
non mostrando alcuna differenza significativa
(P=0,06) (figura 2).
Il LA ematico prima della competizione e del
disegno di allenamento di simulazione era pari
rispettivamente a 2,4±0,8 mmol/l e 20,1±0,8,
non mostrando alcuna differenza significativa
(P=0,29). Il livello di LA al termine della competizione e dell’allenamento di simulazione era pari
rispettivamente a 13,2±1,9 mmol/l e 12,3±1,4,
non mostrando alcuna differenza significativa
(P=0,09) (figura 3).
La scala RPE dopo il primo tempo della competizione e dell’allenamento di simulazione era
pari rispettivamente a 3±1,04 e 3,41±1,3, non
mostrando alcuna significatività (P=0,13). L’RPE
MEDICINA DELLO SPORT
587
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
Figure 2.—Heart rate responses during taekwondo competition and stimulation training (mean±SD).
Figura 2. — Risposte della frequenza cardiaca durante
la competizione di taekwondo e l’allenamento di simulazione (media±DS).
Figure 3.—Blood lactate concentration in taekwondo
competition and stimulation training (mean±SD).
Figura 3. — Concentrazione di lattato ematico in una
competizione di taekwondo e in un allenamento di simulazione (media±DS).
13.2±1.9 mmol/L and 12.3±1.4, respectively,
with no significant difference (P=0.09) (Figure
3).
RPE scale after first round of the competition and stimulation training were 3±1.04 and
3.41±1.3, respectively, which were not significant (P=0.13). RPE after second round competition and stimulation training were 4.8±0.66 and
4.66 ±0.79, respectively, which did not show
significant difference (P=0.15). At the end of
competition and stimulation training, RPE were
5.25±1.42 and 6.08±2.3, respectively, with no
significant difference (P=0.14) (Figure 4).
dopo il secondo tempo della competizione e dell’allenamento di simulazione era pari rispettivamente a 4,8±0,66 e 4,66±0,79, non mostrando alcuna
differenza significativa (P=0,15). Al termine della competizione e dell’allenamento di simulazione, l’RPE era pari rispettivamente a 5,25±1,42 e
6,08±2,3, non mostrando alcuna differenza significativa (P=0,14) (figura 4).
Discussion
Several studies have investigated about the
cause of injuries due to direct crashes that commonly occur in taekwondo.18, 19, 25 But there is
little literature about the ways to decrease these
injuries. This study considered to evaluate the
anthropometric and physiological characteristics of the athletes and suggest a training plan
to decrease the amount of injuries before the
main taekwondo competitions.
The maximal oxygen uptake of taekwondo
players here measured was 46±4 mL/kg/min,
which was less than in former studies,10, 15 but
more than reported by the American College
of Sport Medicine 1 and Thompson’s study.26
Although some studies have shown that taekwondo competition requires aerobic capacity,3
in fact the increase of aerobic capacity during
588
Discussione
Diversi studi hanno esaminato la causa delle
lesioni dovute agli impatti diretti che si verificano comunemente nel taekwondo 18, 19, 25. Tuttavia,
la letteratura sui modi per ridurre tali lesioni è
scarsa. Il presente studio ha valutato le caratteristiche antropometriche e fisiologiche degli atleti e
suggerisce un piano di allenamento per ridurre la
quantità di lesioni prima delle principali competizioni di taekwondo.
Il massimo consumo di ossigeno dei giocatori di
taekwondo era pari a 46±4 ml/kg/min, meno di
quanto riportato in precedenti studi 10, 15, ma più
di quanto riportato dall’American College of Sport
Medicine 1 e dallo studio di Thompson 26. Anche
se alcuni studi hanno dimostrato che la competizione di taekwondo richiede una capacità aerobica 3, in realtà l’aumento della capacità aerobica
durante l’esercizio fisico di taekwondo non è stato
ancora dimostrato 12.
Il livello della potenza anaerobica era pari a
9,8±1,08 W/kg. Nel passare in rassegna il LA e il
tempo di esecuzione delle abilità, precedenti stu-
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Dicembre 2014
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
Figure 4.—RPE during taekwondo competition and stimulation training (mean±SD).
Figura 4. — RPE durante la competizione di taekwondo e l’allenamento di simulazione (media±DS).
taekwondo exercise has not been demonstrated
yet.12
The amount of anaerobic power was 9.8±1.08
W/kg. In reviewing LA and the time of performing skills, previous studies demonstrated that
the anaerobic system is important in taekwondo competitions, which relates to LA levels.12
In designing the stimulation training, parameters of intensity and duration were applied.
They play an important role regarding the type
of metabolic requirement and kind of skill that
determine the training specificity.29
Round kick was mostly used during the competitions in agreement with Matsushigue et al.
and Craig et al. For simplicity of the simulation
training, only this technique was used.
Training duration comprises two factors: total
duration of the competition and pattern of highto-low intensity ratio of the activity. The total
duration of the real competition is considered
in the simulation plan. The ratio of fighting-tonon-fighting activity was 2:7 during 3 rounds,
which was consistent with Heller’s study, but
different from the findings by Bridge et al. and
Tornello et al. In order to justify the shorter time
of the non-fighting movement (2:7 to 2:6), two
possible theories have been generated: 1) lack
of punches and kicks from an opponent during the simulation training; 2) the psychological
stress during the competition causes changes in
physiological responses.6, 9
The intensity of the performance was measured considering HR, LA and RPE.20 HR at the
end of the competition was lower than found by
Bohell,3 but consistent with Heller’s findings 14
and Matsushigue’s findings.21 Also it was higher
in the Chiodo et al.’s findings 9 and Butios and
Tasika’s 7 (Table III). Recorded HR at the end of
Vol. 67 - No. 4
di hanno dimostrato che il sistema anaerobico è
importante nelle competizioni di taekwondo, ed è
associato ai livelli di LA 12.
Nel progettare l’allenamento di simulazione,
sono stati applicati i parametri di intensità e durata. Essi svolgono un ruolo importante per quanto
riguarda il tipo di requisito metabolico e il tipo di
abilità che determinano la specificità dell’allenamento 29.
Il calcio circolare era usato perlopiù durante le
competizioni, in linea con i risultati di Matsushigue e colleghi e Craig e colleghi. Per semplificare
l’allenamento di simulazione, è stata usata solo
questa tecnica.
La durata dell’allenamento è composta da due
fattori: durata totale della competizione e profilo
del rapporto di alta-bassa intensità dell’attività.
Nel piano di simulazione è stata considerata la
durata totale della competizione reale. Il rapporto tra attività di combattimento vs. attività di non
combattimento era di 2:7 durante i 3 tempi, il che
è in linea con i risultati riportati dallo studio di
Heller, ma diverso dai riscontri di Bridge e colleghi
e Tornello e colleghi. Al fine di giustificare il minor tempo del movimento di non combattimento
(2:7 vs. 2:6), sono state avanzate due possibili teorie: 1) mancanza di pugni e calci dell’avversario
durante l’allenamento di simulazione; 2) lo stress
psicologico durante la competizione provoca cambiamenti nelle risposte fisiologiche 6, 9.
L’intensità della performance è stata misurata
considerando FC, LA e RPE 20. La FC alla fine della
competizione era inferiore rispetto a quella riportata da Bohell 3 ma in linea con i risultati di Heller 14
e Matsushigue 21. Inoltre, essa era superiore nei risultati di Chiodo et al.9 e Butios e Tasika 7 (Tabella
III). La FC registrata alla fine della competizione
era pari al 93%, dimostrando elevati livelli di stress
sul sistema cardiovascolare durante la competizio-
MEDICINA DELLO SPORT
589
Simulation training of taekwondo competition
SAMADI
Table III.—Comparison of maximal heart rate at the end of taekwondo competition in different studies.
Tabella III. — Confronto tra frequenza cardiaca massima alla fine di una gara di taekwondo in studi differenti.
Study
HR max %
Bouhlela et al. [3]
Heller et al. [15]
Present study
Matsushigue et al. [21]
Butios and Tasika [8]
Chiodo et al. [10]
98
94
93
93
86
85
Table IV.—Comparison of blood lactate concentration at the end of taekwondo competition in different studies.
Tabella IV. — Confronto fra concentrazione di lattato nel sangue alla fine di una gara di taekwondo in studi
differenti.
Study
LA (mmol/L)
Present study
Heller et al. [15]
Bouhlela et al. [3]
Chiodo et al. [10]
Butios and Tasika [8]
13.2
11.4
10.2
6.8
3.35
competition was 93%, which proves high levels of stress on cardiovascular system during
taekwondo competition. Similarity of changes
in HR during simulation training and competition show that stress inflicted on cardiovascular
system has been the same in both conditions.
Although the HR correlated with the VO2 and
caloric cost in submaximal exercise.22 In Toskovic’s study,26 the amount of HR and VO2max did
not show any direct relationship.
LA was 13.2±1.9 mmol/L at the end of competition, which demonstrates the importance
of the anaerobic glycolytic system during taekwondo competitions. In a long-term process of
training, it is be really important for the taekwondo players and trainers. Findings show that
LA levels were higher than in previous studies (Table IV). The dominant metabolic system
during 2-second performance is ATP-CPr. But
if this source of energy does not recover efficiently, then the glycolytic system supplies energy.14 According to Gaitanson et al., if the ratio
of work at rest is higher than 1 to 5 respectively,
then creatine-phosphate (CrP) sources will recover for 10 repetitions of maximum power cycle ergometer exercise.13 Cooke et al.11 showed
that the rate of CrP-resynthesizes is related to
the aerobic power (VO2max). Since the ratio of
high-to-low intensity (fighting to non-fighting)
activity was 1:3 to 1:4 and VO2max of taekwondo
590
ne di taekwondo. La somiglianza dei cambiamenti
della FC durante l’allenamento di simulazione e la
competizione mostrano che lo stress generato sul sistema cardiovascolare è stato lo stesso in entrambe
le condizioni. Ciononostante la FC era correlata al
VO2 e al costo calorico nell’esercizio fisico sub massimale 22. Nello studio di Toskovic 26, il livello di FC
e VO2max non ha mostrato alcun rapporto diretto.
Il LA era pari a 13,2±1,9 mmol/l al termine della competizione, il che dimostra l’importanza del
sistema glicolitico anaerobico durante le gare di
taekwondo. In un procedimento di allenamento a
lungo termine esso riveste una particolare importanza per i giocatori e gli allenatori di taekwondo.
I risultati mostrano che i livelli di LA erano superiori rispetto a quanto riportato in precedenti studi (Tabella IV). Il sistema metabolico dominante
durante la performance di 2 secondi è l’ATP-CrP.
Tuttavia, se questa fonte di energia non recupera
in modo efficiente, subentra il sistema glicolitico
che fornisce energia14. Secondo Gaitanson e colleghi, se il rapporto di lavoro a riposo è superiore rispettivamente a 1:5, allora le fonti di fosfocreatina
(CrP) recupereranno per 10 ripetizioni di esercizio
fisico su cicloergometro a potenza massimale13.
Cooke e colleghi11 hanno mostrato che il tasso di
risintesi della CrP è associato alla potenza aerobica (VO2max). Poiché il rapporto tra attività a bassa
e alta intensità (combattimento vs. non combattimento) era di 1:3=1:4 e il VO2max dei giocatori di
taekwondo era inferiore rispetto a quello riportato
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Simulation training of taekwondo competition
player was lower than in other reports,12 that
could explain why LA rate was higher in other
studies.
Bouhlel et al.3 suggested three special trainings lasting for different times including 10 seconds, 1 minute and 3 minutes trainings using
front kicks continuously, but the present study
proved that different techniques are used alternatively during the competition and round kick
is the most common one.
Firstly, the current study highlights several
important points for designing taekwondo
training: 1) during taekwondo competitions,
performance intensity parameters indexes (LA,
HR and RPE) increase to their maximum levels;
2) anaerobic lactate is dominant in the metabolism system for taekwondo competitions; 3)
physiological stress is higher during competitions than in training conditions.
Secondly, this simulator training is recommended to be used for preparatory competitions in a microcycles before the main competitions, in order to avoid players from being
injured. In this process, they expose to the same
physiological stress as in competitions, with the
same specificity, in order to achieve the most
appropriate physical fitness to take part in competition tournaments. Future studies can be designed in order to: 1) investigate the different
approaches and other physiological factors in
training such as VO2 and athletes’ hormonal
profile; 2) investigate changes in the simulator
training to assess athletes’ fitness; 3) to adjust
the training according to weight categories.
1) American College of Sports Medicine.
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and prescription. eighth ed. Philadelphia,
PA: Lippincott Williams and Wilkins;
2009.
2) Bompa TO, Haff G. Periodization: theory and methodology of training. 5 ed.
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3) Bouhlel E, Jouini A, Gmada N, Nefzi
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5) Bridge CA, Jones MA, Drust B. The
activity profile in international taekwon-
Vol. 67 - No. 4
da altri studi12 ciò potrebbe spiegare il fatto che il
tasso di LA era più elevato in altri studi.
Bouhlel e colleghi 3 hanno suggerito tre allenamenti speciali di diverse durate inclusi 10 secondi, 1 minuto e 3 minuti usando calci frontali in
maniera continuativa, ma il presente studio ha
dimostrato che durante le competizioni vengono
usate diverse tecniche in maniera alternata e che il
calcio circolare è quella più comune.
Conclusioni
Conclusions
References/Bibliografia
SAMADI
In primo luogo, lo studio attuale evidenzia diversi punti importanti per la progettazione dell’allenamento di taekwondo: 1) durante le competizioni di taekwondo, gli indici dei parametri di
intensità delle performance (LA, FC ed RPE) aumentano ai loro livelli massimali; 2) il lattato anaerobico è dominante nel sistema metabolico per le
competizioni di taekwondo; 3) lo stress fisiologico
è più elevato durante le competizioni rispetto alle
condizioni di allenamento.
In secondo luogo, l’utilizzo di questo allenamento di simulazione è raccomandato per le competizioni preparatorie in micro-cicli prima delle competizioni principali al fine di evitare gli infortuni
dei giocatori. In tale processo, gli atleti si espongono allo stesso stress fisiologico delle competizioni,
con la stessa specificità, al fine di raggiungere la
forma fisica più adeguata per prendere parte a
tornei competitivi. Studi futuri possono essere progettati al fine di: 1) esaminare i diversi approcci e altri fattori fisiologici nell’allenamento come
VO2 e profilo ormonale degli atleti; 2) esaminare i
cambiamenti nell’allenamento di simulazione per
valutare la forma fisica degli atleti; 3) regolare l’allenamento in base alle categorie di peso corporeo.
do competition is modulated by weight
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6) Bridge CA, Jones MA, Hitchen P,
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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 November 14, 2013. - Accepted for publication on November 14, 2014.
Corresponding author: F. Nazem, BU-Ali-Sina University, Faculty of Humanities, Department of Physical Education and
Sport Sciences, Hamedan, Iran. E-mail: [email protected]
592
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

Medical area
Area medica
MED SPORT 2014;67:593-601
Diffusion of smoking in competitive sport
Diffusione del fumo nello sport agonistico
P. DI CAVE, M. APPODIA, A. TODARO
Istituto di Medicina e Scienza dello Sport “Antonio Venerando”, Roma, Italia
SUMMARY
Aim. The aim of our investigation was to provide an up-to-date contribution on the diffusion of tobacco smoking in
the world of competitive sport and the effects of smoking on the respiratory apparatus.
Methods. In a sample of 1178 healthy athletes engaging in sport at competitive level we examined individual tobacco
consumption expressed as P/Y (packs/year) and the spirometric data of FEV1 and MMEF, expressed as a percentage
variation from the predicted value.
Results. Our investigation found that 8.49% of athletes examined were habitual smokers however modest the consumption (2.5 P/Y), the athletes engaging prevalently in team sports (53%). In smoker athletes we did not observe
any significant relationship between number of cigarettes smoked (P/Y) and FEV1 value. We did however note a significant relationship between the number of cigarettes smoked and the decrease in MMEF (P=0.0172), an indication
of the changes present at the initial stages of a smoking-related obstructive syndrome. No significant correlation was
observed in ex-smokers between the values of FEV1 and MMEF and that of P/Y.
Conclusions. The data confirm the diffusion of the tobacco habit in the world of sport and document the damaging
effects of cigarette smoking on the small airways as measured by MMEF, and show that stopping smoking reduces the
risk of chronic smoking-related pathology, especially in those who also engage in sport.
Key words: Smoking - Sports - Spirometry.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo della nostra indagine è stato quello di fornire un contributo aggiornato sulla diffusione dell’abitudine tabagica nel mondo sportivo agonistico con riferimento agli effetti del fumo sull’apparato respiratorio.
Metodi. In un campione di 1178 atleti sani praticanti sport a livello agonistico abbiamo preso in esame il consumo
individuale di sigarette, espresso in P/Y (pacchetti/anno), e i dati spirometrici di FEV1 e MMEF, espressi come variazione percentuale del predetto.
Risultati. La nostra indagine ha rilevato che l’8,49% degli atleti esaminati è fumatore abituale anche se in misura
molto modesta (2,5 P/Y) con una prevalenza negli sport di squadra (53%). Negli atleti fumatori non abbiamo rilevato una relazione significativa tra il numero di sigarette fumate (P/Y) e il valore del FEV1. Tuttavia, abbiamo rivelato
una relazione significativa tra il numero di sigarette fumato e il decremento del MMEF (P=0,0172), espressione delle
alterazioni presenti negli stadi iniziali di una sindrome ostruttiva fumo-correlata. Nessuna correlazione significativa è
stata riscontrata negli atleti ex fumatori tra i valori del FEV1 e del MMEF e quello del P/Y.
Conclusioni. I dati confermano la diffusione dell’abitudine tabagica nel mondo sportivo e documentano gli effetti
nocivi che il fumo di sigaretta ha sulla compromissione delle piccole vie aeree, misurata dal MMEF, e dimostra che la
cessazione dell’abitudine tabagica diminuisce il rischio di patologia cronica fumo-correlata, soprattutto se si pratica
anche un’attività sportiva.
Parole chiave: Fumo - Sport - Spirometria.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
593
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
T
L
he diffusion of tobacco smoking in a sports
context, competitive or amateur, is confirmed by case series in Italy and elsewhere.
These investigations show a great variability in
the number of smokers: from 17% to 33% in
Italy and from 11.4% to 36% in other countries.
There is agreement regarding the prevalence of
smokers in team sports.1-7
As more than twelve years have gone by
since the last publication on this subject, we decided to update findings on the smoking habit
in the world of competitive sport, with particular reference to the effects of smoking on the
respiratory apparatus.
a diffusione del fumo di tabacco in ambito
sportivo, sia agonistico che amatoriale, è confermata da casistiche effettuate sia nel nostro Paese che in altre Nazioni. Queste indagini mostrano
una grande variabilità sul numero di fumatori:
dal 17% al 33% in Italia e dal 11,4% al 36 % negli
altri Paesi, mentre concordano sulla prevalenza di
fumatori negli sport di squadra 1-7.
Essendo trascorsi più di dodici anni dall’ultima
pubblicazione su tale argomento abbiamo ritenuto portare un contributo aggiornato sull’abitudine
tabagica nel mondo sportivo agonistico, con particolare riferimento agli effetti del fumo sull’apparato respiratorio.
Materials and methods
Materiali e metodi
Our sample was made up of 1178 athletes
(761 male of average age 25, and 417 female,
average age 23) who visited the Sports Medicine Department of CONI in 2012-2013 for
sports medicine assessment, including a specialist pneumological examination with spirometry. This functional investigation was carried
out with a Cosmed PFT 4 apparatus measuring:
slow vital capacity (VC), forced vital capacity
(FCC), forced expiratory volume in first second
(FEV1), maximum mid-expiratory flow (MMEF
or FEF 25-75), and maximum voluntary ventilation.
For the present investigation we considered
the data (expressed as a percentage variation of
the ERS 93) of FEV1 and MMEF, which are held
to be important parameters for the physiopathology of smoke-related chronic bronchopneumopathies as they measure the central and
peripheral airways respectively.
Individual consumption of cigarettes was
reported directly by each athlete during pneumological examination and posted in the spirometric examination expressed in packs per year
P/Y (packs per year = no. of cigarettes smoked
per day x no. of years of smoking/20) in line
with what is reported in the international literature.
All data obtained were processed statistically
and a difference of P<0.05 was considered significant.
Il campione preso in esame è costituito da 1178
atleti (761 maschi con età media 25 anni e 417
femmine con età media 23 anni) giunti presso
l’Istituto Medicina dello Sport del CONI, nel biennio 2012-2013, per eseguire la valutazione medico-sportiva comprendente anche visita specialistica pneumologica corredata da spirometria. Tale
indagine funzionale è stata effettuata con apparecchio Cosmed mod. PFT 4, con rilevamento di:
Capacità Vitale lenta (VC), Capacità Vitale Forzata (FVC), Volume Espiratorio Forzato al primo
secondo (FEV1), Massimo Flusso Medio Espiratorio
(MMEF o FEF 25-75), e Massima Ventilazione Volontaria.
Per la presente indagine abbiamo preso in considerazione i dati (espressi come variazione percentuale del predetto, ERS 93) di FEV1 e MMEF,
ritenuti parametri importanti per la fisiopatologia
delle broncopneumopatie croniche fumo correlate,
in quanto misura rispettivamente delle vie aeree
centrali e periferiche.
Il consumo individuale di sigarette è stato riferito direttamente da ciascun atleta nel corso della
visita pneumologica e riportato nell’esame spirometrico, ed espresso in pack-years - P/Y - (pacchetti
anno =N. sigarette fumate al giorno x n.° anni di
fumo / 20), seguendo quanto riportato nella letteratura internazionale.
Tutti i dati rilevati sono stati elaborati statisticamente ed è stata considerata significativa una
differenza di P<0,05.
Risultati
Results
We identified three groups in the 1178 athletes examined: habitual smokers, occasional
smokers and ex smokers (Table I).
594
Nei 1178 atleti presi in esame abbiamo individuato tre gruppi: fumatori abituali, fumatori occasionali ed ex fumatori (Tabella I).
Un gruppo di 100 atleti pari al 8,49% del cam-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
Table I.—Percentage distribution of the sample in relation to the smoking habit and cigarette consumption
expressed in P/Y.
Tabella I. — Distribuzione percentuale del campione in rapporto all’abitudine tabagica e consumo sigarette
espresso in P/Y.
Atlete (N.=1178)
male (N.=761)
female (N.=417)
Age (average)
Cigarettes smoked
Athletes engaged in team sports
and cigarettes smoked
Athletes engaged in individual
sports and cigarettes smoked
Habitual smokers
Occasional smokers
Ex smokers
Non smokers
100 (8.49%)
71 (71%)
29 (29%)
26.5
2.5 P/Y
53 athletes (53%)
2.7 P/Y
47 athletes (47%)
2.3 P/Y
13 (1.10%)
9 (69%)
4 (31%)
27.8
< 1 cig./die
4 athletes (30.8%)
28 (2.38%)
20 (71%)
8 (29%)
25.7
2.4 P/Y
10 athletes (35.7%)
3.8 P/Y
18 athletes (64.3%)
1.7 P/Y
1037 (88.03%)
661 (64%)
376 (36%)
23.8
9 athletes (69.2%)
P/Y - (pack-years) = no. cigarettes smoked per day x no. years smoking / 20
A group of 100 athletes, 8.49% of the sample
(71 male; 29 female; average age 26.5) were habitual smokers with an average consumption of
2.5 P/Y: of this group 53 athletes took part in
team sports (average consumption 2.7 P/Y) and
47 participated in individual events (consumption 2.3 P/Y).
A group of 13 athletes (1.10%, 9 male, 4 female; average age 27.8) were occasional smokers (<1 cigarette/day). Four athletes in this
group engaged in team sports and 9 in individual sports.
A group of 28 ex smokers (2.38% averaging
2.4 P/Y [71% male; 29% female; average age
25.7]). Of these athletes, 10 had an average
consumption of 3.8 P/Y and engaged in team
sports, while 18 with an average consumption
of 1.7 P/Y engaged in individual sports.
In Table II we distributed the athletes on the
basis of the pneumological classification, which
pione (71 maschi; 29 femmine; età media 26,5
anni) è risultato essere fumatore abituale con
una media di sigarette fumate di 2,5 P/Y: di questo gruppo fanno parte 53 atleti praticanti sport
di squadra, con una media di 2,7 P/Y, e 47 atleti
impegnati in discipline individuali con un consumo di 2,3 P/Y.
Un gruppo di 13 atleti (1,10%; 9 maschi, 4 femmine; età media 27,8 anni) è risultato essere fumatore occasionale (<1 sigaretta/die). In questo
gruppo 4 atleti svolgono sport di squadra e 9 sport
individuali.
Un gruppo di 28 atleti ex fumatori (2,38% con
una media di sigarette fumate di 2,4 P/Y [71% maschi; 29% femmine; età media 25,7 anni]). Di questi atleti, 10 atleti praticavano sport di squadra con
una media di 3,8 P/Y, mentre 18 atleti erano impegnati in sport individuali con una media di 1,7 P/Y.
In Tabella II abbiamo distribuito gli atleti in
base alla classificazione pneumologia delle attivi-
Table II.—Subdivision of athletes on the basis of the pneumological classification of sporting activity.
Tabella II. — Suddivisione degli atleti in base alla classificazione pneumologica delle attività sportive.
Class A: Apnea
–– 8 habitual smokers (8%)
–– 1 occasional smoker (7.7)
–– 2 ex smokers (7.14%)
Class B: intermittent ventilation
–– 92 habitual smokers (92%)
–– 12 occasional smokers (92.3)
–– 25 ex smokers (89.3%)
Class B1: no increase in intrapulmonary pressure
–– 56 habitual smokers (60.9%)
–– 4 occasional smokers (33.3)
–– 15 ex smokers (60%)
Class B2: with increase in intrapulmonary pressure
–– 36 habitual smokers (31.1%)
–– 8 occasional smokers (66.7)
–– 10 ex smokers (40%)
Class C: increase in pulmonary ventilation without increase in intrapulmonary pressure
–– 0 habitual smokers
–– 0 occasional smokers
–– 1 ex occasional smoker (3.6%)
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
595
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
Table III.—Values of respiratory function parameters expressed as % of theoretical values.
Tabella III. — Valori dei parametri di funzionalità respiratoria espressi come percentuale dei valori teorici.
Mean
SD
Mean
SD
Habitual smokers
Occasional smokers
Ex smokers
Non smokers
FEV1% pred
FEV1% pred
FEV1% pred
FEV1% pred
111.50
11.26
116.30
10.87
111.60
13.78
113.40
11.22
MMEF
MMEF
MMEF
MMEF
99.45
17.59
105.50
21.85
99.52
19.87
100.90
18.10
FEV1: Forced expiratory volume in first second
Maximum mid-expiratory flow (MMEF or FEF 25-75)
divides sports 8 into three classes in relation to
the physiological and biomechanical involvement of the respiratory system: “Class A”, apnea sports; “Class B”, intermittent ventilation
sports, in its turn divided into two subgroups
B1 without and B2 with increase in intrapulmonary pressure; “Class C”, sports with constant
increase in pulmonary ventilation without increase in intrapulmonary pressure.
“Class A” included 8 habitual smokers, 1 occasional smoker and 2 ex-smokers. “Class B”
contained 92 habitual smokers: of these 56
were part of subgroup B1 and 36 B2. “Class B”
also included 12 occasional smokers, 4 of them
in B1 and 8 in B2. There were 25 ex smokers
in class B, 15 of them in subgroup B1 and 10 in
B2. None of our athletes engaged in a sporting
activity involving increased pulmonary ventilation without increase in intrapulmonary pressure (class C).
Table III shows the mean values and SD of
FEV1 and MMEF, expressed as percentages with
respect to the above of the 100 habitual smokers, the 13 occasional and the 28 ex smokers in
comparison with the 1037 healthy non-smoking
athletes: no significant difference was encountered between the two respiratory parameters
considered in these four groups of athletes.
There was no correlation between the
number of cigarettes smoked, expressed in P/Y,
and the FEV1 value of the 100 smokers; (P>0.05;
Figure 1), something which is observed when
considering the value of MMEF (P=0.0172; Figure 2). In the ex smokers there was no significant correlation between these two parameters
and P/Y.
Discussione
Discussion
According to a DOXA survey (2013), smokers in Italy number 20.6% of the population
596
tà sportive 8 che suddivide gli sport in tre classi in
relazione all’impegno fisiologico e biomeccanico
dell’apparato respiratorio: “classe A” sport in apnea; “classe B” sport con andamento intermittente
della ventilazione, con due sottogruppi senza (B1)
o con (B2) aumento delle pressioni intrapolmonari; “classe C” sport con aumento costante della
ventilazione polmonare senza aumento delle pressioni intrapolmonari.
Della “classe A” fanno parte 8 atleti fumatori
abituali, 1 fumatore occasionale e 2 ex fumatori.
Della “classe B” fanno parte 92 fumatori abituali: 56 dei quali impegnati nel sottogruppo B1 e 36
in quello B2. Nella stessa “classe B” trovano posto
12 atleti fumatori occasionali così suddivisi: 4 in
B1 e 8 in B2 25 gli ex fumatori della classe B: 15
del sottogruppo B1 e 10 del sottogruppo B2. Nessun
atleta fumatore è risultato essere appartenente ad
attività sportive che comportano un aumento della
ventilazione polmonare senza aumento delle pressioni intrapolmonari (classe C).
In Tabella III sono riportati i valori medi, e la
deviazione standard del FEV1 e del MMEF, espressi
in valore percentuale rispetto al predetto, dei 100
fumatori abituali, dei 13 occasionali, e dei 28 ex
fumatori in confronto ai 1037 atleti sani non fumatori: alcuna differenza significativa è stata rilevata tra i due parametri respiratori considerati in
questi quattro gruppi di atleti.
Tra il numero di sigarette fumate, espresso in
P/Y, e valore del FEV1 dei 100 atleti fumatori non
risulta una significativa correlazione (P>0,05; Figura 1), questa invece la si riscontra considerando il valore del MMEF (P=0,0172; Figura 2). Negli
atleti ex fumatori non risulta alcuna correlazione
significativa tra questi due parametri ed i P/Y.
Secondo l’indagine DOXA (2013) i fumatori in
Italia sono il 20,6% della popolazione (di questi il
26,2% maschi, e 15,3% femmine), gli ex fumatori
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
Figure 1.—Correlation between FEV1 and P/Y in smoker and ex-smoker athletes.
Figura 1. — Correlazione FEV1 e P/Y negli atleti fumatori ed ex fumatori.
Figure 2.—Correlation MMEF and P/Y in smoker and ex-smoker athletes.
Figura 2. — Correlazione MMEF e P/Y negli atleti fumatori ed ex fumatori.
(of these 26.2% are male and 15.3% female),
ex smokers number 13.1% (18% male and 8.5%
female).
In view of these data, the diffusion of tobacco smoking in competitive sportspersons is by
no means negligible with 8.5% of the athletes
examined being habitual smokers, to however
modest an extent (2.5 P/Y): this percentage is,
however, lower than that reported in the literature,1-7 while we confirm a higher diffusion in
athletes engaging in team sports, perhaps as a
result of an emulation phenomenon, a subject
for sports psychologists. It should be stressed
that the number of cigarettes/day was declared
by the athlete. It is legitimate to suspect that the
Vol. 67 - No. 4
rappresentano il 13,1% (dei quali 18% sesso maschile, e 8,5% sesso femminile).
In considerazione di tali dati, la diffusione
dell’abitudine tabagica nello sport agonistico non
è trascurabile avendo rilevato che ben l’8,5% degli
atleti esaminati è fumatore abituale anche se in
misura molto modesta (2,5 P/Y): tale percentuale
tuttavia è inferiore a quelle riportate nella citata
letteratura 1-7, mentre si conferma una maggior
diffusione tra gli atleti praticanti sport di squadra,
forse per un fenomeno di emulazione, materia degli psicologici dello sport. Si sottolinea che il numero di sigarette/die è stato dichiarato dall’atleta
stesso, pertanto si potrebbe sospettare un numero
superiore a quello dichiarato.
Che gli effetti del fumo di sigaretta influenzino
MEDICINA DELLO SPORT
597
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
number might be higher than that admitted to.
It is well documented in a number of “acute”
and “chronic” studies that the effects of cigarette
smoking significantly affect the cardiorespiratory physiological response to physical exercise.
As regards “acute” studies (namely carried out
after a number of cigarettes has been smoked)
observations include a reduction in maximum
oxygen consumption (VO2max), anaerobic
threshold (AT) and oxygen pulse (VO2/HR), an
increase in heart rate, the quota of inefficient
ventilation for gas exchange, an increase in the
pressure of end-tidal carbon dioxide (PETCO2),
and the index of impaired pulmonary gas exchange.9-11
As regards the “chronic” effects of the smoking habit, Marti et al.12 showed in a 16 km
test run that physical stamina was inversely
proportional to daily cigarette consumption
and number of years smoking. Other studies
have confirmed that smokers have less stamina
than non-smokers.13, 14 The lower tolerance to
physical exercise in smokers derives from the
reduced aerobic capacity consequent on carbon dioxide intoxication which determines an
impairment in the transport and use of oxygen by the peripheral tissues and a reduction
in the anaerobic threshold. Kobayashi et al.15
observed that, compared to non-smokers, habitual smokers present a significantly lower
VO2max per kg body weight and minute ventilation (VE). During sub-maximal work at equivalent levels of effort in the two groups, the VE/
VO2 ratio was higher by an average of 11% in
smokers. Concentrations of lactate in the blood
of smokers were higher and the VO2/HR ratio
significantly lower, indicative of a reduced extraction of oxygen as a result of carbon monoxide. Resting heart rate was significantly higher
and its recovery after exercise much slower in
smokers.
A longitudinal study 16 examined the association between the cigarette smoking habit and
the long-term decline in physical performance,
defined as total work carried out during an
ergometer bicycle test divided by body weight.
In adolescents too cigarette smoking is associated with significant negative effects on
cardiopulmonary function and exercise tolerance.17
As for the effects of smoking on the respiratory apparatus (another aim of the present investigation) reported data 18 clearly show that
smoking leads to a decline in FEV1 which is
dose-dependent, and it is more than 10 ml/year
598
in modo significativo la risposta fisiologica cardiorespiratoria all’esercizio fisico sono ben documentati in diversi studi effettuati sia “in acuto” che “in
cronico”.
Per quanto riguarda gli studi effettuati “in acuto” (cioè dopo avere fumato un numero vario di sigarette) è stata riscontrata una riduzione del massimo consumo di ossigeno (VO2 max), della soglia
anaerobica (AT), del polso di ossigeno (VO2/HR),
un aumento della frequenza cardiaca, della quota di ventilazione inefficiente ai fini degli scambi
gassosi, un aumento della pressione dell’anidride
carbonica di fine espirazione (PETCO2), indice
di un alterato scambio dei gas a livello polmonare 9-11.
Anche per quanto riguarda gli effetti “in cronico” dell’abitudine tabagica, Marti et al.12 con un
test di corsa di 16 Km, hanno dimostrato che la
capacità di resistenza fisica era inversamente proporzionale al consumo di sigarette giornaliere e
agli anni di fumo. Anche altri studi hanno confermato che i fumatori hanno una minore capacità
di resistenza fisica rispetto ai non fumatori 13, 14.
La minore tolleranza all’esercizio fisico presente
nei fumatori deriva da una riduzione della capacità aerobica conseguente all’intossicazione da
monossido di carbonio che determina una alterazione del trasporto e dell’utilizzo dell’ossigeno da
parte dei tessuti periferici e una riduzione della
soglia anaerobica. Kobayashi et al.15 hanno rilevato che, rispetto ai non fumatori, i fumatori abituali hanno un VO2max per kg di peso corporeo e
una ventilazione minuto (VE) significativamente
inferiori. Durante il lavoro sub-massimale a livelli equivalenti di sforzo nei due gruppi il rapporto
VE/VO2 era più elevato nei fumatori in media del
11%. Le concentrazioni di lattato nel sangue dei
fumatori erano superiori e il rapporto VO2/HR era
significativamente inferiore, indicando una ridotta estrazione dell’ossigeno, a causa del monossido
di carbonio. La frequenza cardiaca a riposo era
significativamente più alta nei fumatori e il suo
recupero dopo il test da sforzo è stato molto più
lento nei fumatori.
Uno studio longitudinale 16 ha preso in esame
l’associazione tra l’abitudine al fumo di sigaretta e il declino a lungo termine del performance
fisica definito come lavoro complessivo svolto durante un test al cicloergometro diviso per il peso
corporeo.
Anche negli adolescenti il fumo di sigaretta è
associato a significativi effetti negativi sulla funzionalità cardiopolmonare e sulla tolleranza allo
sforzo 17.
Per quanto riguarda gli effetti del fumo sull’apparato respiratorio (altro scopo della presente in-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
higher than in non-smokers and ex-smokers:
in the athletes studied in the present investigation, however, no significant differences were
observed for this parameter among the athletes
belonging to the three groups considered and
among these and non-smoking athletes. Further, we did not observe any significant relationship between the number of cigarettes
smoked and the value of FEV1. This absence
of significant differences might be explained
by the data reported by the Garcia-Aymerich
et al.19 study: regular physical activity modifies
the smoking-related decline in respiratory function, particularly active smokers taking part in
moderate or intensive physical activity show
a reduced decline in FEV1 compared to those
with low physical activity.
Our study, however, showed a significant relationship (P=0.0172) between the number of
cigarettes smoked and the decrease in MMEF:
low values of this parameter in the presence
of normal FEV1 are interpreted as a sign of obstruction of the small airways (last conduction
component before the alveolar bronchioles and
the alveoli proper), and therefore an expression
of their inflammatory involvement.20, 21Study
of the small airways even by simply observing
MMEF is therefore important and represents
one of the first physiopathological changes in
smokers, the first stage on the way to chronic
obstructive pathology.22, 23
The results obtained in the meta-analysis of a
systematic review of 218 epidemiological studies published up to 2006 confirm and quantify
the relationship of cigarette smoking to chronic obstructive bronchopneumopathy (COBP),
chronic bronchitis and emphysema.24 In fact,
by inducing a chronic inflammatory response
in the airways, chronic exposure to tobacco
smoke over time represents by far the greatest risk factor for COBP, characterised functionally by an evolutive, persistent limitation to air
flow.25
If cigarette smoke is responsible for oxidative stress and inflammation of the airways,26, 27
by contrast the effect of physical exercise is to
regulate oxidative stress 28 and is systemically
anti-inflammatory.29
A number of longitudinal studies have identified a significant association between physical activity, cigarette smoking and variations in
respiratory function over time, documenting
that physical activity, non-smoking and giving
up smoking are associated with maintenance of
respiratory function and slowing up its decline,
Vol. 67 - No. 4
dagine) i dati in letteratura 18 mostrano chiaramente che il fumo porta ad un declino del FEV1
che è dose-dipendente, ed è più di 10 ml/anno
superiore rispetto ai non fumatori e agli ex-fumatori: tuttavia, negli atleti della presente indagine
non sono state riscontrate differenze significative
per tale parametro tra gli atleti appartenenti ai tre
gruppi considerati e tra questi e gli atleti non fumatori. Inoltre, non abbiamo rilevato una relazione significativa tra il numero si sigarette fumate
e il valore del FEV1. Questa assenza di differenze
significative, potrebbe essere spiegata con i dati
dello studio di Garcia-Aymerich et al.19: una regolare attività fisica modifica il declino fumo correlato della funzionalità respiratoria, in particolare
i fumatori attivi con moderata o elevata attività
fisica hanno mostrato un ridotto declino del FEV1
rispetto a quelli con bassa attività fisica.
Il nostro studio, tuttavia, ha rivelato una relazione significativa (P=0,0172) tra il numero di
sigarette fumato e il decremento del MMEF: valori bassi di questo parametro in presenza di FEV1
normali vengono interpretati come segno di ostruzione delle piccole vie aeree (ultima componente
di conduzione prima dei bronchioli alveolari e
degli alveoli veri e propri), pertanto espressione
di un loro interessamento flogistico 20, 21 Pertanto,
lo studio delle piccole vie aeree, attraverso anche
il semplice rilevamento del MMEF, è importante,
rappresentando uno dei primi cambiamenti fisiopatologici nei soggetti fumatori, prima tappa della
patologia cronica ostruttiva 22, 23.
I risultati ottenuti da una meta-analisi di una
revisione sistematica di 218 studi epidemiologici
pubblicati fino al 2006 confermano e quantizzano la relazione del fumo di sigaretta con la
broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO),
la bronchite cronica e l’enfisema 24. Infatti, la persistente esposizione al fumo di tabacco nel corso
del tempo, inducendo una risposta infiammatoria cronica a livello delle vie aeree, rappresenta di
gran lunga il fattore di rischio più importante per
la BPCO, caratterizzata da un punto di vista funzionale da una evolutiva e persistente limitazione
al flusso aereo 25.
Se il fumo di sigaretta è responsabile dello stress
ossidativo e del processo flogistico a carico delle
vie aeree 26, 27, al contrario, l’esercizio fisico ha un
effetto di regolazione sullo stress ossidativo 28 e ha
un effetto antinfiammatorio sistemico 29.
Diversi studi longitudinali hanno rilevato una
associazione significativa tra l’attività fisica, il
fumo di sigaretta e le variazioni della funzionalità respiratoria nel tempo, documentando che l’attività fisica, il non fumare e la cessazione dell’abitudine tabagica sono associati al mantenimento
MEDICINA DELLO SPORT
599
Diffusion of smoking in competitive sport
DI CAVE
while the smoking habit and a sedentary lifestyle are associated with low levels of respiratory function.30-33 So the tobacco habit and a
sedentary lifestyle are associated with a quicker
decline in respiratory function, and smokers
with low levels of physical activity have a higher probability of developing COBP.34
In our study and unlike what was observed
in smokers, the lack of correlation between the
value of MMEF and that of P/Y observed in exsmoking athletes, shows that stopping smoking
reduces the risk of smoking-related chronic pathology, especially if the subject also engages
in sport.
Conclusions
The data emerging from our series confirm
the diffusion of cigarette smoking in sportspersons and document how cigarette smoking damages the small airways as measured by
the MMEF expression of the changes present in
the initial stages of a smoke-related obstructive
syndrome although they do not yet show any
significant effects on the value of FEV1. This latter finding can probably be linked to the protective function of regular physical activity on
the decline in respiratory function,19 as also to
the low number of cigarettes smoked by the
sample of smokers examined and to the values of FEV1 which are higher compared to the
standards for the same age and physical constitution. It is possible that in smoking athletes
who continue to smoke, as the years go by and
competitive level sporting activity is gradually
abandoned there is an increased risk of triggering those physiopathological mechanisms
leading to the onset of chronic bronchopneumopathy.
The absolute normality of spirometric data
in ex smokers shows that stopping smoking
along with engaging in constant physical activity can reduce oxidative stress and the inflammation induced by smoking and reduce the risk
of COBP: it follows that physical activity may
be helpful to those trying to stop smoking and
make it easier to manage withdrawal.
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lento declino, mentre l’abitudine tabagica e uno
stile di vita sedentario sono associati a bassi livelli
di funzionalità respiratoria 30-33. Dunque, l’abitudine tabagica e uno stile di vita sedentario sono
associati ad un più rapido declino della funzionalità respiratoria, e i fumatori con bassi livelli di
attività fisica hanno una maggiore probabilità di
sviluppare la BPCO 34.
Nel nostro studio la non correlazione riscontrata negli atleti ex fumatori tra il valore del MMEF
e quello del P/Y, a differenza di quanto rilevato
nei fumatori, dimostra che la cessazione dell’abitudine tabagica diminuisce il rischio di patologia
cronica fumo correlata, soprattutto se si pratica
anche un’attività sportiva.
Conclusioni
I dati ottenuti dalla nostra casistica confermano la diffusione dell’abitudine tabagica nel mondo sportivo e documentano gli effetti nocivi che il
fumo di sigaretta ha sulla compromissione delle
piccole vie aeree, misurata dal MMEF espressione
delle alterazioni presenti negli stadi iniziali di una
sindrome ostruttiva fumo-correlata anche se non
mostrano ancora effetti significativi sul valore del
FEV1. Quest’ultimo dato probabilmente può essere
collegato alla funzione protettiva di una regolare
attività fisica sul declino della funzionalità respiratoria 19, come pure al basso numero di sigarette
fumate da parte del campione di fumatori esaminato e ai valori di FEV1 maggiori rispetto agli standard per pari età e costituzione fisica. È possibile
che negli atleti fumatori che persistono nella abitudine tabagica aumenti con il passare degli anni
e con la naturale graduale sospensione dell’attività sportiva di livello, il rischio di instaurazione di
quei meccanismi fisiopatologici che portano all’insorgenza della broncopneumopatia cronica.
L’assoluta normalità dei dati spirometrici negli
ex fumatori dimostra che la cessazione del fumo
insieme con la pratica di una costante attività fisica può ridurre lo stress ossidativo e l’infiammazione indotti dal fumo e ridurre il rischio di BPCO:
ne deriva che l’attività fisica può essere di aiuto a
chi cerca di smettere di fumare facilitandolo nel
gestire l’astinenza.
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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 November 11, 2014. - Accepted for publication on November 12, 2014.
Corresponding author: M. Appodia, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport “Antonio Venerando”, Largo Piero Gabrielli
1, 00197 Rome, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
601

MED SPORT 2014;67:603-15
Association between resting metabolic
rate and objectively measured
physical activity in South African
adolescents: the PAHL study
Associazione tra ritmo metabolico a riposo e
attività fisica misurata in maniera obiettiva in
adolescenti sudafricani: lo studio PAHL
S. N. WUSHE, S. J. MOSS, M. A. MONYEKI
Physical Activity, Sport and Recreation, North‑West University, Potchefstroom, South Africa
SUMMARY
Aim. Behaviour established in adolescence is often carried into adulthood. This study aims to identify habitual physical activity (PA) patterns and energy expenditure in 15-16-year old adolescents as well as determine the association
between resting metabolic rate (RMR) and objectively determined PA in 15-16-year old adolescents.
Methods. Adolescents (29 boys, 32 girls) from the on-going five year Physical Activity and Health Longitudinal Study
(PAHLS; 2010-2014) were included in the study. RMR was measured by indirect calorimetry following an overnight
fast. PA was assessed over seven days using the Actiheart® (Cambridge, UK). Data analysis consisted of independent
t-tests, Mann-Whitney U-test and multiple regression analysis using SPSS version 20.
Results. Girls spent significantly (P<0.05) more minutes/day in moderate-to-vigorous PA, than boys. Boys had
significantly higher (P<0.05) RMR and total energy expenditure than girls. However, girls attained significantly
higher (P=0.022) activity energy expenditure values than boys. After adjustment for confounding factors in multiple regression, it is evident that moderate and vigorous PA had a large positive effect on RMR, standardised
ß=0.395 and 4.070 respectively. Additionally, regression analysis between RMR and moderate PA yielded an
r2=0.46 (P<0.05).
Conclusion. The present results show a significant direct relationship between RMR and PA. Standardised ß=0.395
indicates that as moderate PA increases by one standard deviation, RMR increases by 0.395 standard deviations. An
r2 of 0.46 suggests that moderate PA accounts for almost 50% of the variation of RMR in adolescents.
Key words: Motor activity - Basal metabolism - Obesity - Adolescents.
RIASSUNTO
Obiettivo. Il comportamento consolidato nel corso dell’adolescenza viene spesso mantenuto in età adulta. Obiettivo
del presente studio è stato quello di identificare i modelli di attività fisica abituali e il dispendio energetico negli adole‑
scenti di 15-16 anni di età, oltre a stabilire l’associazione tra ritmo metabolico a riposo (resting metabolic rate, RMR)
e attività fisica determinata in maniera obiettiva in adolescenti di 15-16 anni di età.
Metodi. Allo studio hanno preso parte 61 adolescenti (29 ragazzi, 32 ragazze) provenienti dallo studio quinquennale,
attualmente in fase di svolgimento PAHLS (Physical Activity and Health Longitudinal Study; 2010-2014). L’RMR è
stato misurato tramite calorimetria indiretta dopo un digiuno notturno. L’attività fisica è stata valutata in un periodo di
sette giorni utilizzando il dispositivo Actiheart® (Cambridge, Regno Unito). L’analisi dei dati è stata condotta con i test
t per gruppi indipendenti, il test U di Mann-Whitney e l’analisi di regressione multipla usando il software statistico per
le scienze sociali (SPSS), versione 20.
Risultati. Le ragazze hanno trascorso un numero significativamente più elevato (P<0,05) di minuti/giorno in attività
fisiche da moderate a intense rispetto ai ragazzi. I ragazzi hanno mostrato un RMR (P<0,05) e un dispendio ener‑
getico totale significativamente più elevati rispetto alle ragazze. Tuttavia, le ragazze hanno mostrato un dispendio
energetico dell’attività fisica significativamente più elevato (P=0,022) rispetto ai ragazzi. Dopo l’adattamento per i
fattori di confondimento nella regressione multipla, è evidente che l’attività fisica moderata e intensa ha un ampio
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
603
WUSHE
The PAHL study
effetto positivo sul RMR, con un ß standardizzato pari rispettivamente a 0,395 e 4,070. Inoltre, l’analisi di regressione
tra RMR e attività fisica moderata ha mostrato un r2=0,46 (P<0,05.)
Conclusioni. Gli attuali risultati mostrano una significativa relazione diretta tra RMR e attività fisica. Il ß standardiz‑
zato=0,395 indica che con l’aumento dell’attività fisica moderata di una deviazione standard, l’RMR aumenta di
0,395 deviazioni standard. Un r2 di 0,46 suggerisce che l’attività fisica moderata è responsabile di circa il 50% della
variazione nel RMR negli adolescenti.
Parole chiave: Attività motoria - Metabolismo basale - Obesità - Adolescenti.
T
he prevalence of overweight and obesity
amongst adolescents is a disturbing health
problem worldwide.1, 2 Overweight and obesity among South African adolescents at present
is said to be on par with that of many industrialised nations and amongst the highest in
Africa.3 A recent study of 3511 children and
adolescents from rural villages in Mpumalanga
showed a relatively high prevalence of overweight and obesity in girls, reaching 20-25% in
late adolescence,4 while data shows that obesity in male South African adolescents doubled
from 1.6% in 2002 to 3.3% in 2008.5 In the
North West Province, a 17.3% prevalence of
obesity in 14 year old female adolescents was
reported in 2012.6 Factors assumed to play a
role in the gender disparity of obesity prevalence include the differences in the total energy expenditure (TEE), resting metabolic
rate (RMR), physical activity (PA) and timing
of sexual maturation.4 Fundamentally, obesity is the result of energy imbalance. Energy
expenditure is dependent on activity energy
expenditure (AEE), RMR, and dietary intake
thermogenesis (DIT).1
Being overweight during adolescence is
strongly associated with an increased risk
of adulthood overweight and obesity.2, 7 PA
is hypothesized to protect individuals from
developing obesity by increasing energy expenditure and RMR.2 PA influences energy expenditure in two ways: firstly, habitual PA increases the amount of TEE. Secondly, PA helps
maintain fat free mass, which in turn helps to
maintain a higher RMR.8 RMR represents 6075% of TEE therefore playing a substantial role
in maintaining a healthy body weight. Because
fat free mass is a primary determinant of RMR,
factors that influence RMR often do so through
their effect on fat free mass.8
Although the effects of PA on RMR have
been extensively studied, scientific literature is
not completely conclusive in this area.2, 9 Some
researchers indicate that PA may positively affect RMR, and that low RMR is a predictor of
604
L
a prevalenza di sovrappeso e obesità tra gli adolescenti è un allarmante problema sanitario in
tutto il mondo 1, 2. Si stima che le percentuali di
sovrappeso e obesità tra gli adolescenti sudafricani siano attualmente simili a quelle di numerose nazioni industrializzate e tra le più elevate
in Africa 3. Un recente studio condotto con 3511
bambini e adolescenti provenienti da villaggi rurali in Mpumalanga ha mostrato una prevalenza
relativamente elevata di sovrappeso e obesità nelle
ragazze, che raggiunge il 20-25% nell’adolescenza inoltrata 4, mentre i dati mostrano che l’obesità
negli adolescenti maschi sudafricani è raddoppiata dall’1,6% nel 2002 al 3,3% nel 2008 5. Nel 2012,
nella provincia del Nordovest, è stata riportata
una prevalenza dell’obesità pari al 17,3% negli
adolescenti di sesso femminile di 14 anni di età 6.
I fattori che si suppone rivestano un ruolo nella
disparità di genere della prevalenza dell’obesità
includono le differenze nel dispendio energetico
totale (DET), nel ritmo metabolico a riposo (resting metabolic rate, RMR), nell’attività fisica e
nel periodo di maturazione sessuale 4. Fondamentalmente, l’obesità è il risultato di uno squilibrio
energetico. Il dispendio energetico dipende dal
dispendio energetico dell’attività fisica, dal RMR e
dalla termogenesi indotta dalla dieta 1.
Il sovrappeso durante l’adolescenza è fortemente associato a un maggiore rischio di sovrappeso e
obesità in età adulta 2, 7. Si reputa che l’attività fisica protegga gli individui dallo sviluppo dell’obesità, aumentando il dispendio energetico e il RMR 2.
L’attività fisica influenza il dispendio energetico
in due modi: innanzitutto, l’attività fisica abituale aumenta il livello del DET; in secondo luogo,
aiuta a preservare la massa magra, che a sua volta
contribuisce a mantenere un RMR più elevato 8.
Il RMR rappresenta il 60-75% del dispendio energetico totale (DET), rivestendo pertanto un ruolo
essenziale nel mantenere un peso corporeo sano.
Poiché la massa magra è un determinante primario del ritmo metabolico a riposo, spesso i fattori
che influenzano il RMR esplicano tale azione tramite il loro effetto sulla massa magra 8.
Anche se gli effetti dell’attività fisica sul RMR
sono stati ampiamente studiati, la letteratura
scientifica non mostra conclusioni definitive in
quest’area 2, 9. Alcuni ricercatori hanno suggerito
che l’attività fisica può influenzare positivamente
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The PAHL study
WUSHE
obesity.2, 8, 9 The decrease in RMR as a result of
a decline in lean muscle mass further exacerbates the fall in RMR brought on by energy restriction.8 A longitudinal study found that persons who increase their PA also increase their
RMR.9 The findings of an early study reflect the
well-established hypothesis that RMR remains
elevated for several hours after exercise.9
The modern day inactive lifestyles of adolescents contribute to a positive energy balance and early development of obesity, as well
as a lowered motivation to participate in organised sport.10, 11 Currently, the majority of
South African adolescents do not engage in
the recommended levels of PA associated with
positive health outcomes.12, 13 One study reported that only 42% of South African adolescents participate in sufficient moderate to
vigorous physical activity (MVPA),14 while another revealed that 73% of black adolescents
and 61% of white adolescents from the North
West Province of South Africa are physically
inactive.15
In Southern Africa the relationship between
RMR and PA has not been extensively studied
in adolescents. There were two aims to this
study; 1) to identify energy expenditure an PA
patterns in 15-16-year old adolescents; 2) to
determine the association between RMR and
objectively determined PA in 15-16-year old
adolescents This is the first study to use indirect calorimetry to measure RMR, and combined accelerometry and heart rate to objectively measure PA in South African adolescents.
il RMR e che un basso RMR sia un fattore predittivo dell’obesità 2, 8, 9. La riduzione del RMR conseguente a una riduzione della massa muscolare
magra peggiora ulteriormente la riduzione del
RMR dovuta alla restrizione energetica 8. Uno studio longitudinale ha indicato che le persone che
aumentano il loro livello di attività fisica aumentano anche il loro RMR 9. I risultati di uno studio
iniziale riflettono l’ipotesi ben consolidata che il
RMR rimane elevato per numerose ore dopo l’esercizio fisico 9.
I moderni stili di vita sedentari degli adolescenti
contribuiscono a un bilancio energetico positivo
e allo sviluppo precoce dell’obesità, come pure a
una più bassa motivazione a partecipare a sport
organizzati 10, 11. Attualmente, la maggior parte
degli adolescenti sudafricani non pratica i livelli
raccomandati di attività fisica associati a esiti positivi per la salute 12, 13. Uno studio ha riportato che
solo il 42% degli adolescenti sudafricani pratica
un sufficiente livello di attività fisica moderataintensa 14, mentre un altro studio ha osservato che
il 73% degli adolescenti neri e il 61% degli adolescenti bianchi della provincia sudafricana del
Nordovest sono fisicamente inattivi 15.
In Sudafrica, la relazione tra RMR e attività fisica non è stata ampiamente studiata negli adolescenti. Il presente studio si è posto due obiettivi:
1) identificare il dispendio energetico e i profili di
attività fisica negli adolescenti di età compresa tra
i 15 e i 16 anni; 2) stabilire l’associazione tra RMR
e attività fisica determinata in maniera obiettiva
in adolescenti di età compresa tra i 15 e i 16 anni.
Si tratta del primo studio che abbia usato la calorimetria indiretta per misurare il RMR e l’accelerometria e la frequenza cardiaca per misurare in
maniera obiettiva l’attività fisica negli adolescenti
sudafricani.
Materials and methods
Materiali e metodi
Study design
Disegno dello studio
This is a cross sectional analysis of data
obtained as part of an observational cohort
study within the five year Physical Activity and
Health Longitudinal Study (PAHL study). The
larger PAHL study is an observational multidisciplinary longitudinal study which started in
2010. The general aim of the study is to describe the development of physical activity and
determinants of health risk factors in adolescents.6 Prior to the study permission to conduct
the measurements was granted by the District
Manager of the Department of Education in
Potchefstroom. The protocol was approved by
the Ethics Committee of the North-West University (Ethics number: NWU-0058-01-A1) of
Si tratta di un’analisi trasversale dei dati ottenuti da uno studio di coorte osservazionale condotto nell’ambito dello studio quinquennale PAHL
(Physical Activity and Health Longitudinal Study).
Il più ampio studio PAHL è uno studio osservazionale, multidisciplinare e longitudinale avviato nel
2010. Obiettivo generale dello studio è quello di
descrivere lo sviluppo dell’attività fisica e i determinanti dei fattori di rischio per la salute negli
adolescenti 6. Prima di iniziare lo studio è stato ottenuto il permesso di condurre le misurazioni dal
Direttore di zona del dipartimento dell’istruzione
di Potchefstroom. Il protocollo è stato approvato
dal Comitato etico dell’Università della provincia
del Nordovest (numero c. etico: NWU-0058-01-A1)
del campus Potchefstroom. Le scuole partecipanti sono state contattate e informate sull’obiettivo
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
605
WUSHE
The PAHL study
the Potchefstroom campus. The participating
schools were contacted and briefed about the
purpose of the study and subsequently the informed consent was given by the school authorities, the parents and the pupils of the participating school. All participants had the study
protocol fully explained to them and gave voluntary informed consent prior to participation.
Confirmatory consent was provided by the
parents of the recruited adolescents.
Participants
Male and female adolescents aged 15-16
years in the 2012 calendar year, and of sound
health, were included in the study. The cohort
provided demographic information including age, gender, race, and socio-economic
background (township or town).6 Stature and
weight were measured using established International Society for the Advancement of
Kinanthropometry (ISAK) protocols.16 Body
mass index (BMI) was computed by dividing
weight (kilograms)/height2 (meters). The internationally accepted Slaughter (1988) equation,
approved for use in adolescents of different
ethnicities, was used to compute percentage
body fat.17 Fat free mass was calculated using
the Yuhasz (1977) equation which distinguishes between boys and girls.18 Variability in estimation of body fatness was reduced by having all measurements taken by Level 2 ISAK
anthropometrists.
Resting metabolic rate
RMR was measured by indirect calorimetry
using the Fitmate Pro (Cosmed, Italy). Participants were familiarized with the equipment and
given a briefing on the experimental protocol
before the day of the measurement. They were
advised to avoid medication, caffeine, smoking,
alcohol, and strenuous exercise the evening before testing. RMR was measured after a fasting
period of 10-12 hours. The participants were
requested to lie in a semi-recumbent position
for 10 minutes prior to the test.19 Testing was
done for 16 minutes. The first minute of measurement was discarded to ensure that the participants breathed normally and continuously
through the Fitmate mask during testing. The
Fitmate uses standard metabolic formulae to
calculate oxygen uptake. The Fitmate includes
an oxygen analyser but no carbon dioxide analyser, calculating RMR by assuming a respira-
606
dello studio e successivamente è stato fornito un
consenso informato alle autorità scolastiche, ai
genitori e agli alunni delle scuole partecipanti. Il
protocollo dello studio è stato spiegato in modo dettagliato a tutti i partecipanti, i quali hanno fornito
il loro consenso informato volontario prima della
partecipazione. Un consenso confermativo è stato
fornito ai genitori degli adolescenti reclutati.
Partecipanti
Allo studio hanno preso parte adolescenti di sesso maschile e femminile di età compresa tra i 15
e i 16 anni nell’anno solare 2012, i quali godevano tutti di buona salute. La coorte ha fornito dati
demografici inclusi età, sesso, etnia e background
socio-economico (municipalità o città) 6. Statura
e peso sono stati misurati usando i protocolli consolidati della società internazionale per l’avanzamento della chinantropometria (ISAK) 16. L’indice
di massa corporea (IMC) è stato calcolato dividendo peso (kg)/altezza (m2). L’equazione di Slaughter (1988), accettata in ambito internazionale
e approvata per l’uso negli adolescenti di diverse
etnie, è stata utilizzata per calcolare la percentuale di grasso corporeo 17. La massa magra è stata
calcolata usando l’equazione di Yuhasz (1977),
la quale distingue tra ragazzi e ragazze 18. La variabilità nella stima dell’adiposità corporea è stata
ridotta effettuando tutte le misurazioni mediante
antropometri ISAK di livello 2.
Ritmo metabolico a riposo
L’RMR è stato misurato tramite calorimetria
indiretta con il dispositivo Fitmate Pro (Cosmed,
Italia). I partecipanti hanno familiarizzato con i
dispositivi ed è stata fornita loro una spiegazione
del protocollo sperimentale prima del giorno della
misurazione. Ai partecipanti è stato chiesto di evitare medicinali, caffeina, fumo, alcol ed esercizio
fisico intenso la sera prima dei test. Il RMR è stato
misurato dopo un periodo di digiuno di 10-12 ore.
Ai partecipanti è stato chiesto di assumere una
posizione semi-supina per 10 minuti prima del
test 19. Il test è stato condotto per 16 minuti. Il primo minuto della misurazione è stato scartato per
garantire che i partecipanti respirassero normalmente e in maniera costante attraverso la maschera Fitmate durante il test. Il dispositivo Fitmate utilizza formule metaboliche standard per calcolare
il consumo di ossigeno. Tale dispositivo include un
analizzatore di ossigeno, ma è privo di un analizzatore del biossido di carbonio, e calcola il RMR
ipotizzando un quoziente respiratorio di 0,85.
Quest’ipotesi, tuttavia, introduce un piccolo errore
nella stima del RMR 19. Fitmate® ha dimostrato validità rispetto alla sacca di Douglas, lo standard di
riferimento per la misurazione dell’RMR 19. L’RMR
è stato riportato in kcal/giorno.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The PAHL study
WUSHE
tory quotient of 0.85. This assumption, however, introduces little error in estimating RMR.19
The Fitmate® has demonstrated validity against
the Douglas bag, the gold standard measure of
RMR.19 RMR was reported in kCal/day.
Objectively measured physical activity
The Actiheart® (CamNTech, Cambridge,
UK) is a tri-axial, combined accelerometer
and heart rate monitor capable of storing
time-sequenced data. Minutes per day spent
in sedentary, low, and MVPA were measured
using the Actiheart®. The Actiheart® also measured activity counts per minute, physical activity levels (PAL), and energy expenditure.20
Participants were told to wear the Actiheart®
24 hours a day, for seven days and PA data
was recorded at 60 second epochs. Data from
adolescents who wore the device for a minimum of 4 days (one of which was a weekend day) were included in the analysis. The
Actiheart® was placed on the left side of the
chest according to the manufacturer’s instructions which are detailed elsewhere.20 The Actiheart® device was then removed and the data
downloaded into a database using the accompanying commercial software (Version 2. 132,
Cambridge Neurotechnology Ltd. Cambridge,
UK). TEE was computed by means of a set of
inbuilt equations based on a branched model
approach constructed on the basis of accelerometry and heart rate; and the average number
of MET minutes/day spent in MVPA was computed by the associated Actiheart® software.
Specific MET cut-off points describe the
intensity level of physical activity: Sedentary
(<1.5 METs); light (1.5 METs-3 METs); Moderate (>3-6 METs) and Vigorous (>6 METs).
PAL is calculated by dividing TEE by RMR. The
PAL cut off points as described by the United
Nations Food and Agriculture Organisation,
2001 are; Sedentary (<1.40); Light (1.40-1.60);
Moderate (1.61-1.99); Heavy (2-2.4) and extremely heavy (>2.40).21 The participants were
instructed to carry on with their habitual lifestyle, keep the monitor on at all times, when
awake and asleep and only remove it when
bathing, swimming or partaking in high impact/collision sport (e.g., rugby).
Statistical analyses
All data analyses were performed with the
SPSS Version 20 software (IBM SPSS, Chicago,
Vol. 67 - No. 4
Attività fisica misurata in maniera obiettiva
Il dispositivo Actiheart® (CamNTech, Cambridge,
Regno Unito) è un accelerometro triassiale e cardiofrequenzimetro in grado di memorizzare i dati
in sequenza temporale. I minuti/giorno trascorsi
in attività fisiche sedentarie e ad intensità bassa e
moderata-intensa sono stati misurati usando il dispositivo Actiheart®. Actiheart® ha misurato anche
i conteggi di attività per minuto, i livelli di attività
fisica e il dispendio energetico 20. Ai partecipanti è
stato richiesto di indossare il dispositivo Actiheart®
24 ore al giorno, per sette giorni, e i dati relativi
all’attività fisica sono stati registrati ad epoche di 60
secondi. I dati ottenuti dagli adolescenti che hanno
indossato il dispositivo per un minimo di 4 giorni
(uno dei quali un giorno del fine settimana) sono
stati inclusi nell’analisi. Actiheart® è stato posizionato sul lato sinistro del torace, in base alle istruzioni del produttore che sono descritte altrove 20.
Successivamente, il dispositivo Actiheart® è stato
rimosso e i dati sono stati scaricati in un database
usando il software commerciale fornito col dispositivo (versione 2. 132, Cambridge Neurotechnology
Ltd. Cambridge, Regno Unito). Il dispendio energetico totale (DET) è stato calcolato mediante una
serie di equazioni integrate, basate su un modello
ramificato costruito sulla base dell’accelerometria e
della frequenza cardiaca; il numero medio di METminuti/giorno trascorsi in attività fisiche moderateintense è stato calcolato dal software Actiheart®.
Specifici punti di cut-off dell’equivalente metabolico (MET) descrivono il livello di intensità dell’attività fisica: sedentaria (<1,5 MET); leggera (1,5
MET-3 MET); moderata (>3-6 MET) e intensa (>6
MET). Il livello di attività fisica è stato calcolato dividendo il dispendio energetico totale per il ritmo metabolico a riposo. I punti di cut-off del livello di attività fisica, come descritto dall’Organizzazione per
l’alimentazione e l’agricoltura delle Nazioni Unite,
2001 sono: sedentaria (<1,40); leggera (1,40-1,60);
moderata (1,61-1,99); intensa (2-2,4) e molto intensa (>2,40) 21. Ai partecipanti è stato chiesto di
proseguire il loro stile di vita abituale, indossando il
dispositivo di monitoraggio in ogni momento della
giornata, durante la veglia e durante il sonno, e rimuovendolo solamente durante il bagno, il nuoto o
le attività sportive ad elevato impatto/collisione (ad
es. il rugby).
Analisi statistiche
Tutte le analisi dei dati sono state effettuate con il
software statistico per le scienze sociali (SPSS), versione 20 (IBM SPSS, Chicago, IL, USA). La statistica
descrittiva includeva medie e deviazioni standard.
I test t per gruppi indipendenti per i dati con distribuzione normale e il test U di Mann-Whitney per i
dati con distribuzione non normale sono stati condotti per determinare le differenze tra i due sessi e
MEDICINA DELLO SPORT
607
WUSHE
The PAHL study
IL, USA). Descriptive statistics comprised of
means and standard deviations. Independent
t-tests for normally distributed data and MannWhitney U-test for non-normally distributed
data were performed to determine differences between the two genders and to calculate
practical significance. A power analysis was
run and statistical significance level was set
at P≤0.05 for all statistical tests. To study the
association between RMR and PA (MET min/
day spent in various intensities of PA), multiple
regression analyses adjusted for age, gender,
race and fat free mass was performed.
Results
Participant characteristics
Mean (± SD) age for the total group was
15.74±0.79 years, with no significant age difference by gender. The mean BMI of the adolescents was 22.21±5.49 kg/m2. Prevalence of
overweight and obesity was 10% in the study
sample; 7% among girls and 3% among boys.
Boys (59.74±45.61 kg; P=0.05) were significantly heavier than girls (59.15±14.54 kg). The
traits largely differed by gender, with girls recording a significantly higher body mass index, percentage body fat and fat mass than
boys. When the analysis was carried out
independently by ethnicity, white adolescents (61.3±10.21 kg; P=0.0001) exhibited
significantly higher fat free mass than black
(48.12±8.305 kg) adolescents. In the study
sample of 61 adolescents, 47.5% were boys,
52.5% were girls, 75.4% were black and 24.6%
were white (P<0.05, Table I).
per calcolare la significatività pratica. È stata eseguita un’analisi della potenza e il livello di significatività statistica è stato fissato a P≤0,05 per tutti i
test statistici. Per studiare l’associazione tra RMR e
attività fisica (MET-minuti/giorno trascorsi in attività fisiche di diverse intensità) sono state condotte
analisi di regressione multipla aggiustate per età,
sesso, razza e massa magra.
Risultati
Caratteristiche dei partecipanti
L’età media (±DS) per l’intero gruppo era di
15,74±0,79 anni, senza alcuna differenza significativa di età per il sesso. L’IMC medio degli adolescenti era di 22,21±5,49 kg/m2. La prevalenza
di sovrappeso e obesità era del 10% nel campione
in studio; del 7% tra le ragazze e del 3% tra i ragazzi. I ragazzi (59,74±45,61 kg; P=0,05) erano
significativamente più pesanti rispetto alle ragazze
(59,15±14,54 kg). I tratti differivano in larga misura per sesso: le ragazze mostravano un indice di
massa corporea, una percentuale di grasso corporeo e una percentuale di massa grassa significativamente più elevati rispetto ai ragazzi. Quando
l’analisi è stata condotta in maniera indipendente dall’etnia, gli adolescenti bianchi (61,3±10,21
kg; P=0,0001) hanno mostrato una massa magra
significativamente più elevata rispetto agli adolescenti neri (48,12±8,305 kg). Nel campione in studio composto da 61 adolescenti, il 47,5% di questi
erano ragazzi, il 52,5% ragazze, il 75,4% neri e il
24,6% bianchi (P<0,05, Tabella I).
Ritmo metabolico a riposo e stato di attività fisica
dei partecipanti
Tutti i 61 adolescenti della coorte hanno ricevuto una misurazione efficace del loro RMR e hanno
Table II.—Physical activity and RMR status of 16-year-old South African adolescents.
Tabella II. — Attività fisica e RMR in sedicenni sudafricani.
Total (N.=61)
RMR (kCal/day)
TEE (kCal/day)
AEE (kCal/day)
Activity counts/min
PAL
METs (min)/day <1.5 (Sed)
METs (min)/day 1.5-3(Low)
METs (min)/day 3-6 (Mod.)
METs (min)/day >6 (Vig.)
METs (min)/day >3 (MVPA)
1453.1
2343.0
541.0
53.0
1.50
1121.0
269.1
49.0
2.7
51.7
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
299.7
401.6
243.4
27.6
0.17
128.6
95.9
46.9
4.1
48.7
Girls (N.=32)
1293.1
2269.0
609.0
43.8
1.58
1059.0
312.7
67.1
2.9
69.7
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
223.0
413.0
279.0
24.6
0.19
131.0
95.1
52.2
4.8
54.8
Boys (N.=29)
1630.0
2425.3
467.1
63.2
1.4
1189.2
221.3
29.1
2.4
31.5
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
275.0*
379.1
171.1 *
27.6 *
0.1 *
85.1*
72.7 *
30.5 *
3.1
30.9 *
P
0.0001
0.132
0.022
0.005
0.0001
0.0001
0.0001
0.001
0.617
0.01
± standard deviation; RMR: resting metabolic rate; TEE: total energy expenditure; AEE: active energy expenditure; DIT: dietary intake
thermogenesis; PAL: physical activity level; Sed.: sedentary; Mod.: moderate; Vig.: vigorous; MVPA: moderate to vigorous physical activity; * Significant difference (between girls and boys), P <0.05; ** Significant difference (between black and white), P<0.05.
608
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The PAHL study
WUSHE
Table I.—Characteristics of the sample by ethnicity and gender.
Tabella I. — Caratteristiche del campione per etnicità e genere.
Age (years)
Body mass (kg)
Stature (m)
BMI (kg/m2)
BF (%)
FM (kg)
FFM (kg)
BMI categories
Underweight
Normal
Overweight
Obese
Total (N.=61)
Girls (N.=32)
Boys (N.=29)
15.74±0.79
59.40±14.93
1.64±0.10
22.21±5.49
12.69±6.02
8.02±6.20
51.35±10.40
15.78±0.87
59.20±14.54
1.59±0.08
23.50±5.68
16.08±4.90
9.92±5.78
49.3±10.10
15.69±0.71
59.74±15.61 *
1.69±0.079 **
20.78±4.99 **
8.95±4.77 **
5.92±6.06 **
53.7±10.47**
12
39
5
5
(19.7%)
(63.9%)
(8.2%)
(8.2%)
4
21
3
4
(12.5%)
(65.6%)
(9.4%)
(12.5%)
8
18
2
1
P-value
0.61
0.05
0.0001
0.004
0.0001
0.0001
0.0001
Black (N.=46)
White (N.=15)
P value
15.80±0.85
55.01±11.95
1.61±0.09
21.40±5.17
12.61±5.88
7.36±5.38
48.10±8.30
15.47±0.52
71.30±17.21 **
1.70±0.08 **
24.47±6.03
12.96±6.63
10.06±8.12
61.31±10.21 **
0.13
0.05
0.05
0.07
0.85
0.14
0.05
12
28
3
3
(27.6%)
(62.1%)
(6.9%)
(3.4%)
(26.1%)
(60.9%)
(6.5%)
(6.5%)
0
11
2
2
(0.0%)
(73.4%)
(13.3%)
(13.3%)
± standard deviation; N.: number; BMI: body mass index; %BF: percentage body fat; FM: fat mass; FFM: fat free mass; * Significant
difference (between girls and boys), P<0.05; ** Significant difference (between black and white), P <0.05.
Resting metabolic rate and physical activity
status of participants
windossato il dispositivo Actiheart® per una media
di 5,6 giorni. Come mostrato nella Tabella II, il ritmo metabolico a riposo (RMR) medio (±DS) degli
adolescenti era pari a 1453±299,7 kcal/giorno. Il
RMR differiva in maniera significativa tra ragazze e ragazzi (P<0,05). I conteggi di attività/minuto e il livello di attività fisica medi (±DS) erano
pari rispettivamente a 53±27,6 conteggi/minuto e
1,50±0,17. Il livello di attività fisica mostrava una
differenza significativa (P<0,001) tra i sessi, con le
ragazze che hanno registrato livelli di attività fisica
più elevati rispetto ai ragazzi. I conteggi di attività/minuto hanno mostrato una differenza tra sessi
ed etnie, con i ragazzi che hanno registrato conteggi di attività/minuto significativamente più elevati (P<0,05) rispetto alle ragazze e gli adolescenti
neri che hanno registrato conteggi di attività/minuto significativamente più elevati (P<0,05) rispetto
agli adolescenti bianchi. L’equivalente metabolico
(MET) medio (±DS) (minuti/giorno) del tempo trascorso in attività fisiche moderate-intense era pari
All 61 adolescents in the cohort had their
RMR measured successfully and wore the Actiheart® for an average of 5.6 days. As shown
in Table II, mean (±SD) RMR of the adolescents was 1453±299.7 kCal/day. RMR differed
significantly between girls and boys (P<0.05).
Mean (±SD) activity counts/min and PAL was
53±27.6 counts/minute and 1.50±0.17 respectively. PAL differed significantly (P<0.001) between the genders, with girls recording a higher PAL values than the boys. Activity counts/
minute differed between genders and ethnicity, with boys recording significantly higher
(P<0.05) activity counts/minute than girls,
and black adolescents recording significantly
higher (P<0.05) activity counts/minute than
white adolescents. Mean (±SD) MET (minutes/
d-value
(gender)
-1.23
-0.38
0.51
-0.70
0.95
-0.99
0.97
0.73
0.11
0.70
Vol. 67 - No. 4
Black (N.=46)
1411.0
2262.2
538.2
58.3
1.5
1108.1
281.2
50.0
2.1
52.2
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
264.4
334.1
231.1
27.9
0.17
117.9
85.6
48.3
3.3
50.7
White (N.=15)
1582.1
2591.0
553.2
36.7
1.56
1162.0
233.1
45.9
4.3
50.1
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
369.4
494.5 **
286.3
19.6 **
0.18
154.1
118.7
43.6
5.6
43.6
MEDICINA DELLO SPORT
P
d-value
(Ethnicity)
0.112
0.005
0.839
0.007
0.327
0.155
0.094
0.768
0.076
0.891
-0.46
-0.67
-0.05
0.78
0.27
-0.35
0.40
0.09
-0.38
0.02
609
WUSHE
The PAHL study
day) spent in moderate-to-vigorous PA was
50.9±40.38 minutes/day. Girls recorded significantly higher (P<0.05) minutes/day of MVPA
than boys, while the difference between ethnicity was not significant.
a 50,9±40,38 minuti/giorno. Le ragazze hanno
mostrato un numero significativamente più elevato
(P<0,05) di minuti/giorno trascorsi in attività fisiche moderate-intense rispetto ai ragazzi, mentre la
differenza tra le etnie non era significativa.
Relationship between resting metabolic rate
and physical activity
Relazione tra ritmo metabolico a riposo e attività
fisica
The present results show a significant direct
relationship between RMR and PA. The standardised ß=0.395 indicates that as moderate
PA increases by one standard deviation, RMR
increases by 0.395 standard deviations. Additionally, the standardized ß=4.070 implies that
as vigorous PA increases by one standard deviation, RMR increases by 4.070. After adjustment for gender, ethnicity and fat free mass,
multiple regression between RMR and moderate PA yielded an r2=0.46 (P<0.05, Table III).
Forty six percent of the variation in RMR can
be explained by the covariates in the model.
Gli attuali risultati mostrano una significativa
relazione diretta tra RMR e attività fisica. Il ß standardizzato=0,395 indica che con l’aumento dell’attività fisica moderata di una deviazione standard,
il RMR aumenta di 0,395 deviazioni standard.
Inoltre, il ß standardizzato=4,070 implica che con
l’aumento dell’attività fisica intensa di una deviazione standard, il RMR aumenta di 4,070. Dopo
l’adattamento per sesso, etnia e massa magra, la
regressione multipla tra RMR e attività fisica moderata ha prodotto un r2=0,46 (P<0,05, Tabella III). Il
46% della variazione nel RMR può essere spiegato
dalle covariate nel modello.
Discussione
Discussion
Dispendio energetico
Energy expenditure
The aims of the study were to identify the
habitual PA patterns and energy expenditure
of 15-16year old adolescents as well as to assess the association between RMR and PA for
in the adolescent population, adjusted for age,
gender, race and fat free mass, in the Tlokwe
Municipality of the North West Province of
South Africa. This study is the first to explore
the relationship between RMR and objectively
measured PA (using combined accelerometry
and heart rate monitoring) in South African
adolescents. The results of the current study
illustrate the existing gender and ethnical differences in the RMR and PA status of 15-16
year old adolescents. This study showed that
black adolescents have a lower RMR than
white adolescents although the difference is
not statistically significant. This result is consistent with the findings of a previous study
which reported that the RMR of black adolescents was 14% lower than that of white adolescents.22 Previous studies ascribe the lower
RMR in black adolescents to differences in
body composition with particular regard to fat
free mass.22-24. Studies highlight the important
contribution that high metabolic rate organs,
such as the liver, kidneys, spleen, heart and
610
Obiettivi dello studio erano quelli di identificare i profili abituali di attività fisica e il dispendio
energetico degli adolescenti di 15-16 anni di età,
oltre a valutare l’associazione tra RMR e attività
fisica per la popolazione degli adolescenti, aggiustata per età, sesso, razza e massa magra nella municipalità di Tlokwe della provincia del Nordovest
in Sudafrica. Si tratta del primo studio che abbia
esplorato la relazione tra RMR e attività fisica misurata in maniera obiettiva (usando l’accelerometria
e la cardiofrequenziometria) in adolescenti sudafricani. I risultati del presente studio mostrano le
differenze di genere ed etniche esistenti nel RMR e
nello stato di attività fisica degli adolescenti di 1516 anni di età. Il presente studio ha mostrato che
gli adolescenti neri hanno un RMR più basso rispetto agli adolescenti bianchi, anche se la differenza
non era statisticamente significativa. Tale risultato
è in linea con i risultati di un precedente studio che
ha riportato che il RMR degli adolescenti neri era
del 14% più basso rispetto a quello degli adolescenti bianchi 22. Precedenti studi hanno attribuito il
minore RMR negli adolescenti neri alle differenze
nella composizione corporea, in particolare nella
massa magra 22-24. Diversi studi hanno evidenziato
l’importante contribuito che gli organi con alti ritmi metabolici come fegato, reni, milza, cuore e cervello, hanno sul RMR e sostengono l’idea che sebbene gli organi con alti ritmi metabolici costituiscono
una percentuale minore della massa magra totale,
la maggior parte della variazione nel RMR comunemente attribuita a sesso, etnia ed età potrebbe essere
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The PAHL study
WUSHE
Table III.—Regression coefficients (β) between RMR and the categories of PA for adolescents adjusted for age,
gender, race and fat free mass.
Tabella III. — Coefficenti di regressione (β) tra RMR e le categorie di PA per adolescenti adattato per età, sesso,
razza e massa magra.
Outcome and variable
RMR
Gender
Ethnicity
Age
BMI
Fat free mass
<1.5 MET (min) Sedentary
RMR
Gender
Ethnicity
Age
BMI
Fat free mass
1.5-3 MET (min) Light
RMR
Gender
Ethnicity
Age
BMI
Fat free mass
3-6 MET (min) Moderate
RMR
Gender
Ethnicity
Age
BMI
Fat free mass
>6 MET (min) Vigorous
RMR
Gender
Ethnicity
Age
BMI
Fat free mass
3-6 MET (min) MVPA
Regression coefficient
P
R2 (adjusted, %)
120.37
-232.06
-52.85
-25.87
23.05
.025
0.154
0.042
0.157
0.019
0.000
0.452
0.46
110.04
-238.32
-54.67
-26.82
23.33
-.356
0.194
0.036
0.141
0.0.13
0.000
0.302
0.47
145.670
-232.882
-55.540
-30.046
24.085
.395
0.071
0.042
0.140
0.011
0.000
0.599
0.46
140.278
-237.591
-54.899
-28.266
23.443
4.070
0.080
0.041
0.143
0.009
0.000
0.579
0.46
145.633
-234.172
-55.683
-30.138
24.105
.399
0.071
0.042
0.139
0.011
0.000
0.578
0.46
brain, have on RMR and support the notion
that although high metabolic rate organs constitute a minor portion of total fat free mass,
much of the variation in RMR commonly
thought to be attributable to gender, ethnicity,
and age may be explained by variation in the
components of fat free mass, specifically these
select high metabolic rate organs.25 The current study found boys to have a significantly
higher RMR than girls. This may be explained
by the higher metabolically fat free mass that
boys have. These results are in agreement with
the previous findings which reported that boys
have a higher RMR than girls, even after adjustment for differences in body weight.26, 27
The highest TEE recorded by white adolescents in this study may be attributed to their
Vol. 67 - No. 4
spiegata dalla variazione nelle componenti della
massa magra, nello specifico tali organi ad elevati
ritmi metabolici 25. Il presente studio ha osservato
che i ragazzi hanno un RMR significativamente più
elevato rispetto alle ragazze. Ciò può essere spiegato dalla massa magra metabolicamente più elevata
dei ragazzi. Tali risultati sono in linea con quelli di
precedenti studi che hanno indicato che i ragazzi
possiedono un RMR più elevato rispetto alle ragazze, anche dopo l’aggiustamento per le differenze nel
peso corporeo 26, 27.
Il dispendio energetico totale più elevato registrato
dagli adolescenti bianchi in questo studio può essere
attribuito alla loro massa magra significativamente
più elevata. Inoltre, una possibile spiegazione delle
differenze di genere osservate nel dispendio energetico totale è la maggiore quantità di massa magra
metabolicamente attiva dei ragazzi. Uno studio
MEDICINA DELLO SPORT
611
WUSHE
The PAHL study
significantly higher fat free mass. In addition,
a possible explanation for the observed gender differences in TEE is the larger quantity
of metabolically active fat free mass that boys
have. A similar study based on an adolescent
sample drawn from Birmingham, Alabama, reported no difference in TEE, between black
and white adolescents, although black adolescents had significantly lower levels of physical
fitness.28 Conversely, a 2001 study on adolescents drew a disparate conclusion that RMR
and PA differences were not explained by fat
free mass distribution.27 It is exciting that in
the current study, girls scored significantly
higher AEE values than the boys as this is not
typically found. This is consistent with older
studies.29-30 The higher AEE achieved by girls
may be due to the higher amount of time they
spend in low and moderate-to-vigorous PA.
Physical activity behavior
PAL is calculated by dividing TEE by RMR.
In the current study girls were found to have
a significantly higher (P<0.05) PAL boys. This
is in agreement with previous studies which
both reported higher PAL in 15 year old girls
than boys.29, 30 The higher PAL reported by
girls may be the result of their lower TEE to
RMR ratio. It is probable that domestic chores
and active transportation are responsible for
the higher and maintained PAL of girls. The
higher PAL observed in black adolescents from
our study contradicts other studies that indicate lower PAL in black adolescents or no difference at all between the ethnical groups.2, 31
The assumption underlying the use of PAL is
that by adjusting for RMR and expressing the
data as a ratio the potential influence of body
weight and composition is removed, thus allowing comparisons of the relative energy cost
of physical activities between individuals and
populations. Thus, it is hardly surprising that
comparisons of PAL between boys and girls
have shown very inconsistent results, with
many reporting no difference between the two
groups.26
The current study shows that girls spent
more time in moderate-to-vigorous PA than
boys. These findings agree with an existing
study 13 but conflict with another study which
found that 12-year old boys spent more time
in moderate-to-vigorous PA than girls.32 Our
results suggest that girls are engaging in more
moderate intensity PA than boys, possibly due
612
analogo, basato su un campione di adolescenti reclutati a Birmingham, Alabama, non ha riportato
nessuna differenza nel dispendio energetico totale
tra adolescenti bianchi e neri, anche se gli adolescenti neri avevano livelli significativamente più
bassi di forma fisica 28. Al contrario, uno studio del
2001 condotto sugli adolescenti è giunto alla diversa conclusione che le differenze nel RMR e nell’attività fisica non sono spiegabili dalla distribuzione
della massa magra 27. È interessante notare che nel
presente studio le ragazze hanno mostrato livelli di
dispendio energetico dell’attività fisica significativamente più elevati rispetto ai ragazzi, cosa che normalmente non accade. Ciò è in linea con risultati di
studi precedenti 29, 30. Il maggiore dispendio energetico dell’attività fisica delle ragazze potrebbe essere
dovuto al maggior tempo trascorso in attività fisiche
di intensità bassa e moderata-intensa.
Comportamento di attività fisica
Il livello di attività fisica è stato calcolato dividendo il dispendio energetico totale per il ritmo metabolico a riposo. Nel presente studio è stato osservato
che le ragazze avevano un livello di attività fisica significativamente più elevato (P<0,05) rispetto ai ragazzi. Ciò è in linea con precedenti studi che hanno
riportato un livello di attività fisica più elevato nelle
ragazze di 15 anni di età rispetto ai ragazzi 29, 30.
Il maggiore livello di attività fisica riportato dalle
ragazze potrebbe essere dovuto al loro rapporto
più basso tra dispendio energetico totale e RMR. È
probabile che i lavori domestici e il trasporto attivo siano responsabili del livello di attività fisica più
elevato mantenuto delle ragazze. Il livello di attività
fisica più elevato osservato negli adolescenti neri del
nostro studio contraddice altri studi che mostrano
un livello di attività fisica inferiore negli adolescenti
neri o nessuna differenza tra i gruppi etnici 2, 31.
L’ipotesi soggiacente all’utilizzo del livello di attività
fisica è che aggiustando per il RMR ed esprimendo i
dati come rapporto, la potenziale influenza del peso
e della composizione corporea viene rimossa, permettendo così confronti del relativo costo energetico
delle attività fisiche tra individui e popolazioni. Pertanto, non sorprende che i confronti del livello di attività fisica tra ragazzi e ragazze abbiano mostrato
risultati molto contrastanti, con diversi studi che
non hanno riportato differenze tra i due gruppi 26.
Il presente studio mostra che le ragazze trascorrono più tempo in attività fisiche di intensità da
moderata a intensa rispetto ai ragazzi. Tali risultati sono in linea con quelli di uno studio esistente 13
ma contrastano con quelli di un altro studio che ha
osservato che i ragazzi di 12 anni di età trascorrono più tempo in attività fisiche moderate-intense
rispetto alle ragazze 32. I nostri risultati suggeriscono che le ragazze svolgono una maggiore quantità di attività fisiche di moderata intensità rispetto
ai ragazzi, probabilmente a causa della maggiore
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
The PAHL study
WUSHE
to greater awareness of the health and esthetic
benefits associated with PA. It may also indicate greater participation in school or club
sport. Additionally, literature has suggested
that females are more likely than males to participate in moderate activity only and not in
vigorous activity 2 while a different study found
lower levels of vigorous PA among women
than men.33 In a study on 15 year old adolescents from the North West province which
the used questionnaires; boys were found to
engage in more MVPA than girls.12 Additionally, by means of questionnaire, in a sample
of 9 year olds, boys were found to engage in
more MVPA than girls and white children were
found to engage in more MVPA than black
children.14
Relationship between resting metabolic rate
and physical activity
The present results show that an increase
in MVPA results in an increase in RMR. The
observed positive relationship is likely a reflection of MVPA being positively correlated
to high RMR. As such, the observed findings
suggest that a shift from time spent in sedentary behavior towards MVPA may be an ideal
and promising strategy for increasing RMR in
adolescents.34 The present findings one way or
the other, agree with the recommendation to
increase MVPA to prevent and treat obesity.35
Literature from a meta-analysis suggests that
greater engagement in intense physical activities might be necessary to alter TEE and energy balance significantly in adolescents.36
Conclusions and future directions
Gender and to a lesser extent ethnicity,
show consistent and strong correlates of overall RMR and PA during adolescence. Although
still controversial, purposeful physical exercise
may influence RMR in adolescents. The findings of the study show a fairly strong relationship between RMR and moderate/vigorous PA
after adjustments for fat free mass, gender and
ethnicity.
Strengths and limitations
Strengths of this study include using combined accelerometry and heart rate monitoring to obtain objective measures of adolescent
habitual PA. Furthermore, the strength of the
Vol. 67 - No. 4
consapevolezza dei benefici estetici e di salute associati all’attività fisica. Ciò potrebbe indicare anche
una maggiore partecipazione a sport scolastici o di
squadra. Inoltre, la letteratura ha suggerito che le
ragazze hanno più probabilità dei ragazzi di partecipare solo ad attività di moderata intensità e non
ad attività intense 2 mentre un diverso studio ha osservato minori livelli di attività fisica intensa tra le
donne rispetto agli uomini 33. In uno studio su adolescenti di 15 anni della provincia del Nordovest
condotto tramite questionari, è stato osservato che
i ragazzi praticavano una maggiore quantità di
attività fisica moderata-intensa rispetto alle ragazze 12. Inoltre, tramite l’utilizzo di un questionario
in un campione di bambini di 9 anni di età, è stato
osservato che i ragazzi praticavano una maggiore
quantità di attività fisica moderata-intensa rispetto
alle ragazze e che i bambini bianchi praticavano
una maggiore quantità di attività fisica moderataintensa rispetto ai bambini neri 14.
Relazione tra ritmo metabolico a riposo e attività
fisica
I risultati attuali mostrano che un aumento
nell’attività fisica moderata-intensa provoca un aumento nel RMR. Il rapporto positivo osservato è probabilmente un riflesso dell’attività fisica moderataintensa che è positivamente correlata all’alto RMR.
Pertanto, i risultati osservati suggeriscono che uno
spostamento dal tempo passato in un comportamento sedentario verso un’attività fisica moderataintensa potrebbe essere una strategia ideale e promettente per aumentare il RMR negli adolescenti 34.
In un modo o nell’altro, i risultati attuali sono d’accordo con la raccomandazione di aumentare l’attività fisica moderata-intensa per prevenire e trattare
l’obesità 35. La letteratura da una meta-analisi suggerisce che un maggiore coinvolgimento in attività
fisiche intense potrebbe essere necessario per alterare in maniera significativa il dispendio energetico
totale e l’equilibrio energetico negli adolescenti 36.
Conclusioni e indicazioni per il futuro
Il sesso e in misura minore l’etnia mostrano correlazioni forti e costanti tra il RMR complessivo e
l’attività fisica durante l’adolescenza. Benché ancora controverso, un significativo esercizio fisico
potrebbe influenzare il RMR negli adolescenti. I risultati dello studio indicano una relazione piuttosto
forte tra RMR e attività fisica moderata/intensa dopo
gli aggiustamenti per massa magra, sesso ed etnia.
Punti di forza e limiti
I punti di forza del presente studio includono
l’utilizzo combinato dell’accelerometria e della
cardiofrequenziometria per ottenere misurazioni
MEDICINA DELLO SPORT
613
WUSHE
The PAHL study
present study lies in the uniqueness of the
analysis within a South African context, which
will hopefully provide further impetus for
more analyses of this kind. Rather than providing definitive results, our findings suggest
the need for future studies of a longitudinal
nature. Adolescent PA is very intermittent, with
up to 96% of PA bouts shorter than 10 seconds,
with the majority lasting between 3-22 seconds.37 Future studies should factor in shorter
Actiheart® recording epochs of 15-30 seconds
in order to capture more accurate data on vigorous PA. In addition further longitudinal research on a national scale is needed to assess
the effect of age and maturation on the relationship between RMR and PA in South African
adolescents.
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614
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analisi di questo tipo. Piuttosto che fornire risultati
definitivi, i nostri risultati suggeriscono la necessità
di condurre futuri studi a carattere longitudinale.
L’attività fisica degli adolescenti è estremamente intermittente: fino al 96% delle sessioni di attività fisica sono inferiori ai 10 secondi e la maggior parte
di esse dura tra 3 e 22 secondi 37. Futuri studi dovrebbero includere la registrazione di epoche di 1530 secondi tramite Actiheart® al fine di catturare
dati più precisi sull’attività fisica intensa. Inoltre, è
necessario condurre un’ulteriore ricerca longitudinale su scala nazionale per valutare l’effetto dell’età
e della maturazione sulla relazione tra RMR e attività fisica negli adolescenti sudafricani.
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Funding.—This material is based upon work supported financially by the National Research Foundation (NRF) and Medical
Research Council of South Africa (MRC).
Acknowledgements.—The researchers would like to thank the District Manager of the Department of Basic Education in the
Tlokwe Municipality of the North West Province for bestowing permission to conduct the study in schools within the area.
Sincere appreciation is tendered to the principals of participating schools, parents, pupils and teachers for their support in
the study. They also want to thank the fourth year (2012 Honours groups) students in the School of Biokinetics, Recreation
and Sport Science for their assistance in the collection of the data. In addition, the contribution of all researchers in the
PAHL study is highly appreciated.
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 June 26, 2014. - Accepted for publication on October 31, 2014.
Corresponding author: S. N. Wushe, Physical Activity Sport and Recreation (PhASRec), North West University, Private Bag
X6001, 2520 Potchefstroom, South Africa. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
615

MED SPORT 2014;67:617-31
Physical activity and assessment
of motor performance in elderly
and young population by means
of wearable inertial sensors
Attività fisica e valutazione delle prestazioni
motorie in un gruppo di anziani e di giovani
per mezzo di sensori inerziali indossabili
E. NEROZZI 1, M. M. MONACO 1, F. PEGREFFI 1, 2, E. DRAGO 1, C. TENTONI 1
1School
of Pharmacy, Biotechnology and Motor Science, University of Bologna, Italy
2Villa Laura, Private Hospital, Bologna, Italy
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to investigate differences and relation in motor performance between groups of elderly
and young people when performing four functional tests in a public place. A wearable inertial sensor was connected
to a smartphone that has been used for assessing subjects’ motor performance.
Methods. A sensor connected to a smartphone via Bluetooth has been used for assessing subjects’ motor performance. Forty-six elderly (ES; 42 females; age: 70±9) and 12 young (YS; 4 females; age: 29±4) have been recruited for
this study. Subjects were asked to perform four tests: quiet standing (QS), Timed Up and Go (TUG), 10 Meters Walking
(10MW), and Stair Climbing (SC).
Results. QS: ES show higher sway velocity and sway path, and greater sway area in both anterior-posterior (AP) and
medio-lateral (ML) direction with respect to YS. TUG: the total duration of the test is lower in YS compared with
ES, gait speed and turning duration are also lower in YS. 10MW: mean cadence (MC), does not differ significantly
between YS and ES. Normalized Jerk Score in AP and ML direction (NJS AP and NJS ML) do not differ significantly
between YS and ES. AP and ML step regularity (Ad1 AP and Ad1 ML) are significantly lower in ES. SC: ES significantly
reduce their cadence in SC respect to YS. In both groups, MC in SC is significantly correlated with MC measured
during 10MW.
Discussion. MC does not differ significantly between YS and ES in 10MW, it is significantly different in SC. Cadence
variations in elderly in SC, may be associated both to biomechanical characteristics and motor control aspects.
Conclusion. Results are coherent with the expected and observed motor performance and many parameters are
sensitive to age-related motor changes. These findings support the idea that useful screening tools could be based on
wearable inertial sensors and modern smartphones.
Key words: Elderly - Walking - Motor activity.
RIASSUNTO
Obiettivo. Questo studio esamina le relazioni e le differenze esistenti tra un gruppo di anziani e uno di giovani durante
l’esecuzione di quattro test funzionali in un luogo pubblico.
Metodi. Per valutare i movimenti dei soggetti è stato utilizzato un sensore inerziale da loro indossato, collegato ad
uno smartphone tramite Bluetooth. Sono stati reclutati per questo studio 46 anziani (ES, 42 femmine, età: 70±9) e 12
giovani (YS, 4 femmine, età: 29±4). È stato chiesto loro di eseguire quattro test: standing test (QS), timed up and go
(TUG), 10 meters walking (10MW), and stair climbing (SC).
Risultati. QS: ES mostrano maggiore velocità e ampiezza di movimento e più ampie oscillazioni in direzione anteroposteriore (AP) e medio-laterale (ML) rispetto ai YS. TUG: la durata totale della prova è inferiore nei YS rispetto ai ES
nella velocità del passo e nel tempo di rotazione. 10MW: La cadenza media (MC) non è significativamente differente
tra YS e ES. Normalized Jerk Score in direzione AP e ML (NJS AP e NJS ML) non differiscono in modo significativo tra
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
617
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
YS e ES. AP e ML step regularity sono nettamente inferiori in ES. SC: ES hanno una significativa ridotta cadenza in SC
rispetto ai YS. In entrambi i gruppi, MC in SC è significativamente correlata con i 10MW.
Risultati. MC non differisce significativamente tra YS e ES in 10MW, è significativamente diversa in SC. Variazioni di
cadenza in ES nel SC possono essere associate a caratteristiche biomeccaniche di controllo motorio.
Conclusioni. I risultati sono coerenti con le prestazioni motorie osservate in relazione ai molti parametri motori legati
ai cambiamenti riferiti all’età dei soggetti. Questi risultati supportano l’idea che facili strumenti di screening potrebbero essere basati su sensori inerziali indossabili e smartphone di ultima generazione.
Parole chiave: Anziani - Camminare - Attività motoria.
T
he problems related to elderly walking
have often multifactorial origin. These
pathogenetic factors include sensory deficits,
neurodegenerative processes, toxic factors and
anxiety. A gait problem classification, and gait
type combined with clinical findings, allow the
identification of the etiological factors and suggest rational therapy program.
The reduced mobility decreases the quality
life level, increases falls and mortality in the
elderly.
Walking problems in everyday life increase
in aging. Men are more frequently subject to
neurological diseases compared to women.
The difference found between sexes is probably determined by the risk factors found between the two sexes, such as arthritis in females.1
For some researchers gait disorders are
common in community-residing older and are
often associated with their institutionalization,
dementia 2 and death.3
Other studies have shown that deficit in
walking and Dynamic Parameters of Balance
in quite altered stance can lead to risk of falling. The variance of the COP measured in
elderly subjects, compared with that of young
adults, was analyzed to determine a score, able
to distinguish subjects with previous falls and
higher risk of falling. An idealized “B-Score” is
identified to represent risk of falling.4
Foot action is essential to support the body
weight during gait to ensure it when moving
forward and during standing.
Different and sometimes irregular contact
surfaces for a senior may cause problems with
balance, especially if there are structural problems in the foot and associated muscles due
to aging.5
Other problems such as hypertension, heart
attacks, arthritis, in old patients with abnormal gaits, suggest that prevention in high-risk
adults may be important to limit the intervention of the institutions for these subjects after
a deterioration in their health conditions and
618
I
 problemi relativi al cammino negli anziani
sono spesso di origine multifattoriale. I fattori
patogenetici comprendono deficit sensoriali, processi neurodegenerativi, fattori tossici e ansia.
Una classificazione dei disturbi dell’andatura, e
del tipo di deambulazione unita a risultati clinici, permette l’identificazione dei fattori eziologici e
indica i percorsi di terapia razionale.
La mobilità ridotta riduce il livello della qualità
di vita, l’aumento delle cadute e della mortalità
dei soggetti anziani. Con l’invecchiamento i problemi legati al normale cammino aumentano. Gli
uomini sono più frequentemente soggetti a patologie di tipo neurologico al contrario delle donne.
La differenza riscontrata tra i sessi si ritiene possa
essere determinata dai fattori di rischio che maggiormente si riscontrano tra i due sessi, come ad
esempio l’artrite nel sesso femminile 1.
Per alcuni ricercatori i disordini del passo sono
frequenti in comunità residenziali per anziani e
spesso sono associati a demenza 2, alla loro istituzionalizzazione e morte 3.
Uno studio ha evidenziato che i problemi di deambulazione e alterati parametri dinamici legati
all’equilibrio possono portare al rischio di caduta.
La varianza del centro di pressione (COP) misurato nei soggetti anziani, comparata con quella di
giovani adulti, è stata analizzata per stabilire un
punteggio, atto a di distinguere i soggetti con cadute pregresse e a più alto rischio di caduta. Viene
identificato un ideale ‘‘B-Score’’ di riferimento per
indicare il rischio di caduta 4.
Per una corretta deambulazione l’azione del
piede è fondamentale per sostenere il peso del corpo e garantire il sostegno dello stesso durante lo
spostamento in avanti. Il contatto con superfici
di appoggio diverse e alle volte irregolari per un
anziano può creare dei problemi di equilibrio, soprattutto se sono presenti problemi strutturali del
piede e dei muscoli associati, dovuti all’avanzamento dell’età 5.
Altri problemi come ipertensione, infarti, artrite, in soggetti con anomalie nel cammino e in età
avanzata fanno pensare che la prevenzione negli
anziani ad alto rischio può essere importante per
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Dicembre 2014
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
independence, due to the limitation of autonomy.6
This study aims to analyze the differences
between two groups under different conditions in performance motor tasks of daily life
such as walking at preferred speed, rising from
a chair, sitting, turning around, ascend and descend stairs at preferred speed, essential movements for independent living. The analysis
of these conditions can help us to recognize
borderline situations between the onset of a
postural defect or motor deficit and pathology,
reducing obstacles to maintain a good quality
of life for the elderly.
We used an easily wearable inertial sensor
and a smartphone for fast and non-invasive
data collection with four tests that could analyze the motor tasks of everyday life that we
consider basic: Standing test (QS),3 Time up
and go (TUG),7-11 10M walking (10MW) 11 and
stairs climb test (SC).11, 12
NEROZZI
limitare gli interventi attuati delle istituzioni in
questi soggetti dopo un peggioramento delle loro
condizioni di salute e di indipendenza, dovute
alla diminuzione di autonomia 6.
Questo studio vuole analizzare le differenze
tra i due gruppi in esame nello svolgimento di
compiti motori di vita quotidiana, come camminare a una velocità naturale, sollevarsi da una
sedia, sedersi, eseguire un giro sul posto, salire e
scendere le scale a una velocità naturale; movimenti essenziali per una vita autonoma. L’analisi
di queste condizioni può aiutarci a riconoscere
quelle situazioni borderline tra l’insorgere di un
vizio posturale o deficit motorio e la patologia, riducendo per i soggetti anziani gli ostacoli per il
mantenimento di una buona qualità di vita. Sono
stati utilizzati un sensore inerziale facilmente indossabile ed uno Smartphone per la rilevazione
di dati veloce e non invasiva utilizzando quattro
test in grado di analizzare gesti motori della vita
quotidiana da noi ritenuti fondamentali: lo standing test (QS) 3, il time up and go (TUG) 7-11, il 10M
walking (10MW) 11, e lo stairs climb test (SC) 11, 12.
Materials and methods
Materiali e metodi
Subjects
For this study we have recruited 58 moderately
active participants. Terms of inclusion in the study
were the acceptance of informed consent (which
all participants gave) and filling out a health questionnaire. Term of exclusion was the presence
of certified vestibular, metabolic and vascular
diseases that would lead to severe problems in
maintaining static and dynamic balance. Forty-six
elderly subjects (ES; 42 females; age: 70±9) and
12 young subjects (YS; 4 females; age: 29±4) that
practised moderate physical activity twice a week
have been tested for this study. Subjects were
asked to perform four functional tests: without
shoes quiet standing (QS), with shoes timed up
and go (TUG), 10 meters walking (10MW), and
stair climbing (SC).
Materials
The pERhl system is composed by two main
components: a sensor node and a smartphone
based application for data logging (uPerhl).13-15
The connection between the sensor node and
the smartphone is realized by means of Bluetooth technology. The sensor node is used to
capture the subject inertial movements. It includes 3-axis accelerometer, 3-axis gyroscope,
3-axis magnetometer and a Bluetooth connec-
Vol. 67 - No. 4
Soggetti
Per questo studio abbiamo reclutato 58 partecipanti moderatamente attivi. Termini di inclusione
nel nostro studio erano l’accettazione del consenso informato, che tutti i soggetti hanno dato, e la
compilazione di un questionario sul proprio stato
di salute. Termine di esclusione da questo studio
era la presenza di malattie vestibolari, metaboliche e vascolari certificate che comportassero severi
problemi nel mantenimento dell’equilibrio statico
e dinamico.
Sono stati testati 46 soggetti anziani (ES, 42 femmine, età: 70±9) e 12 soggetti giovani (YS, 4 femmine, età: 29±4), tutti moderatamente attivi e praticanti attività motoria minimo 2 volte a settimana.
Ai soggetti è stato chiesto di effettuare tre ripetizioni
per 4 test funzionali: senza scarpe quiet standing
(QS), con scarpe timed up and go (TUG), 10 meters
walking (10MW), e stair climbing (SC).
Materiali
Il sistema pERhl è composto da due parti: un
sensore e un’applicazione smartphone per la registrazione dei dati (uPerhl) 13-15. La connessione
tra il sensore e lo smartphone è possibile attraverso
la tecnologia Bluetooth. Il sensore è utilizzato per
inviare allo smartphone i movimenti inerziali dei
soggetti. Esso include un accelerometro a 3 assi,
MEDICINA DELLO SPORT
619
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
tion to send the data captured to the uPerhl
application. A belt with the sensor node fixed
on must be well fixed to the subject at fifth
lumbar vertebra (L5), in the lower back in order to avoid the sensor node’s free movements
during the exercise. The Bluetooth connection
with the sensor node is automatically managed
by the application itself. The user has to insert
the subject ID number and start/stop the data
streaming.
The acceleration signals along the two orthogonal axes of the accelerometer were considered for the analysis. The first aligned with
the back/forward direction of sway is the biomechanical anteroposterior (AP) axis of the
body; the second in the left/right direction is
the biomechanical mediolateral (ML) axis of
the body.
Different processing stages of the acceleration signals was used to obtained biomechanical model, based on inverted pendulum
modeling 16 of the human body during quite
standing. Centre of mass (COM) projection
on the ground can be approximated using an
equation.10 Measures derived from acceleration
and COM displacement, like mean velocity, are
computed in the time domain and describe the
amount and direction of sway.
—— Test 1 - Standing test (QS) maintain the
upright position for 30 sec with eyes open
looking at a black circle, 3 cm in diameter,
placed 2.5 m in front on the wall at 1.55 m to
1.75 m in height. The same test is done with
eyes closed. The heels are kept to 17 cm of
distance and feet angled at 14°.
—— Test 2 - Time up and go (TUG) you get
up from a chair, walk along a distance of 3 m,
make a turn of 180°, go back to the chair and
sit again.
—— Test 3 - 10M walking (10MW) to measure
the average speed of the road over a distance
of 10 m. 14 meters total, 2 at the beginning and
2 at the end of the space to cover are required.
—— Test 4 - Stairs climb test (SC) to evaluate the ability of a person to get on and off a
staircase consisting of 10 steps which are 20
cm high.
The evaluated parameters are:
—— QSEO: quiet standing eyes open;
—— QSEC: quiet standing eyes closed;
—— postural oscillation area (mm2): measure
the total postural oscillation area in the horizontal plane. Low values are typically associated with a balance control more effective;
—— F50% (Hz)=is the frequency in static pos-
620
un giroscopio a 3 assi, un magnetometro a 3 assi
e una connessione Bluetooth per inviare i dati
rilevati dall’applicazione UPerhl. Un nodo sensore deve essere ben fissato su una cintura o nella
parte inferiore della schiena dei soggetti in corrispondenza della quinta vertebra lombare (L5),
per evitare movimenti propri del sensore durante
l’esercizio. La connessione Bluetooth con il nodo
sensore è gestita automaticamente dall’applicazione stessa.
L’esaminatore deve inserire il numero ID di
ogni soggetto e avviare/fermare la registrazione
dei dati.
Sono stati utilizzati per l’analisi i segnali di accelerazione lungo i due assi ortogonali dell’accelerometro.
Il primo allineato con la direzione indietro/
avanti di spostamento che rappresenta l’asse del
corpo biomeccanico anteroposteriore (AP); il secondo in direzione sinistra/destra che rappresenta
l’asse biomeccanico del corpo medio-laterale (ML).
È stato ottenuto un modello biomeccanico attraverso fasi di lavorazione dei segnali di accelerazione,
basato sul modello del pendolo inverso 16 del corpo
umano durante la stazione eretta in quiete. La proiezione del centro di massa (COM) sul suolo può
essere approssimata utilizzando un’equazione 10.
Misure derivate dall’accelerazione e dallo spostamento del COM, come velocità media, sono
calcolate nel dominio del tempo e descrivono la
quantità e la direzione dell’oscillazione.
—  Test 1 - Standing test (QS) mantenere la posizione eretta per 30 secondi ad occhi aperti guardando un cerchio nero di 3 cm di diametro, posizionato tra 1,55 m e 1,75 m di altezza nel muro di
fronte a circa 2,5 m di distanza. Il medesimo test
va eseguito ad occhi chiusi. I talloni sono a 17 cm
di distanza e i piedi inclinati a 14°.
—  Test 2 - Time up and go (TUG) ci si alza da
una sedia si cammina percorrendo una distanza
di 3 m, si effettua una svolta di 180°, si torna alla
sedia e ci si siede nuovamente.
—  Test 3 - 10M walking (10MW) misurare la
velocità media del cammino su una distanza di
10 m. Necessari 14 m totali, 2 all’inizio e 2 alla
fine dello spazio da percorrere.
—  Test 4 - Stairs climb test (SC) salire e scendere una rampa di scale composta da 10 gradini di
circa 20 cm.
I parametri valutati sono:
—  QSEO: quiet standing eyes open;
—  QSEC: quiet standing eyes closed;
—  area oscillazione posturale (mm2): misura
l’area complessiva dell’oscillazione posturale nel
piano orizzontale. Valori bassi sono tipicamente associati ad un controllo dell’equilibrio più efficace;
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Dicembre 2014
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
ture that contains 50% of total power signal.
The horizontal plane variations depend on the
vertical oscillations which raise and lower the
center of mass. Low values indicate less frequent monitoring of action;
—— sample entropy: is a measure of the signal complexity. Higher values indicate greater complexity. High values were observed in
elderly on the vertical axis with a F50 % and
greater oscillation area;
—— Sway Path (or total trajectory length,
mm): measures the overall length of postural
sway in a certain direction. Reference is made
to the fluctuations in the anterior-posterior direction and the medio-lateral direction. Higher
values indicate wider swings in that direction
and less efficient system control;
—— mean cadence (measured in seconds, s):
mean step duration from the initial contact of
one foot to the initial contact of the controlateral foot;
—— anterior-posterior normalized Jerk Score
(measured in meters, m) (NJS AP): the normalized Jerk Score during gait measures the timenormalized dynamic of the trunk acceleration
during a step. A reduced smoothness and/or a
reduced motor control lead to higher values.
NJS AP refers to the trunksway in the anteriorposterior direction from the initial contact of
one foot to the initial contact of the contralateral foot;
—— medio-lateral normalized Jerk Score
(measured in meters, m) (NJS ML): the normalized Jerk Score during gait measures the timenormalized dynamic of the trunk acceleration
during a step. A reduced smoothness and/or a
reduced motor control lead to higher values.
NJS ML refers to the body weight shifting in the
medio-lateral direction from the initial contact
of one foot to the initial contact of the contralateral foot;
—— anterior-posterior step regularity (measured as autocorrelation %) (Ad1 AP): this parameter measures the degree of regularity between two consecutive steps. A reduced motor
control and/or gait difficulties lead to lower
values. Ad1 AP refers to the trunk sway in the
anterior-posterior direction;
—— medio-lateral step regularity (measured
as autocorrelation %) (Ad1 ML): this parameter
measures the degree of regularity between two
consecutive steps. A reduced motor control
and/or gait difficulties lead to lower values.
Ad1 ML refers to the body weight shifting in
the medio-lateral direction.
Vol. 67 - No. 4
NEROZZI
—  F50% (Hz): è la banda di frequenze che
contiene il 50% della potenza totale del segnale
in postura statica. Variazioni sull’asse verticale
dipendono dalle oscillazioni sul piano orizzontale che fanno alzare e abbassare il centro di massa. Valori bassi indicano un’azione del controllo
meno frequente;
—  sample entropy: è una misura di complessità del segnale. Valori alti indicano una maggiore
complessità. Negli anziani si osservano valori alti
sull’asse verticale con una F50% e con un’area di
oscillazione maggiore;
—  Sway Path (o lunghezza totale della traiettoria, mm): misura la lunghezza complessiva
delle oscillazioni posturali in una certa direzione. Si fa riferimento alle oscillazioni in direzione antero-posteriore e medio-laterale. Valori alti
indicano oscillazioni più ampie in quella direzione quindi un sistema di controllo meno efficiente;
—  cadenza media (misurata in secondi, s): la
durata media del passo è misurata dal contatto
iniziale del primo piede al contatto iniziale del secondo piede;
—  Jerk Score Anteriore-Posteriore (misurato
in metri, m) (NJS AP): Il Jerk score normalizzato
durante il cammino misura la dinamica temporale normalizzata dell’accelerazione del tronco
durante il passo. Un scorrevolezza ridotta e/o controllo motorio ridotto porta a valori più alti. NJS AP
si riferisce al movimento del corpo nella direzione
antero-posteriore dal primo contatto di un piede al
contatto iniziale del piede contro laterale;
—  Jerk Score Medio-laterale (misurato in metri, m) (NJS ML): il Jerk score normalizzato durante il cammino misura la dinamica temporale normalizzata dell’accelerazione del tronco durante
il passo. Un scorrevolezza ridotta e/o controllo
motorio ridotto porta a valori più alti. NJS ML si
riferisce al movimento del corpo nella direzione
medio-laterale dal contatto iniziale di un piede al
primo contatto del piede contro laterale;
—  regolarità passo antero-posteriore (misurata
come autocorrelazione %) (Ad1 AP): questo parametro misura il grado di regolarità tra due passi
consecutivi. Ridotto controllo motorio e/o difficoltà
nel cammino portano a valori più bassi. Ad1 AP
si riferisce al controllo del tronco nella direzione
antero-posteriore;
—  regolarità del passo medio-laterale (misurata come autocorrelazione %) (Ad1 ML): questo parametro misura il grado di regolarità tra due passi
consecutivi. Ridotto controllo motorio e/o difficoltà
nel cammino portano a valori più bassi. Ad1 ML
si riferisce allo spostamento del peso corporeo nella
direzione medio-laterale.
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621
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
Statistical analisys
Analisi statistica
All values obtained were processed with
Matlab version R2011a. For statistical comparisons between groups was used as the one-way
ANOVA. Kruskal-Wallis one-way analysis of
variance has been performed since the assumption of normal distribution of the residuals is
not verified for some of the extracted features.
For correlations between variables we used (R),
the linear correlation coefficients of Pearson
(P<0.001).
Tutti i valori sono stati ottenuti con Matlab versione R2011a. Per la comparazione statistica tra i
gruppi è stato utilizzato one-way ANOVA. L’analisi
della varianza effettuata è stata quella di KruskalWallis poiché l’assunzione che i residui siano distribuiti normalmente non è verificata per alcuni
dei parametri. Per le correlazioni tra le variabili è
stato usato (R), il coefficiente di correlazione lineare di Pearson (P<0,001).
Risultati
Results
The data obtained were inserted in Table I.
We reported the data collected for each test
and we described in the discussion of the statistical values that have provided significant
points of reflection for this article and for future studies.
Mean Cadence does not differ significantly
between young and old in 10MW in AP and ML
directions (Figure 1), it is significantly different
in SC in ML directions (Figure 2), the elderly
show a frequency significantly reduced (slower step) during go upstairs and go downstairs
stairs compared to younger subjects.
Both in young subjects and in older people
cadence measured on the flat path is significantly correlated with the measured cadence
during both go upstairs and go downstairs:
A
I dati ottenuti sono stati inseriti nella Tabella I.
Abbiamo riportato i dati rilevati per ciascun test e
descritto nella discussione i valori statistici significativi che hanno fornito punti di riflessione per
questo specifico articolo e per studi futuri.
La Mean Cadence non differisce significativamente tra giovani e anziani nel cammino in
piano sui 10MW in direzione AP e ML (Figura
1), la stessa è significativamente diversa nel SC
in direzione ML (Figura 2), i soggetti anziani
mostrano una cadenza significativamente ridotta (passo più lento) sia durante la salita che
durante la discesa dalla scala rispetto ai soggetti
giovani.
Sia nei soggetti giovani che per quelli anziani la cadenza misurata nel cammino in piano è
significativamente correlata con la cadenza misurata sulla scalinata sia in fase di salita che di
B
Figure 1.—Mean cadence 10MW in AP and ML directions.
Figura 1. — Mean cadence nel cammino in piano sui 10MW in direzione AP e ML.
622
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Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
NEROZZI
Table I.—Data of all tests performed for this study.
Tabella I. — Dati di tutti i test eseguiti per questo studio.
TEST
Quiet standing
eyes open
Quiet standing
eyes closed
10 meter
walking test
Timed up and
go test
Stair climbing
test
Measurement
unit
FEATURES
Sway area
F50%
Sample entropy
Sway path anterior-posterior
Sway path medio lateral
Mean sway velocity anterior posterior
Mean sway velocity medio-lateral
Sway area
F50%
Sample entropy
Sway path anterior posterior
Sway path medio lateral
Mean sway velocity anterior posterior
Mean sway velocity medio-lateral
Anterior-posterior step regularity (Ad1)
Vertical step regularity (Ad1)
Medio-lateral step regularity (Ad1)
Anterior-posterior stride regularity (Ad2)
Medio-lateral stride regularity (Ad2)
Vertical stride regularity (Ad2)
Harmonic ratios anterior-posterior
Normalized Jerk Score (NJS)
Total duration
Gait duration
Turning180° duration
Turning before sitting duration
Mean gait velocity
Anterior-posterior step regularity (Ad1)
ascending stairs
Anterior-posterior step regularity (Ad1)
decending stairs
Medio-lateral step regularity (Ad1)
ascending stairs
Medio-lateral step regularity (ad1)
descending stairs
Medio-lateral normalized Jerk Score (NJS)
ascending stairs
Medio-lateral normalized Jerk Score (NJS)
descending stairs
Ant erior-posterior normalized Jerk Score
(NJS) ascending stairs
Ant erior-posterior normalized Jerk Score
(NJS) DESCENDING ST AIRS
the association is much stronger than in the
young (R=0.76 upstairs and R=0.73 downstairs)
compared to the elderly (R=0.36 upstairs and
R=0.46 downstairs).
Compared to flat level the duration of the
step in young people tends to increase in the
climbing phase (+6.5% average) and to decrease (step faster, -4.7% average) in climb
down phase. The duration of the step in the
Vol. 67 - No. 4
Measured
values
young subjects
Measured
values
elderly subjects
mm2
Hz
Adimensional
mm
mm
mm/s
mm/s
mm2
Hz
Adimensional
mm
mm
mm/s
mm/s
%
%
%
%
%
%
Adimensional
m
s
s
s
s
m/s
%
0.5±6
0.25±0.55
0.02±0.06
40±130
12±47
1.1±3.8
0.25±1.2
0.3±4.5
0.4±0.6
0.01±0.06
40±160
13±45
1.1±4.2
0.3±1.2
3.75±3.95
0.75±0.95
0.75±0.95)
3.72±3.97
0.70±0.95
0.71±0.95
4.7±6.4
0.9±1.7
7±12
4.1±7.5
0.9±2.7
0.6±1.5
0.73±1.24
0.58±0.92
0.55±12.5
0.2±0.85
0.01±0.12
42±220
16±71
1.2±6.2
0.4±1.9
0.3±13
0.4±0.8
0.01±0.1
42±250
13±64
1.2±7.1
0.3±1.8
3.45±3.95
0.55±0.95
0.58±0.94
3.57±3.98
0.58±0.95
0.58±0.94
5±7.2
0.5±1.6
7±15
4.3±10.2
0.55±12.5
0.8±1.9
0.42±1.21
0.30±0.92
%
0.40±0.90
0.22±0.85
%
0.57±0.92
0.30±0.90
%
0.52±0.90
0.18±0.95
m
0.10±0.30
0.30±0.92
m
0.10±0.30
0.22±0.87
m
0.80±0.18
0.30±0.92
m
0.50±0.15
0.22±0.87
discesa: l’associazione è molto più forte nei giovani (R=0,76 in salita ed R=0,73 in discesa) rispetto agli anziani (R=0,36 in salita ed R=0,46
in discesa).
Rispetto al cammino in piano la durata del
passo nei giovani tende ad aumentare nella fase
di salita (+6,5% in media) e a diminuire (passo
più veloce, -4,7% in media) nella fase di discesa.
Rispetto al cammino in piano la durata del passo
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NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
A
B
Figure 2.—Mean cadence SC in ML directions.
Figura 2. — Mean Cadence nel SC in direzione ML.
elderly compared to the flat path tends to increase in the climbing phase (+25.8% average)
and go downstairs phase (+6.4% average).
While NJS AP and NJS ML, do not differ significantly between young and old in the 10MW,
they are significantly different in the stair test:
the elderly show significantly higher NJS AP
and NJS ML.
NJS AP and NJS ML on the path are not correlated with the measured values in the stairs
test both in young subjects and in older people.
In young people, trunk dynamics in the anterior-posterior direction in SC test is slightly declining compared to walking both in go upstairs
(NJS AP -2.8% on average) and go downstairs
stairs (NJS AP -6% on average) while the dynamics of the trunk in the medio-lateral direction increases very significantly both go upstairs
(NJS ML +76.8% on average) and go downstairs
stairs (NJS ML +79.2% on average).
In elderly, trunk dynamics in anterior-posterior direction is very exasperated respect to the
walking both go upstairs (NJS AP +80.3% on
average, NJS ML + 321.1% on average) and go
downstairs (NJS AP +50.4% on average, NJS ML
+ 156.1% on average).
Ad1 AP measured along the path is correlated
with the Ad1 AP measured on the stair during
ascent (R=0.4, both the young and the elderly)
the regularity of the step in the Anterior-Posterior direction is reduced of an amount proportional to the regularity of starting (Figure 3).
624
negli anziani tende ad aumentare sia nella fase
di salita (+25,8% in media) che in quella di discesa (+6,4% in media).
Nei giovani la dinamica del tronco in direzione antero-posteriore tende a ridursi leggermente
rispetto al cammino in piano, sia in salita (NJS
AP -2,8% in media) che in discesa (NJS AP -6% in
media) mentre la dinamica del tronco in direzione medio-laterale aumenta in modo molto significativo sia in salita (NJS ML +76,8% in media) che
in discesa (NJS ML +79,2% in media).
Negli anziani la dinamica del tronco sia in direzione antero-posteriore che in direzione mediolaterale è molto esasperata rispetto al cammino in
piano sia in salita (NJS AP +80,3% in media, NJS
ML + 321,1% in media) che in discesa (NJS AP
+50,4% in media, NJS ML + 156,1% in media).
Ad1 AP misurato in piano è correlato con l’Ad1
AP misurato sulla scala in fase di salita (R=0,4
sia nei giovani che negli anziani), la regolarità
del passo in direzione antero-posteriore si riduce
di una quantità proporzionale alla regolarità di
partenza (Figura 3).
Al contrario Ad1 ML misurato in piano (Figura 4) non è correlato con il valore misurato sulle
scale nei giovani mentre è correlato nei soggetti
anziani (R=0,35 in salita e R=0,52 in discesa).
Nei soggetti anziani oltre al cambio di strategia
motoria c’è una generale amplificazione della irregolarità del pattern di cammino sia nella fase di salita che in quella di discesa e soprattutto in direzione
medio-laterale (Ad1 ML -9,8% in media nei giovani
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Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
A
B
C
D
NEROZZI
Figure 3.—Step regularity AP (%) young and subjects elderly.
Figura 3. — Regolarità del passo in direzione AP (%) in soggetti giovani e anziani.
In contrast, Ad1 ML measured along the path
(Figure 4) is not correlated with the value on the
stairs measured in the young, while it is related in
elderly subjects (R=0.35 ascend R=0.52 descend).
In elderly subjects, in addition to the changed
motor strategy, there is a general amplification
in the irregularities of the pattern of walking
during both the ascent and the descent and
especially in medio-lateral direction (Ad1 ML
-9.8 on average in the young during climbing,
compared to -14.8% on average in the elderly,
Ad1 ML -11.8% on average in the young during
Vol. 67 - No. 4
in fase di salita rispetto a -14,8% in media negli anziani, Ad1 ML -11,8% in media nei giovani in fase
di discesa rispetto a -21,3% in media negli anziani).
Discussione
Mean Cadence non differisce significativamente tra giovani e anziani nel cammino sui 10MW
in direzione AP e ML, la stessa è significativamente diversa nel SC in direzione ML, i soggetti anziani mostrano una cadenza significativamente
ridotta (passo più lento) sia durante la salita che
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625
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
A
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C
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Figure 4.—Step regularity ML (%) in young and elderly subjects.
Figura 4. — Regolarità del passo in direzione ML (%) in soggetti giovani e anziani.
descent compared to -21.3% on average in the
elderly).
Discussion
Mean Cadence does not differ significantly
between young and old in 10MW in AP and
ML directions, it is significantly different in SC
in ML directions, the elderly show slower step
during ascending and descending compared to
younger subjects.
Young and older cadence measured in walk-
626
durante la discesa dalla scala rispetto ai soggetti
giovani.
La cadenza misurata nel cammino sia per giovani che per gli anziani è significantemente correlata con la cadenza misurata nel salire e scendere le scale, maggiormente nei soggetti giovani.
La durata del passo sulle scale negli anziani
paragonata al cammino tende ad aumentare nella salita e nella discesa, nei giovani questo avviene solo nella fase di salita.
I risultati sembrano suggerire che le variazioni
di cadenza negli anziani, tra cammino in piano
e scalinata, possano essere dovuti ad una maggio-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
ing is significantly correlated with the cadence
measured during ascending and descending,
more stronger in young subjects.
The step duration on the stairs in elderly
compared to walking, tends to increase in ascending and descending phase, in young subjects this happen just in ascending.
The results seem to suggest that cadence variations in elderly, between gait and stair climbing, may be due to greater difficulty performing
the motor task associated both to biomechanical characteristics and motor control aspects,
such as a reduced confidence in their own ability which involves a slower step.
The Falls Efficacy Scale (FES) is an instrument to measure fear of falling, in according
to the definition of this fear as “low perceived
self-efficacy at avoiding falls during essential,
nonhazardous activities of daily living”. Subjects
who reported avoiding activities because of fear
of falling had higher scores EDF, which represent lower self-efficacy or confidence, compared to younger subjects reporting no fear of
falling.17 During rehabilitation greater emphasis
on mobility leads to a higher confidence to perform activities of daily living without falling.18
NJS AP and NJS ML on the path are not correlated with the measured values in the stairs
test both in young subjects and in older people
which means that the biomechanics/step control is significantly different between the two
walking conditions.
In elderly, trunk dynamics in anterior-posterior direction is very exasperated respect to the
walking both go upstairs and go downstairs.
Young and elderly subjects tend to have a
lower regularity of the step on the stairs compared to the walk on the path.
Ad1 AP and l’Ad1 ML are significantly different between young and old in both motor test.
Elderly subjects show values of Ad1 AP and
Ad1 ML significantly lower in 10MW and during
SC in both phases, and during descend show
a step regularity that always tends to be lower
compared young subjects.
Ad1 AP measured along the path is correlated with the Ad1 AP measured on the stair
during ascent in both the young and elderly, the
regularity of the step in the anterior-posterior
direction is reduced of an amount proportional
to the regularity of starting.
Ad1 ML measured along the path is not correlated with the value on the stairs measured in
the young, while it is related in elderly subjects.
This result suggests that in young subjects
Vol. 67 - No. 4
NEROZZI
re difficoltà nell’eseguire il task motorio che è associabile sia a caratteristiche biomeccaniche che
ad aspetti di controllo motorio, ad esempio una
ridotta fiducia nelle proprie capacità che comporta un passo più lento. Il Falls Efficacy Scale (FES),
è strumento per misurare la paura di cadere in
base alla definizione di questa paura come “bassa
percezione di auto-efficacia ad evitare le cadute
durante le attività essenziali e non pericolose della vita quotidiana”. I soggetti che hanno riferito
di evitare attività a causa della paura di cadere
avevano più alti punteggi FES, che rappresentano
più bassa auto-efficacia o fiducia, rispetto ai soggetti che non riferiscono paura di cadere 17. Durante la riabilitazione una maggiore enfasi sulla
mobilità porta ad una maggiore fiducia per svolgere attività della vita quotidiana senza cadere 18.
NJS AP ed un NJS ML nel cammino in piano
non sono correlati con i valori misurati nel test
della scala sia nei soggetti giovani che in quelli anziani, segno che la biomeccanica/controllo
del passo è significativamente diversa/o tra le due
condizioni di cammino.
Negli anziani la dinamica del tronco sia in direzione antero-posteriore che in direzione mediolaterale è molto esasperata rispetto al cammino in
piano sia in salita che in discesa.
Sia i soggetti giovani che i soggetti anziani tendono ad avere una regolarità del passo inferiore
sulle scale rispetto al cammino in piano.
L’Ad1 AP che l’Ad1 ML sono significativamente
diversi tra giovani e anziani in entrambi i test
motori. I soggetti anziani mostrano valori di Ad1
AP ed Ad1 ML significativamente più bassi, sia nel
cammino in piano che durante la salita della scala, durante la discesa dalla scala mostrano una
regolarità del passo sempre tendenzialmente inferiore ai soggetti giovani.
Ad1 AP misurato in piano è correlato con l’Ad1
AP misurato sulla scala in fase di salita sia nei
giovani che negli anziani, la regolarità del passo
in direzione Antero-Posteriore si riduce di una
quantità proporzionale alla regolarità di partenza.
Ad1 ML misurato nel cammino non è correlato
con il valore misurato sulle scale nei giovani mentre è correlato nei soggetti anziani.
Questo risultato suggerisce che nei soggetti giovani le differenze di regolarità del passo tra il
cammino in piano e la scala sono dovute principalmente ad una diversa strategia motoria impiegata nei due task motori. Nei soggetti anziani
oltre al cambio di strategia motoria c’è una generale amplificazione della irregolarità del pattern
di cammino sia nella fase di salita che in quella di
discesa e soprattutto in direzione medio-laterale.
MEDICINA DELLO SPORT
627
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
differences in the regularity of the step during
walking and climbing are mainly due to a different motor strategy employed in the two motor tasks. In elderly subjects, in addition to the
changed motor strategy, there is a general amplification in the irregularities of the pattern of
walking during both the ascent and the descent
and especially in medio-lateral direction.
Young subjects seem to have a greater control of the trunk in the anterior-posterior direction when they go up/down the stairs. The oscillation of the trunk in medio-lateral direction
increases significantly, that is, the alternating
movement of the body weight between the two
feet during the step, increases in the staircase
compared to walking. In elderly, there seems to
be a reduced trunk control, therefore a greater
difficulty in both directions especially during
the climbing phase.
Conclusions
Results are coherent with the expected and
observed motor performance and many parameters are susceptible to age-related motor
changes. Low muscle strength is associated
with poor physical function in older men and
women, but it is not so for low muscle mass.19
Muscle strength as a marker of muscle quality
is more important than quantity in estimating
mortality risk. Low muscle mass did not explain
the strong association of strength with mortality.20 Stair negotiation difficulty is frequently
used to evaluate and describe functional status in older adults, climbing up and down stairs
should be included in functional assess to predict outcomes such as ADL limitations or falls
in older adults.21
Differences between the 2 groups increase in
the tests with eyes closed,22 where we remove
the information of the visual system. It is, therefore, confirmed the reduced ability of the elderly to use proprioceptive information provided
by the foot.23-25
Elderly control their movements more frequently than young people, and consequently
increase energy cost and fatigue even in the
standing position. The center of mass in advancement direction (propulsion) and in vertical direction (push and support) is very low,
due to the slip of feet when walking. This suggests a deficit of muscles required for this set
of actions. Some researchers revealed that elderly subjects demonstrated significantly smaller
628
Nei giovani sembra quindi esserci un maggior
controllo del tronco in direzione antero-posteriore quando si salgono/scendono le scale mentre
l’oscillazione del tronco in direzione Medio-Laterale aumenta sensibilmente, cioè lo spostamento
alternato del peso corporeo tra i due piedi aumenta tra il passo in piano e quello sulla scala. Negli
anziani sembra esserci un ridotto controllo del
tronco, quindi maggiore difficoltà in entrambe le
direzioni e soprattutto durante la fase di salita.
Conclusioni
I risultati sono coerenti con le performance
motorie attese e osservate, suscettibili ai cambiamenti motori relativi all’età. Bassa forza muscolare è associata a scarsa funzionalità fisica negli
anziani, uomini e donne, ma non lo è per la bassa massa muscolare 19. La forza muscolare come
indicatore di qualità muscolare è più importante
della quantità nella stima del rischio di mortalità. La bassa massa muscolare non ha spiegato la
forte associazione della forza con la mortalità 20.
La difficoltà di gestione della rampa di scale è
spesso utilizzata per valutare e descrivere lo stato
funzionale in adulti più anziani, salire e scendere le scale dovrebbe essere incluso nei test funzionali per valutare e prevedere i risultati come
ad esempio le limitazioni ADL o le cadute negli.
anziani 21.
Le differenze tra i 2 gruppi aumentano nei test
con gli occhi chiusi 22, quando si rimuovono le informazioni del sistema visivo. È quindi confermata la ridotta abilità degli anziani nell’utilizzare le
informazioni propriocettive fornite dal piede 23-25.
Gli anziani controllano i loro movimenti più
frequentemente che i giovani, conseguentemente
aumentano il costo energetico e la fatica anche
in posizione statica. Il centro di massa in avanzamento (propulsione) e in direzione verticale
(spinta e supporto) è molto basso, a causa dello
scorrimento dei piedi quando si cammina. Questo suggerisce un deficit nei muscoli necessari per
questo insieme di azioni.
Alcuni ricercatori hanno rivelato che i soggetti anziani hanno significativamente più piccola
la forza di flessione dorsale e la base di appoggio
funzionale del piede rispetto ai soggetti giovani,
nessuna differenza significativa tra i gruppi invece è stato rilevata nella forza in flessione plantare 26. I giovani scendono rapidamente nel gradino sottostante, la durata di appoggio è ridotta
e maggiore è il picco di accelerazione verso l’alto
del COM, invece gli anziani adottano una strategia di controllo movimento più cauta scendendo
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
feet dorsiflexion strength and functional base of
support measures than young subjects, no significant group difference instead was detected
in plantarflexor strength.26 Young participants
descended quickly into the step below, reduced
landing duration and increased peak upwards
COM acceleration, instead older participants
adopted a cautious movement control strategy
when descending stairs. These results suggested a reduced ability to generate high eccentric
torque at the ankle in the forward limb. Older
participants increased muscle co-contraction,
consequently the limb was stiffened for longer
during the loading.27 Oscillations are averagely
faster and this can lead to loss of balance and
an increasing risk of falling.
These findings support the idea that useful
screening tools could be based on wearable inertial sensors and modern smartphones.
Some authors defined a method to identify
5 walking types using hip and ankle accelerometers in fracture-prone old adults. Research
long-term objective was to improve body-worn
sensor techniques in order to measure domestic exercise performances and to ameliorate
subjects’ adherence. A secondary objective
was to evaluate the sensors’ placement sensitivity. Results demonstrated that the three sensors’ combination (hip, left and right ankles)
gave the most accurate data. Generally, sensor
number reduction resulted in decreased accuracy ranging from 91.1% (3 sensors), 73.3-84.4%
(2 sensors), to 64.4-70% (1 sensor).28 The recent literature evidenced that device comfortable placement and fixation are the key to an
optimal activity monitoring on a several days
period. Walking at slow velocity is another important condition to be analyzed: unluckily this
might not be easily detected by the device. Another study evaluated the accuracy of an accelerometer in different positions in measuring
slow walking.29 This study demonstrated that,
if the step number is the most important parameter to be collected, placing the device on
the anterolateral side of the middle shank is
recommended for activity measurement; if accurate recording of steps during slow velocities is the main goal, device placement on the
lower leg should be favored. Measurements
during stair climbing were not accurate by any
tested placement. Patient compliance is important particularly on a daily-life basis when they
are required to wear their own accelerometers.
According to other authors posture and transitions require an accelerometer on the waist and
Vol. 67 - No. 4
NEROZZI
le scale. Questi risultati suggeriscono una ridotta
capacità di generare una coppia eccentrica elevata nella caviglia dell’arto avanti. I partecipanti più anziani aumentano la co-contrazione del
muscolo, di conseguenza, l’arto è irrigidito per
più tempo durante la fase di appoggio 27. Le oscillazioni sono mediamente più veloci e questo può
portare alla perdita di equilibrio e di un crescente
rischio di cadute.
I risultati supportano l’idea che potrebbero essere utilizzati strumenti di screening basati su sensori inerziali indossabili e smartphone moderni.
Alcuni autori hanno sviluppato e testato un
metodo per distinguere 5 modi di camminare
usando accelerometri apposti sulle anche e sulle
caviglie. Il loro obiettivo di ricerca a lungo termine era quello di far progredire le tecniche di
misurazione con sensore indossabile per la valutazione dell’esercizio fisico eseguito a casa e promuoverne lo svolgimento. Un obiettivo secondario
era quello di valutare la sensibilità delle modalità
di posizionamento del sensore.
Essi hanno dimostrano che la combinazione
più accurata utilizzava i dati ottenuti dalle tre
posizioni (anca, caviglia sinistra e destra). Generalmente, riducendo il numero di sensori si provocava la riduzione di precisione con valori di
91,1% (3 sensori), 73,3-84,4% (2 sensori), 64,470% (1 sensore) 28. I ricercatori negli ultimi anni
hanno evidenziato che per monitorare l’attività
fisica di alcuni giorni, è necessario posizionare e
fissare il dispositivo in modo confortevole.
Un’altra condizione importante da analizzare è il cammino a velocità lenta, che non viene
rilevato facilmente dal dispositivo. L’obiettivo di
uno studio fu proprio la valutazione della precisione di un accelerometro fissato in differenti
posizioni e il cammino a bassa velocità 29. Questo
studio ha dimostrato che se il numero dei passi è
il parametro più importante per la misurazione
dell’attività,una collocazione alternativa del dispositivo nella parte anterolaterale della gamba
può essere indicato, se invece è necessaria la registrazione accurata per camminate a bassa velocità, il posizionamento del dispositivo sulla parte
inferiore della gamba sembrerebbe essere favorito.
Misurazioni eseguite durante la salita sulle scale
non erano accurate per nessuna posizione testata. La collaborazione del paziente è importante
soprattutto nella vita quotidiana quando è stato
chiesto di indossare i propri accelerometri. Per
altri autori l’analisi della postura e del cammino richiedono un accelerometro posto sulla vita
e un accelerometro posto sulla coscia 30. Quando hanno usato un solo accelerometro, la coscia
è risultato essere il posizionamento ottimale per
MEDICINA DELLO SPORT
629
NEROZZI
Physical activity and assessment of motor performance in elderly and young population
one on the thigh.30 When they used only one
accelerometer, the thigh was found to be the
best place to identify both movement and static
postures, with a 10% error.
Step counters or pedometers are a good alternative for accelerometers since they are quite
cheap and do not require extra software or expertise to be used. A study evaluated the accuracy in step count of a pedometer placed in
different positions, both in stair climbing and
in walk at various speeds.31 In general accuracy was higher in control tests than on daylife conditions, while the reliability was just the
opposite. Results from the control tests suggest
that the neck is the best position for the pedometer under investigation. Moreover wearing this
pedometer in the pants pocket is not recommended, in particular at slower speeds.
Walking is the most important activity to be
assessed in the elderly, but self-report methods
are not reliable. The “Active Australia Survey”
(AAS) for example was used for physical activity control in the general Australian adult
population, and its validity in older adults demonstrates that the measurement properties of
the AAS for healthy community-dwelling older
adults are acceptable. Correlations between
the AAS and one pedometer indicate that the
measurements’ characteristics are comparable
to those of younger adults: this implies the extension of the findings to a broader range of
the older adult population. Different methods
are known to analyze walking and actions of
everyday life and accelerometers are a good
compromise between scientific validity of data
and subjects compliance.
These can be a low-cost means for providing
suitable testing solutions for quantitative movement analysis with a clear clinical value, to
provide an easy way for clinicians, physiotherapists, kinesiologists to monitoring many parameters sensitive to age-related motor changes.
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identificare il movimento e le posture statiche, con
un errore del 10%.
Contapassi o pedometri sono una buona alternativa agli accelerometri dato il loro prezzo economico senza la necessità di utilizzare programmi aggiuntivi o richiedenti specifiche competenze.
È stata esaminata l’accuratezza del numero dei
passi eseguiti valutando la sua posizione sul corpo, nel cammino sulle scale, e la velocità nel cammino 31. In generale l’accuratezza era più alta
durante i test di controllo rispetto a quelli nella
quotidianità, mentre questo era l’opposto in termini di affidabilità. I risultati dei test di controllo
suggeriscono che il collo è la posizione migliore
per la sistemazione del contapassi. Sembra non
affidabile tenere il pedometro nella tasca dei pantaloni, soprattutto alle basse velocità.
Camminare è l’attività più importante da valutare in un gruppo di anziani ed è molto difficile
da misurare con metodi self-report. L’Active Australia Survey (AAS) per esempio è stato utilizzato
per il controllo dell’ attività fisica nella popolazione australiana adulta, e la sua validità nella
valutazione negli anziani indica che le proprietà
di misurazione dell’AAS per i soggetti sani residenti in comunità di anziani sono accettabili.
Correlazioni tra l’AAS e un contapassi indicano
che le proprietà di misurazione sono paragonabili a quelle dei più giovani, per determinare risultati generalizzabili a un segmento più ampio
della popolazione anziana. Modalità diverse sono
note per analizzare il cammino e le azioni della
vita quotidiana e gli accelerometri sono un buon
compromesso per la validità scientifica dei dati
ottenuti e per la partecipazione attiva dei partecipanti.
Questo può rappresentare un mezzo low-cost
per fornire soluzioni adatte per l’analisi quantitativa del movimento con valori clinici reali, un
modo semplice per medici, fisioterapisti, chinesiologi di monitorare molti parametri motori che
sono sottoposti a cambiamenti attribuiti all’età
dei soggetti considerati.
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Acknowledgements.—Regione E. Romagna, DGR n. 1631/2009 “pERsonal health lab”, U.I.S.P Bologna, Italy.
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 April 27, 2014 - Accepted for publication on October 29, 2014.
Corresponding author: E. Nerozzi, School of Biotechnology Pharmacy and Motor Science, University of Bologna, via S.
Vitale 15, 40100 Bologna, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
631

MED SPORT 2014;67:633-41
Pilot study on cardiac and metabolic
responses to moderate-altitude endurance
training in middle-distance runners
Studio pilota sugli effetti cardiaci
e metabolici dell’allenamento di resistenza
a moderata altitudine in mezzofondisti
G. POLIZZI 1, M. GIACCONE 1, M. GERVASI 2, A. D’AMATO 3, A. PALMA 4
C. BARTOLUCCI 2, G. BRANDONI 5, A. FEDERICI 2, F. LUCERTINI 2
2Department
1Centro Studi CUS Palermo, Palermo, Italy
of Biomolecular Sciences- Division of Exercise and Health Sciences, University of Urbino
Carlo Bo, Urbino, Italy
3Sant’Antonio Abate Hospital, Trapani, Italy
4Dipartimento DISMOT, Facoltà di Scienze Motorie, University of Palermo, Palermo, Italy
5Unit of Diabetes, INRCA Ancona, Ancona, Italy
SUMMARY
Aim. Moderate-altitude (2000 m) training can increase endurance performance at sea level; it improves physiological
parameters, including maximum oxygen uptake, muscle oxygen extraction, red blood cell volume, plasma hemoglobin mass and concentration, and maximal cardiac output and systolic stroke volume; and it can also reduce resting
and submaximal exercise intensity heart rate. To date, no studies have investigated the effects of moderate-altitude
training on resting cardiac output and systolic blood pressure, and on the metabolic thresholds commonly used in
evaluating endurance athletes. The aim of this study was to evaluate blood, cardiac, and metabolic parameters following training and sojourn at moderate altitude (2000 m above sea level).
Methods. In this pilot study, 10 middle-distance runners sojourned and trained at moderate altitude for 1 month.
Hemoglobin concentration, red blood cell count, mean corpuscular volume, hematocrit, systolic stroke volume,
heart rate, and anaerobic threshold were measured before the start of training and at 2 weeks after return to sea level.
Results. Comparison of pre- and post-training values showed a significant reduction in resting heart rate and a significant increase in hemoglobin concentration, resting systolic stroke volume, resting cardiac output, running speed at
individual lactate threshold and at the blood lactate concentration of 4 mmol/L.
Conclusion. Physiological response to moderate-altitude training can predict improvements in sea-level performance.
The data from this pilot study will provide the basis for a larger-scale study that will include a control group and additional physiological parameters.
Key words: Altitude - Physical endurance - Stroke volume.
RIASSUNTO
Obiettivo. L’allenamento a moderata altitudine è in grado di incrementare, al ritorno al livello del mare, i parametri fisiologici che determinano la prestazione di endurance: massimo consumo di ossigeno, estrazione muscolare
di ossigeno, volume dei globuli rossi, massa e concentrazione di emoglobina plasmatiche, e gittata cardiaca e
sistolica massime. Inoltre, l’allenamento a moderata altitudine riduce la frequenza cardiaca a riposo e ad intensità
di esercizio sub-massimali. Non esistono invece studi esaustivi che abbiano indagato gli effetti di questo tipo di
allenamento sulla gittata sistolica e sulla gittata cardiaca a riposo e sulle soglie metaboliche comunemente utilizzate nell’allenamento degli atleti di endurance. Scopo di questo studio è stato valutare alcuni parametri ematici,
cardiaci e metabolici in seguito ad allenamento e pernottamento a moderata altitudine (2000 metri sul livello
del mare).
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MEDICINA DELLO SPORT
633
POLIZZI
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
Metodi. In questo studio pilota 10 mezzofondisti hanno pernottato e si sono allenati a moderata altitudine per 1
mese. La concentrazione di emoglobina, la conta dei globuli rossi, il volume corpuscolare medio, e l’ematocrito, la
gittata sistolica e la frequenza cardiaca, e la soglia anaerobica sono stati misurati subito prima dell’allenamento e nella
seconda settimana dopo il ritorno al livello del mare, con tempistiche identiche.
Risultati. Il confronto tra le valutazioni pre- e post-allenamento ha evidenziato una significativa riduzione della frequenza cardiaca a riposo e un incremento significativo della concentrazione di emoglobina, della gittata sistolica e
cardiaca a riposo, della velocità alla soglia del lattato individuale, e della velocità ad una concentrazione di lattato
pari a 4 mmol/L di sangue.
Conclusioni. Tutti questi effetti, che sono potenzialmente predittivi di una migliore performance a livello del mare
in seguito ad allenamento e pernottamento a moderata altitudine, saranno utilizzati come base di partenza per l’implementazione di uno studio con un gruppo di controllo, una maggiore dimensione campionaria e delle valutazioni
fisiologiche più complete.
Parole chiave: Altitudine - Resistenza fisica - Gittata sistolica.
A
ltitude training is a widely used strategy to increase sea-level performance in
endurance athletes.1 More so than psychological factors (motivation), biomechanical
and physiological factors are what account
for endurance performance in elite athletes.
Three highly reliable parameters predictive of changes in performance are running
economy, maximal oxygen uptake (VO2max),
and individual anaerobic threshold (IAT).2 In
routine practice, elite endurance athletes run
long distances at their IAT, which is normally
expressed as a percentage of an individual’s
VO2max and defined as the highest metabolic
rate at which lactate blood concentrations can
be maintained at a steady state during prolonged exercise.3 Moderate-altitude training
(at elevations up to about 2500 m) influences all physiological parameters of endurance
performance. When performed for 20-30 days,
it can increase sea-level VO2max by about 3%
as compared to identical training protocols
carried out at sea level.4
Oxygen consumption capacity relies on peripheral (oxygen uptake) and central factors
(stroke volume and heart rate), both of which
contribute to increasing VO2max following training. At equal arterial oxygen content, altitude
training can theoretically enhance oxygen uptake capacity, which depends on plasma hemoglobin [Hb] concentration,5 since the total
[Hb] mass is reportedly about 3% higher at
sea level after altitude training as compared to
pre-training values.4, 6 But because this difference alone does not entirely explain the boost
in VO2max seen after altitude training,4 other
non-peripheral factors are most likely involved
as well. Both stroke volume and heart rate,
the two central factors that determine oxygen
634
L’
allenamento in altitudine è una strategia comunemente utilizzata per migliorare la performance negli atleti di endurance al ritorno al livello
del mare 1. In questi sport, al di là dei fattori psicologici (motivazione), la performance di alto livello
dipende sostanzialmente da fattori biomeccanici
e fisiologici. L’economia di corsa, il massimo consumo di ossigeno (VO2max) e la soglia anaerobica
individuale (SA) sono infatti parametri altamente predittivi dei cambiamenti della performance 2.
Non a caso, nella pratica quotidiana gli atleti di
endurance di alto livello si allenano per lunghe
distanze ad una percentuale del VO2max sostanzialmente sovrapponibile alla SA 3. L’allenamento
a media altitudine (cioè fino a circa 2500 metri sul
livello del mare) influisce su tutti i fattori fisiologici della prestazione di endurance. È stato, infatti,
dimostrato che allenamenti a moderata altitudine della durata di 20-30 giorni incrementano il
VO2max, al ritorno a livello del mare, anche di circa
il 3% in più rispetto all’aumento determinato dallo
stesso protocollo di allenamento effettuato al livello
del mare 4.
Sia i fattori periferici (estrazione di ossigeno) che
quelli centrali (gittata sistolica [GS] e frequenza cardiaca [FC]) del consumo di ossigeno contribuiscono
ad aumentare il VO2max in seguito ad allenamento.
La capacità di estrazione di ossigeno, che dipende
dalla concentrazione plasmatica di emoglobina
[Hb] 5, a parità di contenuto arterioso di ossigeno
è teoricamente potenziata dall’allenamento in altitudine visto che la massa dell’emoglobina totale
risulta circa il 3% più elevata a livello del mare,
in seguito ad allenamenti in altitudine, rispetto al
suo valore pre-allenamento 4, 6. Tuttavia, è stato dimostrato che questo aumento non spiega, da solo,
l’intero incremento del VO2max 4, il che suggerisce
che altri fattori non periferici siano coinvolti nel
maggior aumento del VO2max a livello del mare in
seguito ad allenamento in altura. Entrambi i fattori
centrali che sostengono il consumo di ossigeno subiscono degli aggiustamenti durante l’esposizione
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
uptake, adjust to exposure to moderate and
high altitude. Resting heart rate, for example,
is higher than at sea level,7 but it is significantly lower as compared to pretraining values during the first days at sea level following
moderate-altitude training.8 Also, exposure to
moderate altitude reduces stroke volume during exercise.7 This effect is probably mediated
by a decline in cardiac preloading, which may
derive from a reduction in venous return due
to the decrease in plasma volume in response
to altitude exposure.7 However, Svedenhag et
al. found a 6.6% increase in plasma volume
within the first 2 weeks of return to sea level
after moderate-altitude training.9 From this
observation they hypothesized an increase in
resting stroke volume. To our knowledge, the
effects of moderate-altitude training on resting
stroke volume at sea level have not been studied and its effects on resting heart rate remain
to be clarified.
To date, only one study has investigated
the effect of moderate-altitude training on
metabolic thresholds for predicting sea-level
endurance performance.8 The study reported
that running speed improved by 9% and 12%,
respectively, at fixed blood lactate concentrations of 2 and 4 mmol/L after 4 weeks of
moderate-altitude training, whereas no significant differences in running speed at the IAT
were found. Published in 1998, the method
the study used for calculating the anaerobic
threshold, called Dmax,10 has recently attracted
mounting criticism concerning its validity and
reproducibility.11, 12
While moderate-altitude training has been
shown to improve VO2max and performance at
sea level, comprehensive studies on the cardiorespiratory adaptations and the changes in
metabolic thresholds it induces are lacking.
Therefore, the first aim of the present study
was to evaluate the effects of moderate-altitude training on resting stroke volume and
anaerobic threshold measured at sea level.
The second aim was to evaluate the influence
of moderate-altitude training on other hemodynamic, hematic, and metabolic parameters.
POLIZZI
a moderata ed elevata altitudine. È noto, infatti,
che in queste condizioni la FC a riposo è più elevata
rispetto al suo valore a livello del mare 7, ed è stato
dimostrato che dopo allenamento a moderata altitudine, nei primi giorni di permanenza a livello del
mare la FC è significativamente inferiore rispetto al
valore preallenamento 8. L’esposizione a moderata
altitudine riduce la GS durante esercizio 7. Tale effetto è probabilmente mediato anche da una riduzione del pre-carico a livello cardiaco, che potrebbe
derivare da un minor ritorno venoso attribuibile
alla nota diminuzione del volume plasmatico che
si registra con l’esposizione ad alta quota 7. Tuttavia, Svedenhag et al. hanno dimostrato che dopo
allenamento a moderata altitudine, entro le prime
2 settimane dal ritorno al livello del mare, il volume plasmatico aumenta del 6,6% in più rispetto alle condizioni preallenamento 9: evidenza che
induceva gli autori ad ipotizzare un conseguente
aumento della GS a riposo. Per quanto a nostra
conoscenza, gli effetti dell’allenamento a moderata
altitudine sulla GS a riposo non sono ad oggi stati
indagati al ritorno al livello del mare e l’eventuale
riduzione della FC a riposo andrebbe confermata
da ulteriori studi.
Tra gli altri fattori predittivi della performance
negli atleti di endurance, a nostra conoscenza un
solo studio ha indagato la relazione tra allenamento svolto effettivamente in altitudine e soglie metaboliche 8, dimostrando che 4 settimane di allenamento a moderata altitudine migliorano la velocità
di corsa alle concentrazioni fisse di 2 e 4 mmol∙L-1
di lattato, rispettivamente del 9% e del 12%, mentre
non determinano differenze significative di velocità
alla SA individuale 8. Tuttavia, in questo studio del
1998 la soglia anerobica è stata calcolata con un
metodo, denominato “Dmax” 10, che ha più recentemente subito serie critiche relativamente alla sua
validità e ripetibilità 11, 12.
Se da un lato, quindi, è stato dimostrato che l’allenamento a moderata altitudine aumenta il VO2max e la performance a livello del mare, non sono
del tutto chiari gli adattamenti cardiorespiratori
alla base di tali effetti. Inoltre, gli effetti dell’allenamento a moderata altitudine sulle soglie metaboliche non sono ancora stati approfonditamente studiati. Obiettivo primario del presente studio pilota è
stato valutare gli effetti dell’allenamento a moderata altitudine sulla GS a riposo e sulla SA misurate
a livello del mare. Secondariamente è stata anche
valutata l’influenza dell’allenamento a moderata
altitudine su altri parametri emodinamici, ematici
e metabolici.
Materials and methods
Materiali e metodi
Study population
Soggetti
The study population was 10 national and
regional league middle-distance runners (7
Sono stati reclutati 10 (7 M, 3 F) giovani (età
21,7±4,9 anni) atleti di endurance (specialità di
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
635
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
POLIZZI
males, 3 females; mean age, 21.7±4.9 years).
All subjects gave their informed consent to
participate in the study.
Study design
The subjects underwent 4 weeks of training
while sojourning at Sestriere (2000 m), during which they performed 10 training sessions
per week on average. During the week before
training, and then between day 8 and day 12
after return to sea level, the subjects underwent
3 testing sessions (see Analysis and Evaluation)
in a research laboratory located at sea level
(Palermo, Italy). There was a rest day between
each testing session day (days 1, 2, and 3) before and after the training period at altitude.
Training protocol
The training protocol (as described by
Polizzi 13) was subdivided into 3 phases during
which the subjects trained twice a day. During
the first phase (4 days of acclimatization), the
subjects performed 2 daily sessions of mainly
aerobic exercises, with a gradual increase in
duration from 45 to 60 minutes. During the
second phase (days 5 to 15), the subjects
performed intense continuous training (prolonged intense workloads gradually increased
from 30 to 45 minutes and intermittent trials of
1000-m and 2000-m runs with 3-minute rests
between each run) every two days. Intense
continuous training was designed to increase
and maintain blood lactate concentration at
around 4 mmol/L; during the 2 days following
an intense training session and on the morning
preceding an intense training session, exercise
intensity was predominantly aerobic. During
the third and final training phase (days 16 to
30), the sequence of intense and less intense
training was the same as in the second phase,
except that during the intense training sessions
(45 minutes) the workload was greater (prolonged intense workload, with intermittent trials of 500-m and 1000-m runs and 1-minute
rest between each run).
parameters (day
Gli atleti sono stati sottoposti a 4 settimane di
allenamento e pernottamento in località Sestriere
(Torino, Italia; 2000 metri sul livello del mare)
durante il quale hanno effettuato mediamente
10 sessioni di allenamento a settimana. Nella settimana precedente tale periodo, e dal giorno 8
al giorno 12 dopo il ritorno al livello del mare,
i partecipanti sono stati sottoposti a 3 sessioni di
test (vedi paragrafo analisi e valutazioni) in un
laboratorio di ricerca situato a livello del mare
(Palermo, Italia). Le sessioni di test (giorno 1,
giorno 2, giorno 3) sono state sempre intervallate
da un giorno di riposo, sia prima che dopo il periodo di allenamento e pernottamento in altura.
Protocollo di allenamento
Il protocollo di allenamento (vedi 13 per i dettagli) era diviso in 3 fasi durante le quali gli atleti
si allenavano 2 volte al giorno. Nella prima fase,
di “acclimatazione”, della durata di 4 giorni, gli
atleti effettuavano 2 sessioni giornaliere di allenamento prevalentemente aerobico con un incremento graduale della durata (da 45’ a 60’). Nella seconda fase, compresa tra il 5° e il 15° giorno,
gli atleti effettuavano un allenamento intenso e
continuativo (carico prolungato e intensivo con
aumenti graduali di durata da 30’ a 45’ e prove
intervallate da 1000 e 2000 metri con recuperi di
3’ tra le prove) ogni 2 giorni. L’allenamento intenso e continuativo era ideato per incrementare
e mantenere la concentrazione di lattato ematico
([La]) intorno alle 4 mmol/l, mentre nei due giorni successivi alla seduta intensa e nella mattina
precedente al successivo allenamento intenso,
l’intensità degli allenamenti era prevalentemente
aerobica. Nell’ultima fase, compresa tra il 16° e il
30° giorno, la successione di allenamenti intensi
e meno intensi era la stessa della fase precedente,
ma negli allenamenti intensi il carico era maggiore (carico prolungato e intensivo con durata
fissa di 45’ e prove intervallate da 500 e 1.000
metri con recuperi di 1’ tra le prove).
Parametri
1)
Blood samples were taken in the morning (at
8.00 a.m. with subjects fasted and in a sitting
position) from the antecubital vein; hemoglob-
636
Disegno sperimentale
Analisi e valutazioni
Analysis and evaluation
Hematic
mezzofondo praticate: 1500 m, 5000 m) di livello
nazionale e regionale. Tutti i soggetti hanno firmato un modulo di consenso informato per la partecipazione allo studio prima di essere reclutati.
ematici (giorno
1)
I prelievi sono stati effettuati la mattina (ore
8:00, soggetti a digiuno) dalla vena antecubitale (soggetti in posizione seduta), e la concentrazione di emoglobina ([Hb]), la conta dei globuli
rossi, il volume corpuscolare medio e l’ematocri-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
in concentration ([Hb]), red blood cell (RBC)
count, mean corpuscular volume (MCV), and
hematocrit were measured with a hematology
analyzer (ABX Pentra 60, Horiba, Kyoto, Japan).
to sono stati determinati tramite l’analizzatore
ematologico ABX Pentra 60 (HORIBA, Kyoto,
Giappone).
Parametri
Cardiac
parameters (day
2)
Twelve-lead ECG was performed at 9.00 a.m.
(Delta 60 Plus, Cardioline, Milan, Italy) to measure resting heart rate. The subjects remained
seated for 10 minutes and heart rate was calculated from the mean of values recorded during the last minute. Echocardiography was performed in mono- and bidimensional and color
Doppler modes (EnVisor CHD, Phillips, Amsterdam, the Netherlands). Left ventricular end-diastolic volume (EDV) was measured according
to the biplane Simpson method. Also measured
were the left ventricular diameter and the left
ventricular outflow tract (LVOT). The area of the
transverse section of the LVOT and the timevelocity integral (VTI) of the left ventricular outflow were then calculated. Stroke volume was
estimated by multiplying LVOT times TVI.
parameters (day
3)
Starting at 8.00 a.m., the subjects underwent incremental treadmill testing comprising 4-minute stages, as described in Bentley et
al.14 Within 30 seconds before the end of each
stage, a blood sample was taken by pinprick
of the tip of the index finger with a hand-held
portable lactate analyzer (Lactate Pro, Arkay,
Kyoto, Japan). The anaerobic threshold was
calculated using both the lactate threshold
(LT) 15 and the Dmax 10 methods. The LT method assumes an exponential increase in blood
lactate with increasing workload; it defines
the lactate threshold as the speed at which the
two linear interpolation curves of lactate values intersect. The LT method has been shown
to better reflect the shift from the aerobic to
the anaerobic energy system.12 The Dmax method defines the speed as the point on the axis
where the longest line from the tangent point
meets the X axis, joining the first and the final
blood lactate values, and the lactate curve is
estimated using polynomial regression of the
lactate values measured during the incremental tests. This method was used only for comparing the results of the present study against
those reported in Bailey et al.8 LT and Dmax
were determined using an algorithm validated
by Newell et al.16 which they used in a soft-
Vol. 67 - No. 4
cardiaci (giorno
2)
Un elettrocardiogramma a 12 derivazioni è
stato effettuato alle ore 9:00 con l’elettrocardiografo Delta 60 Plus (CARDIOLINE, Milano, Italia) per determinare la FC a riposo. I partecipanti
sono rimasti seduti per 10 minuti e la FC a riposo
è stata identificata come media delle rilevazioni
dell’ultimo minuto. L’analisi ecocardiografica è
stata condotta con metodica monodimensionale,
bidimensionale, e color-doppler, con l’ecocardiografo EnVisor CHD (Philips, Amsterdam, Paesi
Bassi). Il volume telediastolico (VTD) del ventricolo sinistro è stato misurato tramite metodica
di Simpson biplano. Inoltre, sono stati misurati,
nel ventricolo sinistro, il diametro e il tratto di
efflusso. È stata poi calcolata l’area della sezione trasversale del tratto di efflusso del ventricolo sinistro (S-LVOT) e l’integrale velocità-tempo
dell’efflusso ventricolare sinistro (VTI). Infine, è
stata stimata la GS moltiplicando S-LVOT per VTI.
Parametri
Metabolic
POLIZZI
metabolici (giorno
3)
Dalle ore 8:00 i partecipanti sono stati sottoposti ad un test incrementale di corsa su nastro
trasportatore composto da stage della durata di 4
minuti ciascuno, come indicato da Bentley et al.14
Entro i 30 secondi precedenti la fine di ogni stage
è stato effettuato un micro-prelievo di sangue dal
polpastrello del dito indice ed è stata misurata la
[La] con lattametro portatile Lactate Pro (Arkray,
Kyoto, Giappone). La SA è stata calcolata sia con
il metodo denominato “LT” 15 che con il metodo
Dmax 10. Il metodo LT, che assume un incremento
esponenziale della [La] all’aumentare dell’intensità di lavoro, definisce la soglia come la velocità
corrispondente al punto che divide due curve di
interpolazione lineare ottenute dai valori di [La].
È stato dimostrato che l’indicatore che meglio riflette la transizione dalla condizione aerobica a
quella anaerobica sembra essere proprio LT 12.
Il metodo Dmax prevede l’identificazione della
velocità corrispondente al punto che produce la
massima lunghezza della perpendicolare tra la
retta che unisce il primo e l’ultimo valore di [La],
fino alla curva del lattato stimata con regressione
polinomiale sulle [La] derivanti dal test incrementale. Questo metodo è stato utilizzato unicamente
per confrontare i risultati del presente studio con
quelli di Bailey et al. 8. La determinazione di LT
e Dmax è stata effettuata utilizzando un algoritmo validato da Newell et al. 16 e implementato
dagli stessi autori in un software applicativo per
Microsoft Excel (disponibile per il download al
link http://www.nuigalway.ie/maths/jn/Lactate/
MEDICINA DELLO SPORT
637
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
POLIZZI
ware application running on Microsoft Excel
(available at http://www.nuigalway.ie/maths/
jn/Lactate/index.html). The software program was also used to determine the running
speeds at fixed blood lactate concentrations of
2 mmol/L (FBLA2) and 4 mmol/L (FBLA4), as
described in Heck et al.17
Statistical analysis
The differences between the variables and
the effect of training and altitude exposure on
such variables (repeated measure of independent variables) were evaluated using Hotelling’s
T-squared test for paired data with Bonferroni
correction. Significance was set at P<0.05.
Results
There were no significant differences between
pre- and post-training values of RBC (4.41±0.27
vs. 4.46±0.36-6 cells/µL), MCV (89.1±3.4 vs.
88.6±3.1-15 L), hematocrit (39.2±1.9% vs.
39.3±2.9%), EDV (108.8±14.1 mL vs. 114.5±11.7
mL), running speed at Dmax (18.4±1.6 km/h
vs. 18.1±2.6 km/h) or running speed at FBLA2
(15.7±0.8 km/h vs. 16.1±1.3 km/h) (Figures 1, 2).
There was a significant increase in [Hb]
Pre-training
Analisi statistica
Le differenze tra i set di variabili misurate e
l’effetto dell’allenamento e pernottamento in altitudine su tali variabili (variabile indipendente
con misura ripetuta) sono state valutate con il
test T2 di Hotelling. I confronti post-hoc dei risultati singoli sono stati effettuati con test T per dati
appaiati con correzione di Bonferroni. Il livello
di significatività è stato fissato a P<0,05.
Risultati
I risultati non hanno evidenziato differenze significative, a livello del mare dopo il periodo di allenamento, nella conta dei globuli rossi
(4,41±0,27 vs. 4,46±0,36 milioni di cellule/µL di
sangue), nel volume corpuscolare medio (89,1±3,4
vs. 88,6±3,1 fL), nell’ematocrito (39,2±1,9% vs.
39,3±2,9%), nel volume telediastolico (108,8±14,1
ml vs. 114,5±11,7 ml), nella velocità alla Dmax
(18,4±1,6 km/h vs. 18,1±2,6 km/h), e nella velocità di corsa alla [La] di 2 mmol/l (15,7±0,8 km/h
vs. 16,1±1,3 km/h) (Figure 1, 2).
La [Hb] (13,1±0,6 mg/dl vs. 13,4±0,9 mg/
Pre-training
Post-training
39.2
index.html). Il software è stato anche utilizzato
per identificare le velocità di corsa corrispondenti
ad una [La] di 2 mmol/L (FBLA2) e di 4 mmol/L
(FBLA4), come indicato da Heck et al. 17.
Post-training
39.3
63.1
55.4
13.1
52.7
13.4
[Hb] (g/dL)
Hematocrit (%)
Figure 1.—Effect of moderate-altitude training and sojourn on selected hematic parameters: changes in hemoglobin concentration [Hb] and hematocrit (HCT);
*P<0.05. The bars indicate standard deviation.
Figura 1.—Effetto dell’allenamento e del pernottamento
a moderata altitudine su alcuni parametri ematici. [Hb],
concentrazione di emoglobina; *, P<0,05. Le barre rappresentano la deviazione standard.
638
54.6
Resting SV (mL)
Resting HR
(bpm)
Figure 2.—Effect of moderate-altitude training and sojourn on selected cardiac parameters: changes in resting
stroke volume (SV) and resting heart rate (HR); *P<0.05.
The bars indicate standard deviation.
Figura 2.—Effetto dell’allenamento e del pernottamento
a moderata altitudine su alcuni parametri cardiaci. GS,
gittata sistolica; FC, frequenza cardiaca; * P<0,05. Le
barre rappresentano la deviazione standard.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
Pre-training
16.8
17.7
Running speed at LT
(km/h)
Pre-training
Post-training
18.4
18.1
Running speed at Dmax
(km/h)
15.7
16.1
Running speed
at FBLA2
(km/h)
POLIZZI
Post-training
17.5
18.2
Running speed
at FBLA4
(km/h)
Figure 3.—Effect of moderate-altitude training and sojourn on selected metabolic parameters: changes in
running speed at the anaerobic threshold as estimated
using the LT method and the Dmax method used for comparison with published data; *P<0.05. The bars indicate
standard deviation.
Figura 3.—Effetto dell’allenamento e del pernottamento a
moderata altitudine su alcuni parametri metabolici. LT,
metodo di riferimento per questo studio per l’identificazione della velocità di corsa alla soglia; Dmax, metodo
utilizzato come confronto con la letteratura per l’identificazione della velocità di corsa alla soglia; *, p<0,05. Le
barre rappresentano la deviazione standard.
Figure 4.—Effect of moderate-altitude training and sojourn on selected metabolic parameters: changes in
running speed at 2 mmol/L (FLBA2) and at 4 mmol/L
(FLBA4); *P<0.05. The bars indicate standard deviation.
Figura 4.—Effetto dell’allenamento e del pernottamento a moderata altitudine su alcuni parametri metabolici. FBLA2 e FBLA4, velocità di corsa, rispettivamente,
alle concentrazioni di lattato di 2 mmol/L e 4 mmol/L;
*, p<0,05. Le barre rappresentano la deviazione standard.
(+1.9%; 13.1±0.6 mg/dL vs. 13.4±0.9 mg/dL),
resting stroke volume (+13.8%; 55.4±13.8
mL vs. 63.1±18.3 mL), resting cardiac output
(+9.5%; 3.008.8±874.1 mL vs. 3.369±1.061.4
mL), running speed at LT (+5.1%; 16.8±0.9
km/h vs. 17.7±0.8 km/h), and running speed at
FBLA4 (+4%, 17.5±0.8 km/h vs. 18.2±1 km/h),
as well as a significant reduction in resting
heart rate (-3.5%; 54.6±4.7 bpm vs. 52.7±4.6
bpm) (Figures 3, 4).
dl: +1,9%), la GS a riposo (55,4±13,8 ml vs.
63,1±18,3 ml: +13,8%), la gittata cardiaca a
riposo (3.008,8±874,1 ml vs. 3.369±1.061,4 ml:
+9,5%), la velocità alla LT (16,8±0,9 km/h vs.
17,7±0,8 km/h: +5,1%), e la velocità di corsa alla
[La] di 4 mmol/l (17,5±0,8 km/h vs. 18,2±1 km/h:
+4%) sono invece incrementate tutte significativamente, parallelamente ad una significativa riduzione della FC a riposo (54,6±4,7 batt/min vs.
52,7±4,6 batt/min: -3,5%) (Figure 3, 4).
Discussione e conclusioni
Discussion
The aim of this study was to determine the
effects of moderate-altitude training and sojourn on selected hematic, cardiac, and metabolic parameters that may influence endurance
performance at sea level. Consistent with previous observations,9 our results show a significant
post-training increase in [Hb]. Altitude training
has been found to significantly increase [Hb]
mass 4, 6, 18 and RBC volume 6, 18 and slightly
increase (albeit not significantly) blood and
plasma volume.6, 9, 18 As reported elsewhere,9, 18
Vol. 67 - No. 4
Scopo di questo studio era verificare gli effetti di un
periodo di allenamento e pernottamento a moderata
altitudine, su alcuni dei parametri ematici, cardiaci,
e metabolici che possono influire, al ritorno a livello
del mare, sulla prestazione di endurance.
In linea con la letteratura 9, i risultati del presente
studio evidenziano un significativo aumento della
[Hb] in seguito ad all’allenamento e pernottamento in altitudine. Dal momento che l’allenamento
in altitudine incrementa significativamente anche
la massa dell’emoglobina 4, 6, 18 e il volume dei globuli rossi 6, 18, e incrementa solo lievemente (e non
significativamente) il volume del sangue e del pla-
MEDICINA DELLO SPORT
639
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
POLIZZI
we found no significant post-training increase
in hematocrit. To our knowledge, ours is the
first study to demonstrate by echocardiography that resting stroke volume increases significantly after moderate-altitude training and
sojourn and that this adaptation is maintained
for at least 10 days after return to sea level.
This finding is partially shared by Svedenhag
et al.,9 who found a significant increase in left
ventricular mass at 11 days after return to sea
level, and by the significant increase in resting cardiac output we observed at 10 days after
return to sea level. In line with previous studies,8, 9 our results show a significant reduction
in resting heart rate and no substantial change
in EDV, suggesting a gain in cardiac efficiency
also during rest due to increased left ventricular mass. This gain may be an integral part of
the enhanced competition performance seen in
athletes after moderate-altitude training.5
Our results also show that moderate-altitude
training and sojourn can have an effect on the
anaerobic threshold. We noted a significant increase in running speed at lactate threshold
and at FBLA4 measured after return to sea
level. Our findings differ partially from those
reported by Bailey et al.8 who found significant increases at both FBLA2 and FBLA4 but
no improvement in anaerobic threshold. This
difference may be due to the different methods used to estimate the anaerobic threshold.
We used the LT method whereas Bailey used
the Dmax method, which has attracted criticism
because it relies on initial and final blood lactate values which are known to vary considerably.12 Furthermore, in addition to questions
about its validity, the lower reproducibility of
measurements with the Dmax method as compared to the LT method is a critical limitation
particularly when conducting incremental
testing comprising 4-minute stages.12 Because
both in our and Bailey’s studies the anaerobic
threshold was estimated from measurements
taken during 4-minute stage incremental testing, it follows that our results may be considered more reliable and that the anaerobic
threshold is influenced by moderate-altitude
training and sojourn, with an effect that lasts
for at least 12 days after return to sea level.
sma 6, 9, 18, il fatto che nel presente studio l’ematocrito non abbia subito modificazioni significative con
l’allenamento in altitudine e plausibile ed in linea
con le evidenze di altri autori 9, 18. In questo studio,
per la prima volta per quanto a nostra conoscenza,
viene dimostrato con metodica ecocardiografica che
la GS a riposo aumenta significativamente in seguito ad allenamento e pernottamento a moderata altitudine, e che questo adattamento viene mantenuto
per almeno 10 giorni dal ritorno al livello del mare.
Questo risultato è in parte supportato dai risultati
di Svedenhag et al. 9, i quali hanno dimostrato un
incremento significativo della massa del ventricolo
sinistro a 11 giorni dal ritorno al livello del mare, e
dall’incremento significativo della gittata cardiaca
a riposo registrato nel presente studio al 10° giorno
dopo il ritorno a livello del mare. In effetti, dal momento che nel presente, come in altri studi, la FC a
riposo risulta significativamente ridotta dopo l’allenamento 8 e il volume telediastolico sostanzialmente
non cambia 9, è possibile che il cuore guadagni in
efficienza per via dell’aumentata massa ventricolare
sinistra anche in condizione di riposo, ed è ipotizzabile che tale beneficio sia parte integrante dei miglioramenti della prestazione di gara riscontrati in questi atleti con l’esposizione a moderata altitudine 6.
I risultati del presente studio evidenziano anche
un effetto dell’allenamento e pernottamento in altura
sulla SA. La velocità alla LT aumenta infatti significativamente a livello del mare dopo il periodo di allenamento, e parallelamente aumenta anche significativamente la velocità di corsa alla [La] di 4 mmol/l. Il
parziale contrasto con i risultati di Bailey et al. 8, che
mostravano incrementi significativi delle velocità di
corsa a FBLA2 e FBLA4 ma non riscontravano alcun
miglioramento della SA, è probabilmente da ricercarsi nella modalità di individuazione della SA, che
in questo studio è stata fatta con il metodo LT, mentre
nello studio di Bailey et al. 8 era stata fatta con il metodo Dmax. La validità di Dmax è stata tuttavia messa in discussione per via della sua dipendenza dai
valori iniziale e finale di lattato che possono mostrare
una notevole variabilità 11. Inoltre, tale metodo è stato
recentemente considerato scarsamente riproducibile
rispetto a LT, in particolare per test incrementali con
stage di durata di 4 minuti 12. Quindi, dal momento
che nel presente studio e in quello di Bailey 8 la durata
degli stage nel test di SA era di 4 minuti, è plausibile
ipotizzare che i risultati del presente studio siano più
attendibili e che quindi la SA è con tutta probabilità
influenzata dall’allenamento e dal pernottamento a
moderata altitudine, con un effetto che perdura per
almeno 12 giorni dal ritorno al livello del mare.
Conclusioni
Conclusions
In conclusion, our results show that moderate-altitude training and sojourn induce a se-
640
In conclusione, i risultati del presente studio dimostrano come l’allenamento e il pernottamento a
moderata altitudine determinino una serie di effetti
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Heart and metabolic responses to moderate altitude endurance training
ries of positive effects on resting cardiac and
hematic parameters which, coupled with the
increase in anaerobic threshold, may improve
endurance performance for at least 2 weeks after return to sea level. Nonetheless, this pilot
study has several limitations. It was conducted
to determine its feasibility and anticipate difficulties that may arise in a larger-scale sample
population and extended array of parameters,
including measurements taken during maximal
exercising and the inclusion of a control group.
The major limitation of the present study is that
it lacked a control group, which precluded direct comparison with experimental data. This
limitation was partially overcome by comparing
our experimental data with published data. Unfortunately, however, few studies to date have
investigated common resting hematic and cardiac parameters and metabolic changes induced
by exposure to altitude and training in middledistance runners on return to sea level. Though
justifiable by the explorative nature of the
study, these limitations allow only speculative
discussion on the implications of physiological
adaptation to moderate-altitude training. They
will be taken into account as we go forward in
designing future studies having the same aims.
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POLIZZI
positivi riscontrabili a riposo, sia a livello cardiaco
sia ematico, che probabilmente, in congiunzione
con l’innalzamento della SA, potrebbero condurre
ad un miglioramento della prestazione a livello del
mare nelle due settimane successive al rientro.
I risultati sopra discussi vanno tuttavia letti e
considerati anche alla luce delle limitazioni del
presente studio pilota. Questo studio è stato infatti
implementato per verificarne la fattibilità e le difficoltà di attuazione ipotizzando uno studio successivo con un campione più ampio ed un numero
di rilevazioni maggiori, incluse quelle da effettuarsi
durante esercizio massimale, e la presenza di un
gruppo di controllo. La maggiore limitazione dello
studio, cioè la mancanza di uno o più gruppi di
controllo, non ha permesso il confronto diretto dei
dati sperimentali ottenuti. Tale limitazione è stata
solo parzialmente compensata dal confronto con la
letteratura esistente che, purtroppo, non conta molti
lavori per quanto riguarda gli adattamenti, riscontrabili a livello del mare, indotti dall’allenamento e
pernottamento a moderata altitudine sui principali
parametri ematici e cardiaci in condizioni di riposo
e sui comuni indicatori metabolici di performance
dei mezzofondisti. Queste limitazioni, seppur giustificate dalla natura esplorativa dello studio, rendono speculativa la discussione dei risultati e saranno
tenute in considerazione nell’implementazione di
studi successivi con gli stessi scopi.
high-training low”: effect of moderatealtitude acclimatization with low-altitude
training on performance. J Appl Physiol
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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.
G. Polizzi, M. Giaccone and M. Gervasi contributed equally to the study.
Received on November 27, 2014. - Accepted for publication on November 27, 2014.
Corresponding author: M. Gervasi, via I Maggetti 26/2, 61029 Urbino, Pesaro-Urbino, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
641

MED SPORT 2014;67:643-52
Post-exercise blood pressure responses
to upper and lower limbs
resistance exercise
Risposte della pressione arteriosa dopo esercizi
di resistenza degli arti inferiori e superiori
H. MOHEBBI 1, H. ROHANI 2, A. GHIASI 1
1Exercise Physiology, Department of Exercise Physiology,
Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
2Exercise Physiology. Department of Sports Medicine, Sports Science Research, Institute of Iran, Tehran, Iran
SUMMARY
Aim. The aim of the present study was to evaluate the blood pressure response during recovery after upper and lower
limbs resistance exercises (RE).
Methods. Twelve normotensive men (age: 23.7±1.4 years; height: 176.4±4 cm and weight: 68.1±8.5 kg) randomly
performed two resistance exercise trials with upper limbs (UL) (shoulder press, lat pull down, bench press and biceps
curl) and lower limbs (LL) (leg press, leg extension, leg curl and squat). All exercises included 3 sets of 10 repetitions
with 65% of 1 RM with 2 min rest interval between the sets and exercises. SBP and DBP were measured before and for
60 min after exercise with 15 min intervals as well as in a control session (CON). The ANOVA with repeated measures
(trial × time) and Bonferroni post-hoc were used to analyze the data.
Results. Post-exercise hypotension (PEH) was observed after UL and LL exercise trials for 60 min, whereas DBP was
not changed after trials. No differences observed in SBP and DBP values between the trails.
Conclusion. Upper and lower limbs resistance exercises lead to similar PEH in magnitude and duration, despite the
exercising involved different muscle mass. This suggests that these exercise modes may be used as an aid in prevention and control of blood pressure, even for non-hypertensive people.
Key words: Upper extremity - Resistance training - Blood pressure.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo del presente studio è stato quello di valutare le risposte nella pressione arteriosa durante il periodo
di recupero, dopo esercizi di resistenza degli arti superiori e inferiori.
Metodi. Dodici uomini normotesi (età: 23,7±1,4 anni; altezza: 176,4±4 cm e peso corporeo: 68,1±8,5 kg) hanno
svolto in maniera casuale due sessioni di esercizi di resistenza degli arti superiori (shoulder press, lat pull down, bench
press e biceps curl) e degli arti inferiori (leg press, leg extension, leg curl e squat). Tutti gli esercizi prevedevano 3
serie da 10 ripetizioni al 65% di una ripetizione massimale (1RM) con 2 minuti di intervallo di riposo tra le serie e
gli esercizi. La pressione arteriosa sistolica (PAS) e la pressione arteriosa diastolica (PAD) sono state misurate prima e
per 60 minuti dopo l’esercizio fisico con intervalli di 15 minuti, oltre che in una sessione di controllo. L’ANOVA per
misure ripetute (sessione × tempo) con la correzione post-hoc di Bonferroni è stata utilizzata per analizzare i dati.
Risultati. L’ipotensione post-esercizio (IPE) è stata osservata dopo le sessioni di esercizio degli arti superiori e inferiori
per 60 minuti, mentre la PAD non è cambiata dopo le sessioni. Non è stata osservata nessuna differenza tra i valori
PAS e PAD nelle sessioni.
Conclusioni. Gli esercizi di resistenza degli arti superiori e inferiori hanno condotto a un’IPE di ampiezza e durata
simile, nonostante l’esercizio fisico coinvolgesse diverse masse muscolari. Ciò suggerisce che queste modalità di esercizio fisico possono essere utilizzate come ausilio nella prevenzione e nel controllo della pressione arteriosa, anche
per le persone non ipertese.
Parole chiave: Arti superiori - Allenamento di resistenza - Pressione arteriosa.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
643
MOHEBBI
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
D
R
i recente, l’attenzione dei ricercatori si è concentrata non solo sui benefici cardiovascolari
derivanti dall’allenamento fisico, ma anche sugli
effetti di una sessione di esercizio intensivo. È stato dimostrato che una singola sessione di esercizio
fisico ha un importante effetto di riduzione della
pressione arteriosa (PA) a livelli inferiori a quelli
di riposo pre-esercizio 1, 2. Tale fenomeno è noto
come ipotensione post-esercizio (IPE) ed è stato
ampiamente studiato 3, 4.
L’IPE è stata osservata dopo numerose modalità
di esercizio fisico, ad esempio il cicloergometro 5,
la corsa sul tapis roulant 6 e gli esercizi di sollevamento pesi 7, 8. Tuttavia, sono stati condotti pochi
studi sugli effetti ipotensivi degli esercizi di resistenza effettuati con gli arti superiori e inferiori.
Ad esempio, MacDonald et al. 9 hanno osservato
un’IPE fino a 60 minuti dopo 15 minuti di esercizio di resistenza (leg press) degli arti inferiori,
mentre altri ricercatori non hanno osservato alcun
cambiamento nella pressione arteriosa sistolica e
diastolica dopo un esercizio di resistenza degli arti
superiori 10 e degli arti inferiori 11. Inoltre, Dias et
al. 12 hanno confermato che l’IPE della pressione
arteriosa sistolica (PAS) è insorta a 40 minuti e durata fino a 90 minuti dopo entrambi gli esercizi di
resistenza degli arti superiori e inferiori. Tali autori non hanno osservato differenze significative tra
PAS e PAD nelle due modalità di esercizio fisico.
I possibili meccanismi alla base dell’ipotensione
post-esercizio (IPE) comprendono una riduzione
dell’attività del nervo simpatico e una diminuzione della reattività vascolare all’attivazione dei recettori α-adrenergici, inducendo una prolungata
riduzione della resistenza vascolare periferica 13.
Prendendo in considerazione gli effetti di vasorilassamento, anche le sostanze locali rilasciate dai
muscoli coinvolti nell’esercizio fisico potrebbero
essere coinvolte nell’IPE 2. Hussain et al. 14 hanno esaminato gli effetti dei metaboliti circolanti,
come il lattato ematico, sulle alterazioni del flusso
ematico dell’arteria femorale e sul tono vascolare
durante il recupero da un esercizio fisico a elevata
ecently, attention has been focused not only
on the cardiovascular benefits of physical
training, but also on the effects of one acute
exercise session. It has been shown that a single physical exercise session has an important
effect on reducing blood pressure (BP) to levels
below those of pre-exercise resting.1, 2 This phenomenon is known as post-exercise hypotension (PEH) and has been widely investigated.3, 4
PEH has been observed after several exercise
modalities, such as cycle ergometry,5 treadmill
running 6 and weightlifting exercises.7, 8 However,
there are few studies in the literature regarding
the hypotensive effects of resistance exercises performed with upper and lower limbs. For example,
MacDonald et al.9 observed a PEH up to 60 minutes after 15 min lower limb (LL) resistance exercise (leg-press), but others observed no change in
systolic and diastolic blood pressure after upper
limb (UL) 10 and LL 11 resistance exercise. In addition, Dias et al.12 verified PEH of systolic blood
pressure (SBP), not in diastolic blood pressure
(DBP), that starting from 40 min and lasting up to
90 min after both UL and LL resistance exercises.
They observed no significant difference in SBP
and DBP between two exercise modes.
The possible mechanisms underlying PEH
include a decline of sympathetic nerve activity and decreased vascular responsiveness to
α-adrenergic receptor activation, which elicit a
sustained reduction of peripheral vascular resistance.13 Taking into account vaso-relaxation
effects, local substances released by exercising
muscles may also be involved in PEH.2 Hussain et al.14 investigated the effects of circulating
metabolites such as blood lactate on alterations
in femoral artery blood flow and vascular tone
during recovery from high intensity exercise
(Wingate test). The authors demonstrated that
blood lactate levels remained elevated during
the period of persistent vasodilatation after the
exercise bout.
Table I.—Physical and cardiovascular characteristic of the participants.
Tabella I. — Caratteristiche fisiche e cardiovascolari dei partecipanti.
Variables
Age (y)
Weight (kg)
Height (cm)
BMI (kg/m2)
Body Fat (%)
SBP (mmHg)
DBP (mmHg)
HR (beats.min-1)
644
Mean ± SD
23.7
68.1
176.4
21.7
14.8
115.5
73.1
71.5
±
±
±
±
±
±
±
±
1.4
8.5
4
2.1
3.7
3.1
3.1
4.1
Variables
1
1
1
1
1
1
1
1
RM
RM
RM
RM
RM
RM
RM
RM
shoulder press (kg)
lat pull dawn (kg)
bench press (kg)
biceps curl (kg)
leg press (kg)
leg extension (kg)
leg curl (kg)
squat (kg)
MEDICINA DELLO SPORT
Mean ± SD
40.1
60.3
55.3
28.7
158.4
48.5
41.1
80.8
±
±
±
±
±
±
±
±
7.3
9.3
11.3
2.3
23.6
11.6
10.6
11.9
Dicembre 2014
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
At the same relative exercise intensity, the total active muscle mass and absolute metabolic
rate would be greater for LL resistance exercise
than for UL. It also follows that while intramuscular concentration of metabolites and ions (e.g.,
adenosine and K+) would be similar for the two
modes of exercise, the absolute production of
these vasodilator substances and releasing into
the circulation would be greater with LL resistance exercise. Therefore, we hypothesised that
LL resistance exercise produce a greater decline
in blood pressure if PEH is mediated by some
peripheral factor. Investigate the effect of exercising muscle mass can help to understand the
mechanisms responsible for PEH. The study of
the acute hemodynamic responses to resistance
exercise performed by upper and lower limbs
becomes important, since this exercise modality
may be considered as an alternative for individuals who have limitations performing exercise
by their upper or lower limbs.
Thus, the aim of the present study was to
evaluate the blood pressure response during
recovery after upper and lower limbs resistance
exercises in non-hypertensive men.
Materials and methods
Subjects
Twelve healthy sedentary males volunteered
to participate in the study. All subjects were nonsmokers, had no history of cardiovascular disease,
were not taking any medication and engaged in
regular physical activity <2 h per week. Subjects
with body mass index ≥24 kg/m2 and fat mass
>20% were excluded. Completed advice about
possible risks and discomfort was given to the
subjects, and all of them gave their written informed consent to participate. Their physical and
cardiovascular characteristics are shown in Table I.
Procedures
All procedures were in accordance with the
Declaration of Helsinki and the study was approved by the Physical Education and Sport Sciences Faculty Ethics Committee in the University of Guilan.
Before the tests, resting blood pressure, body
fat mass, body mass index, body weight, height
and 1RM were measured. All subjects carried
out three experimental sessions in distinct days
with 72 h rest intervals: 1) resistance exercise
for UL; 2) resistance exercise for LL; 3) a control
Vol. 67 - No. 4
MOHEBBI
intensità (test di Wingate). Gli autori hanno dimostrato che i livelli di lattato ematico sono rimasti
elevati durante il periodo di persistente vasodilatazione dopo la sessione di esercizio fisico.
Alla stessa intensità relativa di esercizio fisico,
la massa muscolare totale attiva e il ritmo metabolico assoluto sarebbero maggiori per gli esercizi di
resistenza degli arti inferiori rispetto agli esercizi
di resistenza degli arti superiori. Ne consegue che,
mentre la concentrazione intramuscolare di metaboliti e ioni (ad es. adenosina e K+) sarebbe simile per le due modalità di esercizio fisico, la produzione assoluta di tali sostanze vasodilatatrici e
il loro rilascio in circolo sarebbero maggiori negli
esercizi di resistenza degli arti inferiori. Pertanto,
abbiamo ipotizzato che gli esercizi di resistenza
degli arti inferiori producono una maggiore riduzione della pressione arteriosa se l’IPE è mediata
da qualche fattore periferico. Esaminare l’effetto
dell’allenamento della massa muscolare può aiutare a comprendere i meccanismi responsabili
dell’ipotensione post-esercizio (IPE). Lo studio delle
risposte emodinamiche acute all’esercizio di resistenza degli arti superiori e inferiori diventa importante, poiché questa modalità di esercizio fisico
potrebbe essere considerata un’alternativa per gli
individui che hanno difficoltà a svolgere l’esercizio fisico con gli arti superiori o inferiori.
Pertanto, obiettivo del presente studio è stato
quello di valutare la risposta nella pressione arteriosa durante il periodo di recupero, dopo esercizi
di resistenza degli arti superiori e inferiori in uomini non ipertesi.
Materiali e metodi
Soggetti
Dodici uomini sedentari e sani si sono offerti
volontari per partecipare allo studio. Tutti i soggetti erano non-fumatori, non avevano cardiopatie nell’anamnesi, non assumevano medicinali e
praticavano una regolare attività fisica <2 h alla
settimana. I soggetti con un indice di massa corporea ≥24 kg/m2 e una massa grassa >20% sono stati
esclusi. I soggetti hanno ricevuto consigli completi
sui possibili rischi e disagi, e tutti hanno fornito il
loro consenso informato scritto per partecipare. Le
caratteristiche fisiche e cardiovascolari dei soggetti
sono mostrate nella Tabella I.
Procedure
Tutte le procedure erano conformi alla Dichiarazione di Helsinki e lo studio è stato approvato dal Comitato etico della facoltà di scienze
MEDICINA DELLO SPORT
645
MOHEBBI
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
dell’educazione fisica e dello sport dell’Università
di Guilan.
Prima dei test, abbiamo misurato la pressione
arteriosa a riposo, la massa di grasso corporeo, l’indice di massa corporea, il peso corporeo, l’altezza e
l’1RM. Tutti i soggetti hanno svolto tre sessioni sperimentali in diversi giorni con intervalli di riposo di
72 ore: 1) esercizio di resistenza degli arti superiori;
2) esercizio di resistenza degli arti inferiori; 3) sessione di controllo. Le tre diverse sessioni sono state
effettuate in ordine casuale. Sono stati misurati e
analizzati i valori pre- e post-esercizio di PAS e PAD.
Tutti i soggetti sono stati istruiti a non svolgere
attività fisiche faticose e a non consumare alcolici o
bevande a base di caffeina 48 ore prima dei test, ed
è stato chiesto loro di consumare il loro normale pasto 2 ore prima dell’inizio delle sessioni sperimentali, le quali sono state condotte dalle 16.00 alle 18.00
per controllare la variazione diurna nella pressione
arteriosa. Il laboratorio aveva una temperatura media di 22 °C e un’umidità media del 50%.
Misurazioni della pressione arteriosa
Figure 1.—Changes in systolic and diastolic blood pressure during the recovery period of upper and lower
limbs resistance exercise. # P<0.05 vs. rest; † vs. CON.
UL: upper limb; LL: lower limb; CON: control.
Figura 1. — Variazioni nella pressione arteriosa sistolica
e diastolica durante il periodo di recupero conseguente
all’esercizio di resistenza degli arti superiori e inferiori. #
P<0,05 vs. riposo; † vs. CONTROLLO. UL: upper limb; LL:
lower limb; CON: control.
session (CON). The UL, LL and CON sessions
were performed in a randomized order. Preand postexercise values of SBP and DBP were
measured and analyzed.
All subjects were prevented from strenuous physical activity and consuming alcoholic
or caffeinated drinks 48 h before the test and
asked to sustain their normal meal 2 h before
the beginning of the experimental sessions,
which was carried out from 4:00-6:00 pm to
control diurnal variation in blood pressure. The
laboratory had a mean temperature of 22 °C and
a mean humidity of 50%.
Blood pressure measurements
In clinical evaluation sessions, after a 5-min
rest in a seated position, blood pressure was
646
Nelle sessioni di valutazione clinica, dopo un
periodo di riposo di 5 minuti in posizione seduta, la pressione arteriosa è stata misurata tre volte
nel corso di due diverse visite. I soggetti sono stati
esclusi se la media degli ultimi due valori ottenuti
nel corso di ciascuna visita per le pressioni arteriosa sistolica e arteriosa diastolica era superiore
rispettivamente a 139 e 89 mmHg. La pressione arteriosa pre- e post-esercizio è stata misurata da seduti ogni 15 minuti per 60 minuti (R15, R30, R45
e R60). Ad ogni visita, la pressione arteriosa è stata
misurata dallo stesso osservatore esperto utilizzando uno sfigmomanometro a mercurio standard
(ALPK2, Giappone), prendendo rispettivamente la
prima e la quinta fase dei suoni di Korotkoff come
valori della pressione arteriosa sistolica e diastolica. Siamo consapevoli che la misurazione della
pressione intra-arteriosa è considerata il metodo
di riferimento standard per valutare la pressione
arteriosa e che il metodo auscultatorio tende a
sottostimare questo parametro. Tuttavia, la misurazione intra-arteriosa è una procedura invasiva
che potrebbe mettere a rischio i partecipanti, ed
è per questo motivo che il suo utilizzo in soggetti
sani è vivamente sconsigliato 15, 16.
Test 1RM
In due sessioni separate e almeno 10 giorni prima degli esperimenti, i test 1RM sono stati effettuati per gli 8 esercizi di resistenza esterna costante
dinamica, utilizzando pesi liberi (shoulder press,
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
measured three times during two different visits. Participants were excluded if the average of
the last two values obtained during each visit
for systolic and diastolic blood pressures was
higher than 139 and 89 mmHg, respectively.
Pre- and postexercise blood pressure was
measured in the sitting position every 15 min
for 60 min (R15, R30, R45, and R60). At each
visit, blood pressure was measured by the same
experienced observer using a standard mercury
sphygmomanometer (ALPK2, Japan), taking the
first and the fifth phases of Korotkoff sounds
as systolic and diastolic values, respectively. We
are aware that intra-arterial pressure measurement is considered the golden standard method
for assessing blood pressure and that the auscultation method tends to underestimate this
parameter. However, the intra-arterial measurement is an invasive procedure that might put
participants at risk, and that is why its use in
healthy subjects is highly avoided.15, 16
1RM test
In two separate sessions and at least 10 days
prior to the experiments, 1RM tests performed
for the 8 dynamic constant external resistance
exercises using free weights (shoulder press,
bench press, biceps curl, squat) or a universal
weight machine station (leg press, leg extension,
leg curl and lat pull-down). Two exercises for
UL and two exercises for LL were performed in
each session. In this regard, a weight that can be
lifted maximally to fatigue after 2-10 repetitions
has been used to calculate 1RM according to the
formula proposed by Brzycki.17 Also before the
1RM tests, participants underwent two familiarization sessions in non-consecutive days.
Exercise protocols
First, the volunteers remained seated in a
comfortable chair for 20 min and BP were measured each 5 min. The average of 3 last measurements recorded as resting value. Experimental
session was postponed to another day, if the
resting value of blood pressure was abnormal.
All subject performed 3 sets of 10 repetitions
with 65% of their specific 1RM resistance exercise with UL (shoulder press, lat pull down,
bench press and biceps curl) or LL (leg press,
leg extension, leg curl and squat). Two min rest
interval was set between the sets and exercises.
Thus total time of the exercise was approximately 26 min.
Vol. 67 - No. 4
MOHEBBI
bench press, biceps curl, squat) o una stazione di
pesi universale (leg press, leg extension, leg curl
e lat pull-down). In ciascuna sessione, sono stati
effettuati due esercizi per gli arti superiori e due
per gli arti inferiori. Al riguardo, un peso che può
essere sollevato al massimo fino all’affaticamento
dopo 2-10 ripetizioni è stato utilizzato per calcolare l’1RM in base alla formula proposta da Brzycki 17. Inoltre, prima dei test 1RM, i partecipanti
hanno effettuato due sessioni di familiarizzazione
in giorni non consecutivi.
Protocolli di esercizio fisico
Per prima cosa, i volontari sono rimasti seduti
su una sedia confortevole per 20 minuti e la pressione arteriosa è stata misurata ogni 5 minuti. La
media delle ultime 3 misurazioni è stata registrata
come valore di riposo. Se il valore di riposo della
pressione arteriosa era anomalo, la sessione sperimentale è stata posticipata a un giorno diverso.
Tutti i soggetti hanno eseguito 3 serie da 10 ripetizioni di un esercizio di resistenza degli arti superiori (shoulder press, lat pull down, bench press
e biceps curl) o degli arti inferiori (leg press, leg
extension, leg curl e squat) al 65% della loro 1RM
specifica. Tra le serie e gli esercizi sono stati consentiti due minuti di riposo. Pertanto, la durata totale dell’esercizio fisico è stata di circa 26 minuti.
Sessione di controllo
Le procedure della sessione di controllo erano le
stesse delle sessioni per gli arti superiori e inferiori; tuttavia, nel periodo corrispondente all’esercizio fisico, i volontari sono rimasti a riposo, seduti
su una sedia confortevole per 20 minuti. In tale
sessione, i volontari non hanno effettuato alcun
esercizio fisico e sono rimasti invece seduti per 26
minuti. Le misurazioni della pressione arteriosa
sono state effettuate nello stesso punto temporale
delle sessioni di esercizio fisico.
Analisi statistica
L’analisi della varianza (ANOVA) per misure
ripetute (3 gruppi per diversi punti temporali) è
stata utilizzata per analizzare i dati e, quando la
differenza era significativa, il test post-hoc di Bonferroni è stato utilizzato per i confronti a coppie,
con un valore P≤0,05.
Risultati
Non è stata osservata nessuna differenza significativa tra le sessioni sperimentali nel livello pre-
MEDICINA DELLO SPORT
647
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
MOHEBBI
Control session
The procedures of the CON were the same
as in UL and LL sessions; however, at the period corresponding to exercise, the volunteers
remained resting, seated in a comfortable chair
for 20 min. In this session, the volunteers performed no exercise and instead sat down for 26
min. BP measurements were performed at the
same time point of the exercise sessions.
Statistical analysis
The analysis of variance (ANOVA) with repeated measures (3 groups by different time
points) was used to analyze data and when the
difference was significant, the Bonferroni posthoc test was used for pairwise comparisons,
with a value of P≤0.05.
esercizio di PAS e PAD. Inoltre, tali variabili non
sono cambiate in maniera significativa durante la
sessione di controllo.
Pressione arteriosa
La pressione arteriosa sistolica (PAS) post-esercizio in tutti i punti misurati era significativamente
più bassa rispetto ai valori pre-esercizio in entrambe le sessioni di esercizio fisico degli arti superiori
e inferiori. Tuttavia, è stata osservata una differenza significativa solo 30 minuti dopo l’esercizio
di resistenza degli arti inferiori rispetto al gruppo
di controllo. Non sono state osservate differenze significative tra i punti post-esercizio misurati e le
sessioni per gli arti superiori e inferiori. La pressione arteriosa diastolica (PAD) non ha mostrato alcun cambiamento in nessuna sessione (Figura 1).
Discussione
Results
No significant differences were observed
between experimental sessions in pre-exercise
level of SBP and DBP. Also these variables did
not change significantly during CON session.
Blood pressure
Post-exercise SBP in all measured points
were significantly lower copmpare to the preexercise values in both UL and LL resistance
exercise trails. However, a significant difference
was observed only 30 min after LL resistance
exercise when compared to the control group.
No significant differences were observed between post-exercise measured points and trials
for UL and LL. DBP had no change in all trials
(Figure 1).
Discussion
The aim of the present study was to investigate and comparing the SBP and DBP during
recovery from UL and LL resistance exercises.
Our results shown that both resistance exercise
trials (UL and LL) were effective in promoting
reductions in post-exercise blood pressure. The
main finding was that the UL and LL resistance
exercise elicited PEH of SBP for 1 h after exercise and no change of DBP in young healthy
individuals, so that, there was no significant
difference between UL and LL in postexercise
blood pressure responses.
Some studies that using exercises for the
648
Obiettivo del presente studio è stato quello di
esaminare e confrontare la PAS e la PAD durante
il recupero, dopo esercizi di resistenza degli arti
superiori e inferiori. I nostri risultati mostrano che
entrambe le sessioni degli esercizi di resistenza
(arti superiori e inferiori) sono state efficaci nel
promuovere riduzioni della pressione arteriosa
post-esercizio. Il principale risultato è stato che gli
esercizi di resistenza degli arti superiori e inferiori hanno provocato un’ipotensione post-esercizio
(IPE) della PAS per 1 ora dopo l’esercizio fisico e
nessun cambiamento nella PAD in giovani individui sani, di modo che non sono state osservate differenze significative tra le risposte della pressione
arteriosa dopo l’esercizio fisico degli arti superiori
e inferiori.
Alcuni studi che hanno utilizzato esercizi per
l’intero corpo (in genere, un esercizio per ciascun
gruppo muscolare) hanno osservato riduzioni nella PAS e/o nella PAD. Ad esempio, Simão et al. 8,
Mohebbi et al. 7, Rezk et al. 18 e Brojerdi et al. 19
hanno utilizzato numerosi esercizi fisici, ma ciascuno diretto a uno specifico gruppo muscolare,
coinvolgendo gli arti superiori e inferiori. È interessante notare che la risposta IPE agli esercizi
di resistenza, in particolare degli arti superiori e
inferiori, ha ricevuto finora una minore attenzione, per cui è difficile fare confronti. Per quanto
concerne gli esercizi di resistenza degli arti superiori, Rodriguez et al. 10 non hanno osservato nessun cambiamento significativo nella PAS e nella
PAD dopo i tradizionali metodi della serie multipla
(multiple set) e delle tre serie (tri set), nei quali
sono stati usati sei esercizi per due diversi grup-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
whole body (generally, one exercise for each
muscle group) observed reductions in the SBP
and/or DBP. For example, Simão et al.,8 Mohebbi et al.,7 Rezk et al.18 and Brojerdi et al.19
used several exercises, but each one targeting a
specific muscle group, involving UL and LL. Interestingly, PEH response to resistance exercise
particularly with UL and LL is less studied so,
it is difficult to make comparisons. As regards
of UL resistance exercise, Rodriguez et al.10 observed no significant change in the SBP and
DBP after both of traditional multiple set and
tri-set methods that six exercises were used for
two distinct muscular groups (chest and back).
Polito et al.11 failed to induce a hypotensive response in either SBP or DBP following three
series of 12 maximal repetitions of knee extension unilaterally and bilaterally. In contrast, the
study conducted by Dias et al.12 verified PEH of
SBP that starting from 40 min, lasting up to 90
min and no change of DBP followed by both
UL and LL resistance exercises and observed no
differencess for SBP and DBP between the performance modes. Furthermore, MacDonald et
al.9 observed PEH of SBP up to 60 minutes, using LL resistance exercise (leg press) performed
with load corresponding to 65% of 1RM for 15
minutes continuously and with limb alternation.
In another study, Polito et al.20 investigated
the effects of muscle mass and number of sets
(6 vs. 10) on PEH following resistance exercises
(biceps curl vs. leg extension) with 10 repetitions at 12RM workload and observed PEH of
SBP just for the situation that combined large
muscle mass (leg extension) and high volume
(10 sets). Hence, it is feasible to think that both
variables can influence the PEH.
However, in the present study, the UL and LL
resistance exercise performed at 65% of 1RM
provoked PEH of SBP during the recovery period, similarly. In contrast to the results of the
present research, Polito et al., in two separate
studies 11, 20 and also Rodriguez et al.10 failed to
observe a significant PEH following UL and/or
LL resistance exercise. These conflicting results
regarding recovery blood pressure may be related to the muscle mass involved in exercise.
In the present study, the subjects performed 3
sets of 10 repetitions of the 4 exercises for UL
and LL. Likely the exercising muscle mass was
greater than in the other studies.10, 11, 20 One of
the physiological mechanisms that could explain the influence of muscle mass on blood
pressure after resistance exercise is the reduction in vascular resistance, caused by the re-
Vol. 67 - No. 4
MOHEBBI
pi muscolari (torace e dorso). Polito et al. 11 non
sono riusciti a indurre una risposta ipotensiva
nella PAS o nella PAD in seguito a tre serie da 12
ripetizioni massimali di estensione del ginocchio,
unilateralmente e bilateralmente. Al contrario, lo
studio condotto da Dias et al. 12 ha confermato
l’IPE della PAS, la quale è insorta dopo 40 minuti
ed è durata fino a 90 minuti, mentre nessun cambiamento della PAD ha fatto seguito agli esercizi
di resistenza degli arti superiori e inferiori e non è
stata osservata nessuna differenza tra la PAS e la
PAD nelle diverse modalità di performance. Inoltre, MacDonald et al. 9 hanno osservato un’IPE della PAS fino a 60 minuti, utilizzando un esercizio
di resistenza degli arti inferiori (leg press) con un
carico corrispondente al 65% dell’1RM per 15 minuti, in maniera continuativa e con alternanza
degli arti.
In un altro studio, Polito et al. 20 hanno esaminato gli effetti della massa muscolare e del numero
di serie (6 vs. 10) sull’IPE in seguito a esercizi di
resistenza (biceps curls vs. leg extension) con 10
ripetizioni e un carico di lavoro di 12RM e hanno osservato un’IPE della PAS solo per la situazione che combinava una grande massa muscolare
(leg extension) e un elevato volume (10 serie). Di
conseguenza è pensabile che entrambe le variabili
possano influenzare l’IPE.
Tuttavia, in maniera analoga, nel presente
studio l’esercizio di resistenza degli arti superiori e inferiori effettuato al 65% di una ripetizione
massimale (1RM) ha provocato un’IPE della PAS
durante il periodo di recupero. In contrasto con
i risultati della presente ricerca, Polito et al. 11, 20,
in due studi separati, e Rodriguez et al. 10, non
sono riusciti a rilevare un’IPE significativa in seguito all’esercizio di resistenza degli arti superiori
e/o degli arti inferiori. Tali risultati contrastanti
concernenti la pressione arteriosa durante il recupero possono essere correlati alla massa muscolare
coinvolta nell’esercizio fisico. Nel presente studio,
i soggetti hanno effettuato 3 serie da 10 ripetizioni dei 4 esercizi degli arti superiori e inferiori.
Presumibilmente, la massa muscolare sottoposta
all’esercizio fisico era maggiore rispetto a quella
degli altri studi 10, 11, 20. Uno dei meccanismi fisiologici che potrebbero spiegare l’influenza della
massa muscolare sulla pressione arteriosa dopo
l’esercizio di resistenza è la riduzione della resistenza vascolare, causata dal rilascio di sostanze
vasodilatatrici prodotte dall’endotelio (ad es. ossido di azoto e prostaglandine). Lo stimolo per la
liberazione di tali sostanze sembra essere causato
da un aumento del flusso di sangue 3. Pertanto, è
possibile ipotizzare che una maggiore massa muscolare attivata durante l’attività, se tutte le altre
MEDICINA DELLO SPORT
649
MOHEBBI
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
lease of vasodilating endothelial substances
(e.g., nitric oxide and prostaglandins). The
stimulus for the liberation of such substances
seems to be caused by an increase in blood
flow.3 Therefore, it may be assumed that a larger muscle mass activated during the activity, if
all the other variables are kept constant, would
raise the need for blood in the active region
thus favoring PEH.
On the other hand, it is indicated that SBP
following resistance exercise performed at
moderate-to-high workload is influenced by
the muscle mass engaged in the effort and the
number of sets performed.20 The studies that
have successfully observed PEH and that have
used training protocols that were more in tune
with the reality of exercise prescription have
used 12,21, 22 15,7, 8 and 18 8, 23 sets. In the present
study, the number of sets (12 sets) was higher
than that used in Polito and Rodriguez studies.
However, the selected exercises were applied
to muscle groups of different sizes.
The same mechanism related to muscle mass
can be attributed to the influence of the number
of sets on hypotension after resistance exercise.
The higher the number of sets developed for a
muscle group, the stronger must be the action
of the blood flow over the endothelial region
of the muscle groups. The relationship between
the number of sets and PEH was described in a
previous study.20
According to other study,7 it appears that for
occurrence of PEH, the intensity and duration
of resistance exercise are not necessary to be
greater and longer than 40% of 1RM and average 15 min, respectively. Thus in the study of
MacDonald et al.9 that used 1 set of leg press
for 15 min, probably the exercising muscle
mass and duration of resistance exercise have
been the reason of PEH.
Moreover, resistance protocols typically differ
among studies, and these differences may likely
be responsible for some of the variations seen
in the results. The exercise intensity, number
of sets, rest intervals and stations of resistance
exercise in the current study differed in regard
to Polito et al.11, 20 and Rodriguez et al.10 studies.
The resulting differences in the degree of metabolic stress produced by these different protocols may be enough to affect recovery blood
pressure.
Similarly to the results of the present research, Dias et al.,12 MacDonald et al.,9 Polito
et al.20 and Mohebbi et al.7 observed significant
PEH of SBP and no change of DBP following
650
variabili sono mantenute costanti, aumenti la necessità di sangue nella regione attiva, favorendo
l’ipotensione postesercizio.
D’altro canto, è stato indicato che la pressione
arteriosa sistolica (PAS) dopo l’esercizio di resistenza effettuato a un carico di lavoro da moderato a elevato è influenzata dalla massa muscolare
coinvolta nello sforzo e dal numero di serie effettuate 20. Gli studi che hanno efficacemente osservato l’IPE e che hanno utilizzato protocolli di allenamento più in linea con la realtà di prescrizione
dell’esercizio fisico hanno utilizzato 12 21, 22, 15 7, 8
e 18 8, 23 serie. Nel presente studio, il numero di
serie (12 serie) era più elevato rispetto a quello utilizzato negli studi di Polito e Rodriguez. Tuttavia,
gli esercizi selezionati sono stati applicati a gruppi
muscolari di diverse dimensioni.
Lo stesso meccanismo relativo alla massa muscolare può essere attribuito all’influenza del
numero di serie sull’ipotensione post-esercizio di
resistenza. Più elevato è il numero di serie sviluppate per un gruppo muscolare, più forte deve essere
l’azione del flusso ematico nella regione endoteliale dei gruppi muscolari. La relazione tra il numero
di serie e l’IPE è stata descritta in un precedente
studio 20.
Secondo un altro studio 7, sembra che per l’occorrenza dell’IPE, non è necessario che l’intensità sia maggiore del 40% di 1RM e che la durata
dell’esercizio di resistenza sia più lunga di 15 minuti. Pertanto, nello studio di MacDonald et al. 9
che ha utilizzato 1 serie di leg press per 15 minuti, probabilmente la massa muscolare coinvolta nell’esercizio fisico e la durata dell’esercizio di
resistenza sono stati la causa dell’IPE.
Inoltre, i protocolli di resistenza in genere differiscono tra gli studi, e tali differenze probabilmente potrebbero essere responsabili di alcune
delle variazioni osservate nei risultati. L’intensità
dell’esercizio fisico, il numero di serie, gli intervalli
di riposo e le stazioni dell’esercizio di resistenza
nel presente studio erano diversi rispetto a quelli
degli studi di Polito et al. 11, 20 e Rodriguez et al. 10.
Le derivanti differenze nel grado di stress metabolico prodotte da tali diversi protocolli potrebbero
essere sufficienti per influenzare la pressione ematica durante il recupero.
In maniera analoga ai risultati della presente
ricerca, Dias et al. 12, MacDonald et al. 9, Polito et
al. 0 e Mohebbi et al. 7 hanno osservato una significativa IPE della PAS e nessun cambiamento nella
PAD in seguito all’esercizio di resistenza. Una delle possibili spiegazioni della più elevata sensibilità
della PAS all’IPE potrebbe essere la postura che i
soggetti adottano dopo l’esercizio fisico. Nonostante tutti gli studi menzionati abbiano scelto la posi-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Blood pressure responses to upper and lower limbs resistance exercise
resistance exercise. One of the possible explanations for SBP’s higher sensitivity to PEH
would be the posture subjects adopt after the
exercise. Although all mentioned studies have
chosen the seated position to assess arterial
pressure, it was observed that the postexercise
SBP declines more soundly in the seated position rather in the supine position.24
Conclusions
The present findings have shown that the
UL and LL resistance exercise elicited postexercise hypotension of SBP and no change of
DBP in young healthy individuals. SBP falls
were similar between UL and LL resistance
exercises and lasted for at least 60 min that
were similar to the ones usually reported after
whole body resistance exercise that involve
a greater muscle mass. It seems that the affect postresistance exercise hypotension some
minimum magnitude of involved muscular
mass is required and UL muscle mass is greater than the minimum one.
However, because resistance training allows
great manipulation of volume and intensity, the
possible interaction between the number of sets
and repetitions, number and type of exercises,
workload and recovering intervals to produce
PEH should be considered in future research.
Using these exercise modes as an alternative
can be recommended in the control of blood
pressure, even for non-hypertensive people, in
the prevention of hypertension. We also suggest that these kind of exercises can be used
for individuals who may have trouble exercising with the upper and lower limbs, such as
the handicapped or those who have spinal cord
injuries or diabetic foot, besides contributing to
the health of those who have an elevated SBP.
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Vol. 67 - No. 4
MOHEBBI
zione seduta per valutare la pressione arteriosa, è
stato osservato che la PAS post-esercizio si riduce in
misura maggiore nella posizione seduta piuttosto
che in posizione supina 24.
Conclusioni
I presenti risultati hanno mostrato che l’esercizio di resistenza degli arti superiori e inferiori ha
causato un’ipotensione post-esercizio della PAS e
nessun cambiamento nella PAD in giovani individui sani. Le riduzioni nella PAS erano simili tra gli
esercizi di resistenza degli arti superiori e inferiori
e sono durate per almeno 60 minuti, il che è simile
ai valori riportati abitualmente dopo un esercizio
di resistenza dell’intero corpo che coinvolge una
maggiore massa muscolare. Sembra che per influenzare l’ipotensione post-esercizio di resistenza
sia necessaria una grandezza minima della massa muscolare coinvolta e che la massa muscolare
degli arti superiori sia maggiore rispetto a quella
minima.
Tuttavia, poiché l’allenamento della resistenza
consente una grande manipolazione del volume e
dell’intensità, future ricerche devono prendere in
considerazione la possibile interazione tra numero di serie e ripetizioni, numero e tipo di esercizi
fisici, carico di lavoro e intervalli di recupero per
produrre l’IPE.
L’utilizzo di queste modalità di esercizio fisico
come alternativa può essere raccomandato nel
controllo della pressione arteriosa, anche per le
persone non ipertese, per la prevenzione dell’ipertensione. Suggeriamo anche che tale tipo di esercizi fisici siano utilizzati per gli individui che hanno
problemi ad allenarsi con gli arti superiori e inferiori, come i portatori di handicap fisici o le persone con lesioni del midollo spinale o con il piede
diabetico, oltre che per contribuire alla salute di
coloro che hanno una PAS elevata.
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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 May 24, 2012. - Accepted for publication on July 8, 2014.
Corresponding author: H. Mohebbi, Exercise Physiology, Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education
and Sport Sciences, University of Guilan, P.O. Box 1438, Rasht, Iran. E-mail: [email protected]
652
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

Orthopedic area
Area ortopedica
MED SPORT 2014;67:653-68
Common acupoints and treatment
parameters of acupuncture
treatments for knee osteoarthritis
Punti dell’agopuntura comuni e parametri di trattamento
delle terapie agopunturali per l’osteoartrosi del ginocchio
H. MA 1, S. ZHANG 2, X. ZHANG 3
1Shanghai
University of Sport, Shanghai, China
University of Tennessee, Knoxville, TN, USA
3South China Normal University, Guangzhou, China
2The
SUMMARY
Aim. The purpose of this paper was to review the clinical studies of efficacy of acupuncture on treatment of knee
osteoarthritis (OA). The review focused on assessments of validity of acupuncture, common acupoints, acupuncture
treatment parameters, outcome measures, and treatment strategy for knee OA.
Methods. PubMed and China National Knowledge Infrastructure (CNKI) (from the origin of the databases to March
2013) were searched using keywords of acupuncture and knee OA as the keywords in the field of title and randomized
controlled in the field of abstract. Studies were excluded if they: 1) had non-significant findings between acupuncture
group and control group; 2) used a method other than the fine needle stimulating method; 3) used animals; 4) did not
have a control group; and 5) did not have objective outcome measures. The external validity of the studies was assessed
based on the recommendations of the Standards for Reporting Interventions in Clinical Trials of Acupuncture.
Results. A total of 39 studies were included in this review with 11 studies published in English and 28 studies in
Chinese. Among the included studies, percent of studies that reported relevant treatment related parameters ranged
from 97.4% for needle stimulation, 48.7% for depth of insertion to 23.1% for practitioners’ background. The most
common treatment parameters used in the studies were 20 min (64.1%) for needle retention time 10-15 (61.54%) for
number of treatment sessions twice per week (25.6%) for treatment frequency, and 40-70 for number of patients. The
most common outcome evaluation methods were Western Ontario and MacMaster Universities Osteoarthritis Index,
Visual Analog Scale and 36-Item Short-Form Health Survey. Finally, the top eight most commonly used acupoints
were GB34, ST36, EX-LE4, 5, SP9, ST35, SP6, SP10, ST34 and Ex-LE2 among the 33 acupoints used in the included
studies. Most studies chose acupoints around the knee and some of the studies chose acupoints away from knee
based on the dialectical treatment principle of Traditional Chinese Medicine. In addition, the Ashi point was the main
acupoint in some knee OA treatments.
Conclusion. None of the studies provided all of items of STRICTA’s checklist for external validity criteria of the. The
review results of these studies indicated that there were differences in the acupoints chosen by Chinese and international researchers.
Key words: Acupuncture - Osteoarthritis, knee - Medicine, Chinese traditional.
RIASSUNTO
Obiettivo. Obiettivo del presente articolo è stato quello di passare in rassegna gli studi clinici relativi all’efficacia
dell’agopuntura nel trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio (OG). La presente review si è concentrata sulla validità dell’agopuntura, gli agopunti comuni, i parametri del trattamento agopunturale, le misure di esito e la strategia
terapeutica per l’osteoartrosi del ginocchio.
Metodi. È stata condotta una ricerca dei database PubMed e CNKI (China National Knowledge Infrastructure) (dalla
creazione dei database fino a marzo 2013) usando le parole chiave “agopuntura” e “OA del ginocchio” nel campo
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
653
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
del titolo e “randomizzato controllato” nel campo dell’abstract. Gli studi sono stati esclusi se: 1) non riportavano esiti
significativi tra il gruppo sperimentale e il gruppo di controllo; 2) usavano un metodo diverso dalla stimolazione con
aghi; 3) usavano animali; 4) non includevano un gruppo di controllo e 5) non avevano misure di esito obiettive. La
validità esterna degli studi è stata valutata in base alle raccomandazioni STRICTA (Standards for Reporting Interventions in Clinical Trials of Acupuncture).
Risultati. La presente review ha incluso un totale di 39 studi, di cui 11 studi in lingua inglese e 28 studi in lingua cinese.
Negli studi inclusi, le percentuali dei parametri rilevanti associati al trattamento erano del 97,4% per la stimolazione
con aghi, del 48,7% per la profondità di inserimento e del 23,1% per la formazione dei medici. I parametri di trattamento più comuni usati negli studi erano 20 minuti (64,1%) per il tempo di mantenimento dell’ago, 10-15 (61,54%)
per il numero delle sessioni di trattamento, due volte alla settimana (25,6%) per la frequenza del trattamento e 40-70
per il numero di pazienti. I metodi più comuni di valutazione degli esiti erano l’indice WOMAC (Western Ontario
and MacMaster Universities Osteoarthritis Index), la scala visuale analogica (Visual Analog Scale, VAS) e l’SF-36 (36Item Short-Form Health Survey). Infine, tra i 33 agopunti usati negli studi inclusi, gli otto agopunti usati più spesso
erano GB34, ST36, EX-LE4, 5, SP9, ST35, SP6, SP10, ST34 ed Ex-LE2. La maggior parte degli studi ha scelto agopunti
nell’area attorno al ginocchio, mentre alcuni studi hanno scelto agopunti lontani dal ginocchio in base al principio di
trattamento dialettico della medicina tradizionale cinese. Inoltre, il punto Ashi era l’agopunto principale in alcuni dei
trattamenti per l’osteoartrosi del ginocchio.
Conclusioni. Nessuno degli studi ha fornito tutti gli elementi della lista di controllo STRICTA per i criteri di validità
esterni. I risultati della review di tali studi hanno indicato differenze negli agopunti scelti dai ricercatori cinesi e internazionali.
Parole chiave: Agopuntura - Osteoartrosi, ginocchio - Medicina, tradizionale cinese.
O
steoarthritis (OA) is the most common form
of arthritis and a joint degeneration disease
to articular cartilage.1 It demonstrates variable
degrees of mild synovitis, narrowing of joint
space, and changes in subchondral bones.2 OA
is commonly found in lower extremity joints,
especially knee and hip, and spine. Symptoms
of patients with knee OA include knee pain,
decreased functional capacity, and limitations
of daily activity, especially in elderly patients.3
Currently there is no cure for OA. Most guidelines recommend a multimodal pharmacological and non-pharmacological approach until
total knee replacement is indicated.4 Pharmacological treatment generally consists of nonsteroidal anti-inflammatory drugs. Treatments
are usually combined with patient education,
social support, and physical therapy. However,
these multimodal approaches are often ineffective or have only short-term effects 5.
Acupuncture is one of the oldest methods
of traditional Chinese medicine (TCM) and a
popular alternative medical procedure. At the
1997 National Institutes of Health Consensus
Conference on acupuncture, the acupuncture is
widely recommended for the relief or prevention of pain and for the treatment of such health
conditions as headaches, stress, nose and throat
conditions, addictions and allergies.6 It was also
proposed as an option for reducing the dose or
avoiding the use of medication. It has been also
used to manage knee OA.
The Standards for Reporting Interventions in
Clinical Trials of Acupuncture (STRICTA) were
654
L’
osteoartrosi (OA) è la forma di artrite più diffusa e rappresenta una malattia degenerativa
della cartilagine articolare 1. Tale malattia mostra gradi variabili di sinovite moderata, restringimento dello spazio articolare e alterazioni delle
ossa sub condrali 2. L’OA è comunemente osservata
nelle articolazioni degli arti inferiori, soprattutto
ginocchio, anca e rachide. I sintomi riportati dai
pazienti affetti da osteoartrosi includono dolore al
ginocchio, ridotta capacità funzionale e limitazioni delle attività quotidiane, soprattutto nei pazienti
anziani 3.
Attualmente non esiste nessuna cura per l’OA.
La maggior parte delle linee guida raccomandano
un approccio farmacologico e non farmacologico
multimodale finché non è indicata la sostituzione
totale del ginocchio 4. Il trattamento farmacologico
in genere consiste di farmaci antinfiammatori non
steroidei. I trattamenti sono in genere accompagnati dall’educazione del paziente, dal supporto sociale
e dalla terapia fisica. Tuttavia, tali approcci multimodali si rivelano spesso inefficaci o hanno effetti
solo nel breve termine 5.
L’agopuntura è uno dei metodi più antichi della
medicina tradizionale cinese (MTC) e rappresenta una popolare procedura medica alternativa.
Nella conferenza di consenso sull’agopuntura del
National Institutes of Health, tenutasi nel 1997,
l’agopuntura è stata fortemente raccomandata per
il sollievo o la prevenzione del dolore e per il trattamento di condizioni mediche come cefalea, stress,
condizioni di naso e gola, dipendenze e allergie 6.
È stata inoltre proposta quale opzione per ridurre
le dosi o evitare l’uso dei medicinali. È stata inoltre
usata per gestire l’osteoartrosi del ginocchio.
Le linee guida STRICTA (Standards for Reporting
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
designed to improve reporting of acupuncture
clinical trials, and thereby facilitating their interpretation and replication.7 In new STRICTA’s
checklist, the word “controlled” is replaced by
“clinical”, to indicate that STRICTA is applicable to
broader range of clinical trial designs, including
uncontrolled outcome studies and case reports.7
Purepong et al.8 reviewed a total of 16 randomized clinical trials of acupuncture for knee
OA pain between1973 and 2011. Due to the
limitation of resources, the review only included the databases in English. As for the supporting literature of acupuncture treatment, only
works in Thai and English were included.8 Cao
et al.9 evaluated the efficacy of treatment with
acupuncture for knee osteoarthritis and found
acupuncture provided significantly better relief from knee osteoarthritis pain and a larger
improvement in function than sham acupuncture, standard care treatment, or waiting for further treatment. Ezzo et al.10 examined trials of
acupuncture for knee OA, to assess the methodological quality of the trials and determine
whether low-quality trials are associated with
positive outcomes, to document adverse effects,
to identify patient or treatment characteristics
associated with positive response, and to identify areas of future research. They found that
acupuncture may play a role in the treatment
of knee OA. Future research should define an
optimal acupuncture treatment, measure quality
of life, and assess acupuncture combined with
other modalities.
Therefore, the purpose of this paper was to
review the clinical studies of efficacy of acupuncture on treatment of knee OA. The review
focused on assessments of validity of acupuncture, common acupuncture points (acupoints),
acupuncture treatment parameters, outcome
measures, and treatment strategy for knee OA.
Materials and methods
English publications in the PubMed from
1973 to March 2013 were searched using keywords of acupuncture and knee osteoarthritis
in the title field and randomized control in the
abstract (Figure 1). A total of 16 papers were
retrieved. Eleven papers were included in the
review and five were excluded as one is review
paper, one is non-randomized control study
and three others do not have outcome measures. Additional exclusion criteria were applied
to the retrieved papers. Studies were excluded
if they 1) had non-significant findings between
Vol. 67 - No. 4
MA
Interventions in Clinical Trials of Acupuncture)
sono state concepite per migliorare la segnalazione
degli studi clinici sull’agopuntura e facilitarne in
tal modo l’interpretazione e la replicazione7. Nella
nuova lista di controllo STRICTA, la parola “controllato” è stata sostituita da “clinico” per indicare
che le linee guida STRICTA sono applicabili a una
più ampia gamma di disegni di studi clinici, inclusi gli studi non controllati sugli esiti e le segnalazioni di casi 7.
Purepong et al.8 hanno passato in rassegna
un totale di 16 studi clinici randomizzati relativi all’agopuntura per il trattamento del dolore
nell’osteoartrosi del ginocchio condotti tra il 1973
e il 2011. A causa della scarsità delle risorse, la review ha incluso solamente database in lingua inglese. Per quanto concerne la letteratura di supporto del trattamento agopunturale, sono stati inclusi
solo i lavori in lingua tailandese e inglese 8. Cao et
al.9 hanno valutato l’efficacia del trattamento agopunturale per l’osteoartrosi del ginocchio e hanno
osservato che l’agopuntura ha prodotto un sollievo
del dolore significativamente maggiore e un miglioramento maggiore della funzione nell’osteoartrosi
del ginocchio rispetto all’agopuntura simulata, al
trattamento standard di cura o all’attesa di un ulteriore trattamento. Ezzo et al.10 hanno esaminato
gli studi clinici sull’agopuntura per il trattamento
dell’osteoartrosi del ginocchio al fine di valutare la
qualità metodologica degli studi, determinare se gli
studi di bassa qualità fossero associati a esiti positivi, documentare gli effetti indesiderati, identificare
le caratteristiche del trattamento o dei pazienti associate a una risposta positiva e identificare aree
di futura ricerca. Tali autori hanno osservato che
l’agopuntura può rivestire un ruolo importante nel
trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio. Le ricerche future dovrebbero definire un trattamento agopunturale ottimale, misurare la qualità della vita e
valutare l’agopuntura usata in combinazione con
altre modalità.
Pertanto, obiettivo del presente articolo è stato
quello di passare in rassegna gli studi clinici relativi all’efficacia dell’agopuntura per il trattamento
dell’osteoartrosi del ginocchio (OG). La review si
è concentrata sulla validità dell’agopuntura, sui
punti di agopuntura comuni (agopunti), sui parametri del trattamento agopunturale, sulle misure di
esito e sulla strategia terapeutica per l’osteoartrosi
del ginocchio.
Materiali e metodi
È stata condotta una ricerca delle pubblicazioni
in lingua inglese nel database PubMed, dal 1973 a
marzo 2013, usando le parole chiave “agopuntura”
e “osteoartrosi del ginocchio” nel campo del titolo e
“randomizzato controllato” nel campo dell’abstract
MEDICINA DELLO SPORT
655
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
Figure 1.—Flow-chart for literature search.
Figura 1. — Schema di flusso per la ricerca della letteratura
acupuncture group and control group; 2) used
a method other than the fine needle stimulating method; 3) used animals; 4) did not have
a control group; and 5) did not have objective
outcome measures.
Chinese publications in the China National
Knowledge Infrastructure (CNKI) from the 1973
to March 2013 were searched using the keywords of acupuncture and knee osteoarthritis in
the title and randomized control in the abstract
(Figure 1). A total of 44 papers were retrieved.
A total of 28 studies published in Chinese journals were included in this review.
External validity of included studies was examined base on the guidelines of the Standards
for Reporting Interventions in Clinical Trials of
Acupuncture (STRICTA).11 Data were extracted
by two authors (HM and XZ) and independently
agreed on eligibility. The numbers and percentages of studies which reported assessment of trial
applicability for acupuncture treatments according to the STRICTA were included in Table I.12
Result
Style of acupuncture, acupoints used, needle
retention time, number of treatment sessions
656
(Figura 1). Sono stati individuati un totale di 16
articoli. Undici articoli sono stati inclusi nella review e cinque sono stati esclusi poiché uno era un
articolo di review, un altro era uno studio controllato non randomizzato e tre non avevano misure
di esito. Agli articoli individuati sono stati applicati ulteriori criteri di esclusione. Gli studi sono stati
esclusi se 1) non riportavano esiti significativi tra il
gruppo sperimentale e il gruppo di controllo; 2) usavano un metodo diverso dal metodo di stimolazione
con aghi; 3) usavano animali; 4) non avevano un
gruppo di controllo e 5) non avevano misure di esito obiettive.
È stata condotta una ricerca delle pubblicazioni
in lingua cinese nel database CNKI (China National Knowledge Infrastructure) dal 1973 a marzo 2013 usando le parole chiave “agopuntura” e
“osteoartrosi del ginocchio” nel campo del titolo e
“randomizzato controllato” nel campo dell’abstract
(Figura 1). Sono stati individuati un totale di 44
articoli. Un totale di 28 studi pubblicati in riviste
scientifiche cinesi sono stati inclusi nella presente
review.
La validità esterna degli studi inclusi è stata valutata in base alle linee guida STRICTA (Standards
for Reporting Interventions in Clinical Trials of Acupuncture) 11. I dati sono stati estratti da due autori
(HM e XZ), i quali hanno convenuto in maniera
indipendente sull’eleggibilità. I numeri e le percen-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
and frequency of treatment were well reported
in all 39 included studies (Table I). Almost all
studies used needle stimulation (38 studies or
97.4%). A little less than two thirds of the studies
reported rationales for treatments. About half
of the trials (19 out of 39 or 48.7%) reported
depths of insertion and other co-interventions.
About 71% of the study reported needle type
(e.g., gauge, length and manufacturer or material) while the practitioner’s backgrounds were
reported less frequently (9 out of 39 or 23.1%).
Table II summarized the treatment parameters associated with the included studies. The
results showed that the most common use of
retention time was 20 min (64.1%) while the
most commonly used number of treatment sessions was 10-15(61.54%). The most commonly
applied frequency was twice per week (mentioned in 10 of 39, 25.64%). A sample size of 40
- 70 patients was frequent number of patients
involved in the reviewed studies.
The assessment methods of knee OA treatment outcomes were listed in Table III. The
most commonly used evaluation method for
treatment outcomes was the Western Ontario
and MacMaster Universities Osteoarthritis Index
(WOMAC) 13 and was used in 28studies (71.8%).
The visual analog scale (VAS) and physical
health scores of the 36-Item Short-Form Health
Survey (SF-36) were used in 9 (23.1%) and 8
(20.5%) studies, respectively (Table III). Other outcome measures such as Lequesne knee
questionnaire,14 Lysholm Knee Score Scale
(LKSS),15 Joint-Specific Multidimensional Assessment of Pain ( J-MAP),16 Outcome Measures
MA
tuali degli studi che hanno riportato una valutazione dell’applicabilità dello studio per i trattamenti
agopunturali secondo le linee guida STRICTA sono
stati inclusi nella tabella I12.
Risultati
Lo stile di agopuntura, gli agopunti utilizzati, il
tempo di mantenimento dell’ago, il numero di sessioni di trattamento e la frequenza di trattamento
sono stati riportati in tutti e 39 gli studi inclusi (Tabella I). Quasi tutti gli studi hanno utilizzato la stimolazione con aghi (38 studi o 97,4%). Poco meno
di due terzi degli studi hanno riportato la logica
del trattamento. Circa metà degli studi (19 su 39 o
48,7%) hanno riportato le profondità di inserimento e altri interventi concomitanti. Circa il 71% degli
studi hanno riportato il tipo di ago (ad esempio calibro, lunghezza e produttore o materiale), mentre
la formazione dei medici è stata riportata meno frequentemente (9 su 39 o 23,1%).
La Tabella II riassume i parametri di trattamento associati agli studi inclusi. I risultati hanno
mostrato che il tempo di mantenimento usato più
spesso era di 20 minuti (64,1%) mentre il numero
più comune di sessioni di trattamento era di 10-15
(61,54%). La frequenza applicata più spesso era di
due volte alla settimana (menzionata in 10 studi
su 39, 25,64%). Una dimensione campionaria di
40-70 pazienti era il numero di pazienti inclusi più
spesso negli studi passati in rassegna.
I metodi di valutazione degli esiti di trattamento per l’osteoartrosi del ginocchio sono elencati
nella tabella III. Il metodo di valutazione usato
più spesso per gli esiti di trattamento era l’indice
WOMAC (Western Ontario and MacMaster Universities Osteoarthritis Index) 13, il quale è stato utiliz-
Table I.—Assessment of trial applicability for acupuncture treatment.
Tabella I. — Valutazione dell’applicabilità degli studi per il trattamento agopunturale.
External validity criteria
Acupuncture rationale
Acupuncture details
Treatment regimen
Cointervention
Practitioner background
Control intervention(s)
Number (Percentage)
Style of acupuncture
Rationale for treatment
Literature sources to justify rational
Acupoints used
Numbers of needles inserted
Depths of insertion
Responses elicited (e.g., de qi* or twitch response)
Needle stimulation method (e.g., manual or electrical)
Needle retention time
Needle type (e.g. gauge, length and manufacturer or material)
Number of treatment sessions
Frequency of treatment
moxibustion, cupping, herbs, exercises, life-style advice
39/39(100)
26/39(66.7)
10/39(25.6)
39/39(100)
25/39(64.1)
19/39(48.7)
18/39(46.2)
38/39(97.4)
39/39(100)
28/39(71.8)
39/39(100)
39/39(100)
16/39(41)
9/39(23.1)
19/39(48.7)
*de qi: the confirmatory signal that the endogenous opioid system has been activated.12
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
657
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
Table II.—Acupuncture treatment parameters.
Tabella II. — Parametri del trattamento agopunturale.
Retention time (min)
10
15
20
30
Number of treatment sessions
<10
10-15
16-20
>20
Frequency of treatment
1/month
2/month
1/week
2/week
3/week
4/week
5/week
Number of patients
<40
40-70
>70
Counts
Percentage of 39 studies
2/39
6/39
25/39
6/39
5.13%
15.38%
64.1%
15.38%
10/39
24/39
3/39
2/39
25.64%
61.54%
7.69%
5.13%
2/39
1/39
7/39
10/39
8/39
4/39
7/39
5.13%
2.56%
17.95%
25.64%
20.51%
10.26%
17.95%
6/39
24/39
9/39
15.38%
61.54%
23.08%
Table III.—Summary of significant improved outcome measures (P<0.05).
Tabella III. — Riepilogo delle misure degli esiti migliorati in maniera significativa (P<0,05).
Outcome
measure
SF-36
SF-16
VAS
WOMAC
self reported pain scale
Oxford Knee Score
Lequesne knee questionnaire
LKSS
J-MAP
OARSI-OMERACT criteria
Blood biomarkers
Number
of studies
Index
8
1
9
28
2
1
4
1
2
1
3
Physical function; body pain; mental health
EQ-VAS
PQLC
1
1
Gait analysis
1
Pain
Function
Function
Pain reduction & satisfaction
Function
Plasma cortisol Beta-endorphin
Physical capability
Psychological function
Percentage of
39 studies we
obtained
20.5%
2.6%
23.1%
71.8%
5.1%
2.6%
10.3%
2.6%
5.1%
2.6%
5.1%
2.6%
2.6%
2.6%
2.6%
2.6%
References
20-27
28
20, 29-36
18, 21, 23-25, 28-31, 36-54
25,40
55
30, 56-58
34
44, 59
43
29, 40
29
40
18
18
35
WOMAC: Western Ontario and McMaster Universities; VAS: Visual Analogue Scale; SF-36: physical health scores of the 36-Item ShortForm Health Survey; LKSS: Lysholm Knee Score Scale; ROM: Range of motion; J-MAP: Joint-Specific Multidimensional Assessment of
Pain; PQLC: the profile of quality of life in the chronically ill. OARSI-OMERACT: Outcome Measures in Rheumatology -Osteoarthritis
Research Society International. EQ-VAS: EuroQol Visual Analogue Scale.
in Rheumatology -Osteoarthritis Research Society International (OMERACT-OARSI) criteria,17
the profile of quality of life in the chronically
ill (PQLC),18 range of motion (ROM) test 19 and
gait analysis were only used no more than two
studies.
658
zato in 28 studi (71,8%). La scala analogica visiva
(Visual Analog Scale, VAS) e i punteggi di salute
fisica del questionario SF-36 (36-Item Short-Form
Health Survey) sono stati usati rispettivamente in
9 (23,1%) e 8 (20,5%) studi (Tabella III). Altre misure di esito come il questionario di Lequesne sul
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
MA
Table IV.—Acupuncture points and their counts and frequencies used in treatments of knee OA.
Tabella IV. — Punti di agopuntura usati nel trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio e relativi conteggi e
frequenze.
Total
No
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
30
31
32
33
Rank
GB34 (Yanglingquan)
ST36 (Zusanli)
EX-LE4,5 (Xiyan)
SP9 (Yinlingquan)
ST34 (Liangqiu)
ST35(Dubi)
SP10 (Xuehai)
EX-LE2 (Heding)
LI4 (Hegu)*
BL23 (Shenshu)*
SP6 (Sanyinjiao)
BL40 (Weizhong)
LI11(Quchi)*
GB33 (Xiyangguan)
BL60 (Kunlun)
Ashi
BL57 (Chengshan)
GB39 (Xuanzhong)
BL20 (Pishu)*
GB31 (Fengshi)
KI3 (Taixi)
TH5 (Waiguan)*
ST44 (Neiting)*
GB41 (Zulinqi)
LI8 (Xialian)
SP5 (Shangqiu)
LR8 (Ququan)
ST43 (Xiangu)*
ST40 (Fenglong)
ST33 (Yinshi)
GB35 (Yangjiao)
SI4 (Wangu)*
KI10 (Yingu)
1
2
3
3
5
5
7
8
9
10
11
11
11
14
14
16
16
18
19
19
19
22
22
22
22
22
22
28
28
28
28
28
28
Chinese papers
Percentage
Counts (counts/39)
33
30
28
28
26
26
24
23
18
14
12
12
12
10
10
8
8
5
3
3
3
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
84.6%
76.9%
71.8%
71.8%
66.7%
66.7%
61.5%
59.0%
46.2%
35.9%
30.8%
30.8%
30.8%
25.6%
25.6%
20.5%
20.5%
12.8%
7.7%
7.7%
7.7%
5.1%
5.1%
5.1%
5.1%
5.1%
5.1%
2.6%
2.6%
2.6%
2.6%
2.6%
2.6%
The acupoints, counts and frequencies were
presented in Table IV. A total of 33 acupuncture
points was used in knee OA treatments in the
selected studies. The top eight most commonly
used acupuncture points were Yanglingquan
(GB34), Zusanli (ST36), Xiyan (EX-LE4, EX-LE5),
Yinlingquan (SP9), Dubi (ST35), Sanyinjiao (SP6),
Xuehai (SP10), Liangqiu (ST34), and Heding (ExLE2) and were used in 25% or more in the selected studies (Table IV).20-60 The acupoint Ashi (local tender spot) was used in 13% of the studies.
Discussion
In this review, both the English and Chinese
databases were searched for knee OA related
Vol. 67 - No. 4
Rank
Counts
Percentage
(counts/28)
1
2
3
6
3
7
7
3
9
10
13
12
11
13
15
17
16
18
18
28
32
21
24
21
21
24
32
24
24
24
24
24
32
26
22
21
19
21
18
18
21
15
14
9
10
12
9
7
4
6
3
3
3
0
2
1
2
2
1
0
1
1
1
1
1
0
92.9%
78.6%
75.0%
67.9%
75.0%
64.3%
64.3%
75.0%
53.6%
50%
32.1%
35.7%
42.9%
32.1%
25.0%
14.3%
21.4%
10.7%
10.7%
10.7%
0.0%
7.1%
3.6%
7.1%
7.1%
3.6%
0.0%
3.6%
3.6%
3.6%
3.6%
3.6%
0.0%
English papers
Rank
Counts
Percentage
(counts/11)
4
2
4
1
7
2
6
13
9
22
9
13
22
18
9
8
13
13
22
22
9
22
18
22
22
18
13
22
22
22
22
22
18
7
8
7
9
5
8
6
2
3
0
3
2
0
1
3
4
2
2
0
0
3
0
1
0
0
1
2
0
0
0
0
0
1
63.6%
72.7%
63.6%
81.8%
45.5%
72.7%
54.5%
18.2%
27.3%
0.0%
27.3%
18.2%
0.0%
9.1%
27.3%
36.4%
18.2%
18.2%
0.0%
0.0%
27.3%
0.0%
9.1%
0.0%
0.0%
9.1%
18.2%
0.0%
0.0%
0.0%
0.0%
0.0%
9.1%
ginocchio 14, il LKSS (Lysholm Knee Score Scale) 15,
il J-MAP (Joint-Specific Multidimensional Assessment of Pain) 16, i criteri OMERACT-OARSI (Outcome Measures in Rheumatology -Osteoarthritis
Research Society International) 17, il PQLC (profile
of quality of life in the chronically ill) 18, il test
dell’ampiezza di movimento (ROM) 19 e l’analisi
dell’andatura sono stati usati in non più di due
studi.
Gli agopunti, i conteggi e le frequenze sono presentati nella tabella IV. Un totale di 33 punti di agopuntura sono stati usati nei trattamenti per l’osteoartrosi del ginocchio negli studi selezionati. Gli otto
punti di agopuntura più utilizzati erano: Yanglingquan (GB34), Zusanli (ST36), Xiyan (EX-LE4, EXLE5), Yinlingquan (SP9), Dubi (ST35), Sanyinjiao
(SP6), Xuehai (SP10), Liangqiu (ST34), e Heding
(Ex-LE2), i quali sono stati usati nel 25% o più degli
MEDICINA DELLO SPORT
659
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
acupuncture randomized trials. Purepong et
al.8 reviewed 16 studies on acupuncture for OA
knee pain between 1973 and 2011. It was considered as a limitation that only randomized
control studies from English and Thai literature
were included in their review. Selfe et al.60 reviewed the English-language articles indexed
in MEDLINE or CINAHL and included randomized control trials of the effects of both needle and electroacupuncture on knee osteoarthritis. A total of ten studies representing 1456
participants met the inclusion criteria and were
analyzed.60 It is a consensus that many TCM
studies including acupuncture from China do
not publish their findings in English journals.
Therefore, it is very important to include reviews of studies conducted in China and published in Chinese language. Li et al.61 carried
out a quantitative analysis on acupuncture and
moxibustion treatments of knee OA using bibliometric method with papers included in the
CNKI database. Altogether 98 papers from 48
journals showed positive effects on knee OA,
many of them were not randomized control trials. Furthermore, many of them did not include
objective outcome assessments. In the current
review, we used the STRICTA checklist 11 and
assessed the quality of studies in knee OA acupuncture randomized control trials between
1973 and 2013. The results indicated that the
percent of items of external validity included
in the studies ranged between 23.1% to 100%.
However, none of the studies provided all of
the external validity related items identified in
the STRICTA’s checklist.
The practitioner background was included in
only nine of the 39 studies (23.1%) and ranked
lowest in the percentage of meeting the STRICTA’s criteria. This is much lower than the 62.5%
in the Purepong’s review.8 One of the reasons
for this lower adherence was that the studies
published in the Chinese journals do not usually provide the background of the practitioners.
However, Witt et al.62 found that the physician’s
acupuncture qualifications (hours of training
and years of experience) had no significant influence on the efficacy of the treatments.
As for the item of rationale for treatment, the
percentage should have been low as papers in
English rarely interpreted the treatment mechanism according to TCM theories. However, the
result showed a relatively high percentage at
66.7%.
Although we excluded studies using treatment methods such as herbal medicine, herbal
660
studi selezionati (tabella IV) 20-60. L’agopunto Ashi
(punto doloroso locale) è stato usato nel 13% degli
studi.
Discussione
Nella presente review, sia il database inglese sia
quello cinese sono stati interrogati per recuperare
studi clinici randomizzati sull’agopuntura nel trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio. Purepong
et al.8 hanno passato in rassegna 16 studi sull’agopuntura per il trattamento del dolore nell’osteoartrosi del ginocchio pubblicati tra il 1973 e il 2011.
Il fatto che nella loro review siano stati inclusi solamente studi controllati randomizzati della letteratura inglese e thailandese è stata considerata una
limitazione. Selfe et al.60 hanno passato in rassegna
gli articoli in lingua inglese nei database MEDLINE o CINAHL e hanno incluso studi randomizzati
controllati sugli effetti dell’agopuntura tradizionale
e dell’elettroagopuntura nell’osteoartrosi del ginocchio. Un totale di dieci studi rappresentanti 1456
partecipanti hanno soddisfatto i criteri di inclusione e sono stati analizzati 60. È noto che molti studi
della medicina tradizionale cinese sull’agopuntura
non pubblicano i loro risultati nelle riviste scientifiche inglesi. Pertanto, è estremamente importante
includere le review degli studi condotti in Cina e
pubblicati in lingua cinese. Li et al.61 hanno condotto un’analisi quantitativa dei trattamenti di
agopuntura e moxibustione per l’osteoartrosi del
ginocchio utilizzando un metodo bibliometrico con
articoli inclusi nel database CNKI. Complessivamente, 98 articoli provenienti da 48 riviste scientifiche, molti dei quali non erano studi randomizzati
controllati, hanno mostrato effetti positivi sull’osteoartrosi del ginocchio. Inoltre, molti di essi non includevano valutazioni di esito obiettive. Nell’attuale
review, abbiamo usato la lista di controllo STRICTA 11 e abbiamo valutato la qualità degli studi randomizzati controllati relativi all’agopuntura nel
trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio pubblicati tra il 1973 e il 2013. I risultati hanno indicato
che la percentuale di elementi di validità esterna
inclusi negli studi oscillava tra il 23,1% e il 100%.
Tuttavia, nessuno degli studi ha fornito tutti gli elementi di validità esterna identificati dalla lista di
controllo STRICTA.
La formazione dei medici era inclusa solo in
nove dei 39 studi (23,1%) e aveva la più bassa percentuale di aderenza ai criteri STRICTA. Tale percentuale è molto più bassa del 62,5% riportato nella
review di Purepong 8. Una delle ragioni di questa
aderenza più bassa è che gli studi pubblicati nelle
riviste scientifiche cinesi in genere non forniscono
la formazione dei medici. Tuttavia, Witt e colleghi62
hanno osservato che le qualifiche di agopuntura del
medico (ore di addestramento e anni di esperien-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
patch, and massage alone, we did include studies that incorporated these co-interventions if
they were combined with acupuncture. It has
been demonstrated that an integrated approach
may be more effective than the acupuncture
alone. For example, Cao et al.22 aimed to compare the efficacy of an individually integrated
TCM approach in the management of knee OA
with other single treatment such as herbal medicine, herbal patch, acupuncture, and massage.
They found that the integrated TCM approach
was more effective than the four treatment modalities used separately. Among the included
studies, 41% included cointerventions (Table I).
These co-interventions include physiotherapy,52
moxibustion,34 warming needle,26, 28, 32, 50, 63
therapeutic exercise,55, 57 electro-acupuncture
treatment,29, 46 blood-letting therapy 45 and the
pharmaceutical treatment.18, 20 However, it is
difficult to isolate effects of acupuncture treatments on knee OA in these studies due to these
additional interventions.
The results showed that the most common
needle retention time was 20 min (64.1%). The
most common number of treatment sessions
was 10-15 sessions (61.54%) while the most
common frequency of treatments was twice
per week (10 out of 39 studies, 25.64%, Table II). In order to elicit nervous system’s responses to acupuncture treatment, treatment
duration is very important.64 The duration of
therapy usually needs to be kept within certain
limits. If it is too short, no effect of treatments
would be observed. If the duration is too long,
patients may feel exhausted.64 The stimulation
of acupoint is often carried out with a repetitive motion and maintained for a minute or two
by manual stimulation with slight thrusting and
withdrawing motions, throughout a treatment
bout. In the study conducted by Witt et al.,39
the patients with knee OA who received acupuncture had significantly less pain and better
functions after 8 weeks than did patients in the
control group. However, after 26 and 52 weeks,
the differences between acupuncture and nonacupuncture treatments were no longer significant.
It has been suggested that three types of
measurements, pain, disability and patient
global assessment, should be reported in OA
studies.65 In knee OA studies, pain is typically
measured by either the pain subscale of WOMAC or VAS. Patient-reported disability is often
measured by the function subscale of WOMAC
or the physical functioning subscale of Short
Vol. 67 - No. 4
MA
za) non avevano alcuna significativa influenza
sull’efficacia dei trattamenti.
Per quanto concerne l’elemento della logica del
trattamento, la percentuale dovrebbe essere stata
bassa in quanto gli articoli in inglese raramente
hanno interpretato il meccanismo di trattamento
in base alle teorie della medicina tradizionale cinese. Tuttavia, il risultato ha mostrato una percentuale relativamente elevata del 66,7%.
Sebbene abbiamo escluso gli studi che hanno
usato metodi di trattamento quali le fitomedicine, i
cerotti a base di erbe e il massaggio in monoterapia,
abbiamo incluso gli studi che prevedevano tali interventi combinati con l’agopuntura. È stato dimostrato che un approccio integrato potrebbe essere più
efficace rispetto all’agopuntura in monoterapia. Ad
esempio, Cao et al.22 hanno confrontato l’efficacia
di un approccio integrato di medicina tradizionale
cinese nella gestione dell’osteoartrosi del ginocchio
con altri trattamenti singoli come le fitomedicine, i
cerotti alle erbe, l’agopuntura e il massaggio. Tali
autori hanno osservato che l’approccio integrato
di medicina tradizionale cinese era più efficace rispetto alle quattro modalità di trattamento usate in
maniera indipendente l’una dall’altra. Tra gli studi
inclusi, il 41% includeva interventi concomitanti
(Tabella I). Tali interventi concomitanti includevano la fisioterapia 52, la moxibustione 34, l’ago riscaldato 26, 28, 32, 50, 63, l’esercizio fisico terapeutico 55, 57,
il trattamento elettroagopunturale 29, 46, il salasso 45
e il trattamento farmaceutico 18, 20. Tuttavia, è difficile isolare gli effetti dei trattamenti agopunturali
nell’osteoartrosi del ginocchio in tali studi a causa
degli interventi complementari.
I risultati hanno mostrato che il tempo più comune di mantenimento dell’ago era di 20 minuti
(64,1%). Il numero più comune di sessioni di trattamento era di 10-15 sessioni (61,54%) mentre la
frequenza più comune dei trattamenti era di due
volte alla settimana (10 studi su 39, 25,64%, Tabella II). Al fine di stimolare le risposte del sistema
nervoso al trattamento agopunturale, la durata del
trattamento è molto importante64. La durata della
terapia deve in genere essere mantenuta entro determinati limiti. Se è troppo breve, non si osserverà
alcun effetto del trattamento. Se la durata è troppo
lunga, il paziente potrebbe sentirsi spossato64. La stimolazione dell’agopunto è spesso condotta con un
movimento ripetitivo e mantenuta per un minuto
o due mediante stimolazione manuale con movimenti di leggera spinta e ritiro, per tutta la sessione
di trattamento. Nello studio condotto da Witt et al.39,
i pazienti affetti da osteoartrosi del ginocchio che
hanno ricevuto il trattamento agopunturale hanno
mostrato significativamente meno dolore e funzioni migliori dopo 8 settimane rispetto ai pazienti del
gruppo di controllo. Tuttavia, dopo 26 e 52 settimane, le differenze tra i trattamenti con agopuntura e
senza agopuntura non erano più significative.
MEDICINA DELLO SPORT
661
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
Form 36 (SF-36). We found that the most commonly used outcome measures were WOMAC,
VAS and SF-36 (Table III). The WOMAC is the
most widely used standardized questionnaire
to evaluate the condition of patients with OA
of the knee and hip. These results are in agreement with the findings from a recent metaanalysis of knee OA related studies.66 Juhl et
al.66 searched 20 general and rheumatology
journals with highest impact factors and found
that the WOMAC pain and function subscales
were the most responsive composite scores.
Basaran et al.67 assessed validity and reliability
of WOMAC and Lequesne algofunctional index.
They found WOMAC and Lequesne showed
moderate to strong correlations with comparable subscales of SF-36 and weak to moderate
correlations with VAS. All subscales and total
WOMAC had better internal consistency and
more satisfactory concurrent validity compared
with Lequesne Algofunctional Index.
According to traditional Chinese medicine,
more than 2000 acupoints connecting with 12
primary and 8 secondary pathways called channels or meridians are found in human body.68
In practice, however, an acupuncturist may use
only about 150 acupoints. Each acupoint has
defined therapeutic effects.69 We found that a
total of 33 acupoints was used in the knee OA
treatment in the selected studies in the English
and Chinese literature from 1973-2013. The top
eight most commonly used acupoints, GB34,
ST36, EX-LE4, EX-LE5, SP9,ST35, SP6, SP10,
ST34 and Ex-LE2, were used in more than 50%
of the selected studies. The reasons for selecting these acupoints were summarized in Table
V. The other popular acupoints were LI4, BL23,
BL40, LI11 GB33, BL60, BL57 and Ashi were
used in more than 20% of the selected studies.
Purepong et al.8 reported that the most frequently used acupoints were ST34, ST35, ST36,
SP6, SP9, SP10, GB34, Xiyan and Ahshi acupoints. The included in the review all came
from studies in non-Chinese English literature.
The review focused on treatment effects of acupuncture on pain of knee OA. In addition,
it was suggested that half of the English acupuncture textbooks (14 out of 21) provided the
acupoints and treatment parameters representing western style of acupuncturists in practice.8
The studies published in English included in
their review were almost identical to our search
results of 11 English papers in our study (Table IV). The most frequently used acupoints
were GB34, ST36, EX-LE4, EX-LE5, ST34, EX-
662
È stato suggerito che tre tipi di misurazioni: dolore, invalidità e valutazione globale del paziente
debbano essere riportate negli studi sull’osteoartrosi
del ginocchio65. Negli studi sull’osteoartrosi del ginocchio, il dolore è in genere misurato mediante
la sottoscala del dolore WOMAC o VAS. L’invalidità riportata dal paziente è spesso misurata dalla
sottoscala della funzionalità WOMAC o dalla sottoscala di funzionamento fisico SF-36 (Short Form
36). Abbiamo osservato che le misure di esito usate più spesso erano WOMAC, VAS e SF-36 (Tabella
III). WOMAC è il questionario standardizzato più
utilizzato per valutare la condizione dei pazienti
con osteoartrosi del ginocchio e dell’anca. Tali risultati sono in linea con quelli riportati da una
recente meta-analisi di studi sull’osteoartrosi del
ginocchio66. Juhl e colleghi66 hanno effettuato una
ricerca di 20 riviste scientifiche generiche e reumatologiche con i fattori di impatto più elevati e hanno osservato che le sottoscale di funzionalità e del
dolore WOMAC erano i punteggi compositi più responsivi. Basaran et al.67 hanno valutato la validità
e l’affidabilità di WOMAC e dell’indice algofunzionale di Lequesne. Tali autori hanno osservato che
il WOMAC e l’indice di Lequesne hanno mostrato
correlazioni da moderate a forti con le sottoscale
comparabili di SF-36 e correlazioni da deboli a moderate con la VAS. Tutte le sottoscale e il totale della
WOMAC avevano una migliore coerenza interna e
una validità simultanea più soddisfacente rispetto
all’indice algofunzionale di Lequesne.
Secondo la medicina tradizionale cinese, nel
corpo umano si trovano più di 2000 agopunti collegati a 12 pathway primari e 8 pathway secondari,
chiamati canali o meridiani 68. Nella pratica, tuttavia, un agopunturista può usare solo circa 150
di questi agopunti. Ogni agopunto presenta effetti
terapeutici definiti 69. Abbiamo osservato che un totale di 33 agopunti sono stati usati nel trattamento
dell’osteoartrosi del ginocchio negli studi selezionati
della letteratura inglese e cinese condotti dal 1973
al 2013. Gli otto agopunti più utilizzati, GB34,
ST36, EX-LE4, EX-LE5, SP9,ST35, SP6, SP10, ST34
e Ex-LE2, sono stati usati in più del 50% degli studi
selezionati. I motivi per la selezione di tali agopunti sono riassunti nella tabella V. Gli altri agopunti
popolari erano LI4, BL23,BL40, LI11 GB33, BL60
BL57 e Ashi, i quali sono stati usati in più del 20%
degli studi selezionati.
Purepong et al.8 hanno riportato che gli agopunti più utilizzati erano ST34, ST35, ST36, SP6, SP9,
SP10, GB34, Xiyan e Ahshi. Quelli inclusi nella
loro review derivavano tutti da studi della letteratura inglese non cinese. La review si è concentrata
sugli effetti del trattamento agopunturale sul dolore nell’osteoartrosi del ginocchio. Inoltre, è stato
suggerito che metà dei manuali di agopuntura in
lingua inglese (14 su 21) hanno fornito gli agopunti e i parametri di trattamento che rappresentano
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
LE2, SP9, ST35, and SP10 in the 28 studies published in the Chinese journals. These results are
in agreement with what Li et al.61 have found,
who showed GB 34, SP 10, EX-LE 4, and ST 35
as the most commonly-used acupoints.
One interesting finding is that two frequently used acupoints in the 28 Chinese studies,
BL23 (50%) and LI11 (42.9%) were rarely used
in the 11 studies published in English (Table
IV).70-80 Purepong et al.8 also did not find these
2 acupoints in their include studies. Two less
frequently used acupoints, BL20 and GB31
(10.7%), were also not included as the part of
the treatments in the non-Chinese studies. The
phenomenon might suggest the different strategies for knee OA treatments based in TCM
and Western styles of acupuncture.
According to Western Medicine, osteoarthritis is largely due to excessive wear and tear to
articular cartilage. Degenerative changes of osteoarthritis primarily begin in the articular cartilage as a result of either excessive loading of
a healthy joint or relatively normal loading of
a previously injured joint.44, 70 External forces
accelerate the catabolic effects of the chondrocytes and disrupt the cartilaginous matrix.70, 71
The goal of management of knee OA is pain
management and improvement of physical
functions.3 So, the studies in English journals
almost always chose the acupoints around the
knee.
According to TCM, the pathogenesis factors
for knee OA are related to stagnation, coldness,
exogenous dampness, wind and deficiency of
the kidney. The symptoms are related to Qi
stagnation and blood stasis, and associated with
Bi-syndrome usually occur in joints and muscles, while pain associated with OA typically
occurs in joints and/or with joint stiffness of a
short duration often less than 30 minutes.81, 82
Therefore, Bi-syndrome means “deficient Ben”
and “excessive Biao” (deficient roots with excessive symptoms), should be treated with kidney-tonifying and pathogen eliminating. Consequently the main treatment strategy of TCM
acupuncture for knee OA is tonifying kidney,
activating blood and dredging meridian, and
balancing Yin-Yang, blood and Qi. Based on
these theories, knee OA treatments should always select nearby acupoints around the knee,
such as Dubi (ST35), Liangqiu (ST34), Xuehai
(SP10), Heding (Ex-LE2), Xiyan (EX-LE4, EXLE5), Xiyangguan (GB33), and Futu (ST32). It
was shown in this review that these acupoints
were indeed used very frequently (Table IV).
Vol. 67 - No. 4
MA
lo stile degli agopunturisti occidentali 8. Gli studi
pubblicati in inglese inclusi nella loro review erano
quasi identici ai risultati della nostra ricerca di 11
articoli in lingua inglese (Tabella IV). Gli agopunti
usati più spesso nei 28 studi pubblicati nelle riviste
scientifiche cinesi erano GB34, ST36, EX-LE4, EXLE5, ST34, EX-LE2, SP9, ST35, e SP10. Tali risultati
sono in linea con quelli di Li e colleghi61, che hanno
mostrato che GB 34, SP 10, EX-LE 4, e ST 35 sono gli
agopunti usati più spesso.
Un risultato interessante è che due agopunti
usati spesso nei 28 studi cinesi, BL23 (50%) e LI11
(42,9%), sono stati usati raramente negli 11 studi
pubblicati in inglese (Tabella IV) 70-80. In maniera
analoga, neanche Purepong et al.8 hanno osservato
questi 2 agopunti negli studi inclusi nella loro review. Nemmeno i due agopunti usati di meno, BL20
e GB31 (10,7%), sono stati inclusi come parte dei
trattamenti negli studi non cinesi. Il fenomeno potrebbe suggerire le diverse strategie per i trattamenti
dell’osteoartrosi del ginocchio in base allo stile di
agopuntura della medicina tradizionale cinese e
degli agopunturisti occidentali.
In base alla medicina occidentale, l’osteoartrosi
è dovuta principalmente all’eccessiva usura della
cartilagine articolare. Le alterazioni degenerative dell’osteoartrosi iniziano in primo luogo nella
cartilagine articolare come risultato di un carico
eccessivo su un’articolazione sana o di un carico
relativamente normale su un’articolazione precedentemente infortunata 44, 70. Le forze esterne accelerano gli effetti catabolici dei condrociti e alterano
la matrice cartilaginea 70, 71. Obiettivo della gestione
dell’osteoartrosi del ginocchio è la gestione del dolore e il miglioramento delle funzioni fisiche 3. Pertanto, gli studi nelle riviste scientifiche inglesi quasi
sempre scelgono gli agopunti intorno al ginocchio.
Secondo la medicina tradizionale cinese, i fattori patogenetici per l’osteoartrosi del ginocchio sono
associati a ristagno, freddo, umidità esogena, vento
e insufficienza renale. I sintomi sono associati al
ristagno del Qi e alla stasi ematica e sono associati alla “sindrome Bi” che si verifica solitamente in
articolazioni e muscoli, mentre il dolore associato
all’osteoartrosi si verifica tipicamente nelle articolazioni e/o con la rigidità articolare di breve durata,
spesso inferiore ai 30 minuti81, 82. Pertanto, la “sindrome Bi” significa “insufficienza di Ben” ed eccesso di “Biao” (radici carenti con sintomi eccessivi)
e dovrebbe essere trattata con la tonificazione dei
reni e l’eliminazione del patogeno. Di conseguenza, la principale strategia terapeutica dell’agopuntura della MTC per l’osteoartrosi del ginocchio è la
tonificazione dei reni, l’attivazione del sangue e del
meridiano di dragaggio e l’equilibrazione di YinYang, sangue e Qi. In base a tali teorie, i trattamenti per l’osteoartrosi del ginocchio devono selezionare sempre agopunti attorno al ginocchio come Dubi
(ST35), Liangqiu (ST34), Xuehai (SP10), Heding
MEDICINA DELLO SPORT
663
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
Table V.—The reasons for selecting the acupoints.
Tabella V. — Motivi per la selezione degli agopunti.
Acupoint
Yanglingquan
(GB34,
Gallbladder
Channel of FootShaoyang)
Zusanli (ST36,
Stomach
Channel of ootYangming)
Meaning
Location
Yang: Yang of Yin-Yang, referring to
the external.
Ling: mound, The head of the fibula
at the lateral of the knee is prominent
as a mound
Quan: spring, below which in the
depression the point is located, like
a spring.
Zu: lower limbs; San: number three;
Li: Length Unit in ancient China times
(1.31 inches).
The location of point is 3 Li below
the knee
Xiyan (EX-LE4
and EX-LE5,
Extra point)
Xi: knee; Yan: point.
Yinlingquan
(SP9, Spleen
Channel of FootTaiyin)
Yin: Yin of Yin-Yang; Ling: hill;
Quan: spring.
The point is the depression at
the inferior border of the medial
epicondyle of the tibia, like a spring at
the foot of a hill.
Liangqiu
(ST34, Stomach
Channel of FootYangming)
Liang: ridge; Qiu,:hill.
The prominent muscle above the knee
looks like a ridge in hills, and there
the point is located.
Dubi (ST35,
Stomach
Channel of ootYangming)
Du: calf, Bi: nose.
The depression on both sides below
the kneecap is linked to the nostrils
of a calf.
Xuehai (SP10,
Spleen Channel
of Foot-Taiyin)
Xue: blood; Hai: sea.
This point is indicated in
hematological diseases, in the sense
of returning overflowed blood into
the sea.
Heding (EX-LE2) He: a genus of the birds, crane in
general name; Ding: the highest point
of human body or object such as the
vertex. The knee joint looks like a
crane’s head.
Quchi (LI11)
664
Qu: Crook; Chi: Pool
Pool at the Crook; He-sea point, Earth
point, tonification point, Sun Si Miao
Ghost point, Ma Dan Yang Heavenly
Star point. Important point for Heat
conditions and disorders of the upper
extremity.
Reasons
The depression
1) Strengthen tendons and bones55
anterior and inferior to 2) Influential Point of the tendons and is also
the He-sea point of the Gall Bladder Meridian
the head of fibula.
of Foot-Shaoyang.
3) Yanglingquan is below the knee joint, the
convergent place of the tendons.
one finger-breadth
1) Tonifying Qi and blood, relax muscles and
from the anterior crest tendons; Expel pathogenic wind and remove
of the tibia.
dampness.80
2) Dredging the channel; regulating Yin and
Yang 81, resolve tetany and relieve pain 82
3) Strengthening body’s resistance and restoring
vital energy.
4) Main point for remitting paralysis of the
lower extremities
In the depression
1) Dredging Qi and blood around the knee55
on both sides of the
2) Making local channel Qi unobstructed 80
patellar ligament at
3) Warming and dredging the channel,
knee flexion condition. enriching the Qi and blood, nourishing muscles
The medial and
and bones 77
lateral acupoints are
4) Dispelling wind-dampness, reducing
named “Neixiyan”
swelling and alleviating pain.
and “Waixiyan”
5) Improving the joint movement performance
respectively.
In the depression on
1) Tonifying spleen and removing damp;
the lower border of
Dispelling cold and relieving pain 80, 83-85
the medial condyle of 2) Promoting diuresis: invigorating urination
the tibia
and removing blocks 86
3) With ST34 treating swelling and pain of
knee. With ST36 treating Bi syndrome of knee83
4) Relieving pain of knee joint and soft tissues
surrounding.
2 Cun above the
1) Tonifying Qi and blood, relaxing muscles
laterosuperior border and tendons; Expelling pathogenic wind and
of the patella
remove dampness.80.
2) Dredging the channel, resolving tetany,
paralysis or weakness of the lower extremities
muscles 82
3) Regulating Yin and Yang81
4) Relieve swelling and pain of the knee joint,
relieving pain
Bend the knee at
1) Dredging the flow of Qi and blood,
the lower border of
regulating the channel, dredging collaterals and
the knee cap, in the
relieving pain83.
depression lateral to
2) For diseases of knee joint and soft tissues
the patellar ligament. surrounding.
The point is at the
external foramen
2 Cun above the
1) Activating blood circulation around the knee
mediosuperior border and tonifing bloodstream; relaxing muscles and
of the patella
tendons 84, 85, 87
2) Relieving the pain of the knee joint and soft
tissues surrounding.
Above the knee, in
1) Warming and dredging the channel,
the depression of
Enriching the Qi and blood, nourishing the
the midpoint of the
Muscles and Bones77.
superior patellar
2) Relieve aching of the knee joint, treat
border.
weakness of the leg and foot, arthroncus of
knee.
With the elbow flexed, 1) Clears Heat, expels Wind
on the lateral end of
2) Clears Yangming – Fire
the elbow crease.
3) Cools the Blood, drains Dampness, alleviates
itching
4) Opens the channel57
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
In our review, 25 of the 33 acupoints (75.8%)
used in the selected studies are around the
knee (Table IV). Vas et al.18 chose acupoints
GB34, SP9, EX-LE5, and ST36 as the main
acupoints and found that acupuncture was
more effective than placebo acupuncture for
the treatment of knee OA. Berman et al.58 also
used local acupoints GB34, SP9, ST36, ST35
and EX-LE5 to treat knee OA. They concluded
that acupuncture was an effective and safe adjunctive therapy to conventional care for knee
OA patients. Furthermore, there are additional
evidences to support the effectiveness of the
local acupoints from Chinese literature 83, 84 although they were not included in the 39 selected studies. Zhang et al.83 selected the Waixiyan (EX-LE5), Heding (Ex-LE2), Xuehai (SP10),
Liangqiu (ST34), Zusanli (ST36), Yinlingquan
(SP9) and Yanglingquan (GB34) around the
knee. After only two treatments periods, the
results were satisfactory according to the Traditional Chinese Medicine Industry Standard of
the People’s Republic of China (TCMISC). Yin
et al.84 treated 100 patients for 20 times using acupuncture on Zusanli (ST36), Yanglingquan (GB34), and Dubi (ST35) and showed a
total efficiency of 94%. The authors believed
that acupuncture treatment was a very effective therapy for knee osteoarthritis. It can effectively control the swelling, adhesion, and
reduce inflammation of knee. However, these
studies evaluated the patient outcomes using
TCMISC.53
In addition, our review showed that the Ahshi point was used in eight of the included
studies (13.1%) in treating knee OA (Table IV).
Ashi acupoints are also referred as pain spots,
reflexing points, unfixed points or tender spots.
It is often mentioned that tender spots can be
used as acupoints and this was the primary
method for acupoint selections in early stage
of acupuncture and moxibustion treatments.85
Except for studies we obtained, some studies,
which outcome measurement are based on TCMISC, believed that stimulating pain spot could
relieve tension of muscles and ligaments and
release adhesion, and therefore improve knee
functions and movements.72, 86, 87
TCM acupuncturists often select the acupoints according to the theory of “dialectical”
treatments, which included the points away
from knee joint. For example, the acupoints
LI4 (Hegu, 53.6%), BL23 (Shenshu, 50%), LI11
(Quchi, 38.5%) and BL20 (Pishu, 10.7%) were
among those points located away from the
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MA
(Ex-LE2), Xiyan (EX-LE4, EX-LE5), Xiyangguan
(GB33), e Futu (ST32). La presente review ha mostrato che tali agopunti sono in realtà usati molto
spesso (tabella IV).
Nella nostra review, 25 dei 33 agopunti (75,8%)
usati negli studi selezionati erano attorno al ginocchio (Tabella IV). Vas et al.18 hanno scelto gli agopunti GB34, SP9, EX-LE5, e ST36 come principali
agopunti e hanno osservato che l’agopuntura era
più efficace rispetto all’agopuntura simulata nel
trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio. Anche
Berman et al.58 hanno usato gli agopunti locali
GB34, SP9, ST36, ST35 e EX-LE5 per trattare l’osteoartrosi del ginocchio. Tali autori hanno concluso
che l’agopuntura è una terapia sicura ed efficace come supplemento alla cura tradizionale per i
pazienti con osteoartrosi del ginocchio. Inoltre, vi
sono ulteriori evidenze della letteratura cinese che
supportano l’efficacia degli agopunti locali83, 84,
sebbene non siano state incluse nei 39 studi selezionati. Zhang e colleghi83 hanno selezionato gli
agopunti Waixiyan (EX-LE5), Heding (Ex-LE2),
Xuehai (SP10), Liangqiu (ST34), Zusanli (ST36),
Yinlingquan (SP9) e Yanglingquan (GB34) attorno
al ginocchio. Dopo solo due periodi di trattamento,
i risultati sono stati soddisfacenti secondo lo standard TCMISC (Traditional Chinese Medicine Industry Standard of the People’s Republic of China).
Yin et al.84 hanno trattato 100 pazienti per 20 volte
usando gli agopunti Zusanli (ST36), Yanglingquan
(GB34) e Dubi (ST35) e hanno mostrato un’efficacia totale del 94%. Gli autori credono che il trattamento agopunturale sia stato una terapia estremamente efficace per l’osteoartrosi del ginocchio. Esso
può controllare con successo il rigonfiamento, le
aderenze e ridurre l’infiammazione del ginocchio.
Tuttavia, tali studi hanno valutato gli esiti dei pazienti usando lo standard TCMISC53.
Inoltre, la nostra review ha mostrato che l’agopunto Ahshi era usato in otto degli studi inclusi
(13,1%) nel trattamento dell’osteoartrosi del ginocchio (Tabella IV). Gli agopunti Ashi sono chiamati
anche punti di dolore, punti di riflesso, punti non
fissi o punti doloranti. È stato spesso affermato che i
punti doloranti possono essere usati come agopunti
e questo è stato il metodo primario per la selezione
degli agopunti nella fase iniziale dei trattamenti di
agopuntura e moxibustione85. Fatta eccezione per
gli studi che abbiamo ottenuto, alcuni studi, le cui
misurazioni degli esiti sono basate sul TCMISC, credono che la stimolazione del punto dolorante possa
alleviare la tensione di muscoli e legamenti e rilasciare le aderenze, migliorando in tal modo le funzioni e i movimenti del ginocchio 72, 86, 87.
Gli agopunturisti della MTC spesso selezionano
gli agopunti secondo la teoria dei trattamenti “dialettici”, che include i punti lontani dal ginocchio.
Ad esempio, gli agopunti LI4 (Hegu, 53,6%), BL23
(Shenshu, 50%), LI11 (Quchi, 38,5%) e BL20 (Pi-
MEDICINA DELLO SPORT
665
MA
Common acupoints and treatment parameters of acupuncture treatments for knee osteoarthritis
knee (Table IV). However, these points are often chosen not as primary acupoints but as adjunct acupoints,18, 27, 58 except for LI11 (Quchi),
which is an acupoint around the elbow. Not
only Quchi is a primary acupoint for treatment
of disease for any kind of stiffness, discomfort
and pain in the elbow or along the entire arm,
but it is also commonly chosen to treat the disease of knee, and regulate the Qi and blood in
whole body to promote blood circulation and
relieve pain.54
One limitation of this study is that there are
many factors that could influence effects of acupuncture on knee OA. It was difficult to zero
in on effects of one single acupoint or several
combined acupoints. Furthermore, it is difficult
to precisely assess effects of acupuncture treatments on knee OA as the outcome assessment
tools used in the selected studies were not the
same and quite different.
shu, 10,7%) erano tra i punti ubicati lontano dal
ginocchio (tabella IV). Tuttavia, tali punti vengono
spesso scelti non come agopunti primari ma come
agopunti aggiuntivi18, 27, 58, tranne per LI11 (Quchi) che è un agopunto intorno al gomito. Non solo
Quchi è un agopunto primario per il trattamento
di malattie con qualsiasi tipo di rigidità, disagio
e dolore nel gomito o lungo l’intero braccio, ma è
comunemente usato anche per trattare le patologie
del ginocchio, e regolare il Qi e il sangue nell’intero
corpo per promuovere la circolazione sanguigna e
alleviare il dolore 54.
Una limitazione del presente studio è che vi sono
numerosi fattori che potrebbero influenzare gli effetti dell’agopuntura nell’osteoartrosi del ginocchio.
È stato difficile concentrarsi sugli effetti di un singolo agopunto o di numerosi agopunti combinati.
Inoltre, è difficile valutare con precisione gli effetti
dei trattamenti agopunturali nell’osteoartrosi del
ginocchio, in quanto gli strumenti di valutazione
degli esiti usati negli studi selezionati non erano gli
stessi ed erano piuttosto diversi.
Conclusions
Conclusioni
None of the studies included between 1973
and 2013 provided all of the external validity
items according to the STRICTA’s checklist. Most
studies chose acupoints around the knee and
some of the studies chose acupoints away from
knee based on the dialectical treatment principles of TCM. In addition, the Ashi point was
the main acupoint in some knee OA treatments.
The results of these studies indicated that there
were differences in the acupoints chosen by
Chinese and international researchers.
Nessuno degli studi inclusi, condotti tra il 1973
e il 2013, ha fornito tutti gli elementi di validità
esterna indicati dalla lista di controllo STRICTA. La
maggior parte degli studi ha scelto agopunti attorno
al ginocchio e alcuni degli studi hanno scelto agopunti lontani dal ginocchio in base al principio di
trattamento dialettico della medicina tradizionale
cinese. Inoltre, il punto Ashi era l’agopunto principale in alcuni dei trattamenti per l’osteoartrosi del
ginocchio. I risultati di tali studi hanno indicato
differenze negli agopunti scelti dai ricercatori cinesi e internazionali.
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Funding.—This work was funded by Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (13490503700).
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 August 20, 2014 - Accepted for publication on November 6, 2014.
Corresponding author: H. Ma, Shanghai University of Sport, 650 Qing Yuan Huan Rd., Yangpu District, Shanghai, China,
200438. E-mail: [email protected]
668
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

La Medicina dello Sport … per Sport
MED SPORT 2014;67:669-96
La disciplina ciclistica del “BMX” dopo la sua nascita negli Stati Uniti in epoca relativamente recente si
è rapidamente diffusa in tutto il mondo ed è stata inserita nel programma ufficiale dei Giochi Olimpici
estivi a partire da Pechino 2008 e di quelli giovanili da Singapore 2010.
Le sue peculiari caratteristiche tecniche e funzionali sono accuratamente descritte in questo lavoro che
la Rivista propone ai suoi lettori sperando di fare loro cosa utile e gradita.
Lo sport del BMX
G. BONI 1, F. MATTIACCI 1, E. BIASINI 2, S. SPACCAPANICO PROIETTI 1
G. PAMPANELLI 1, M. TRABALZA 1, A. C. FERRI 1, M. FRANCI 1
A. CAPODICASA 1, F. GARGAGLIA 3, L. LAURENT 3, S. GIANNINI 4, 5
1Ambulatorio di Medicina dello Sport Antiage Foligno,
Comitato Regionale Umbria FMSI, Foligno, Perugia, Italia
2Centro di Medicina dello Sport, Scoppito, L’Aquila, Italia
3Tecnico FCI, Federazione Ciclistica Italiana, Roma, Italia
4Casa di Cura Villa Stuart, Sport Clinic, Roma, Italia
5Università degli Studi di Roma “Foro Italico”, Roma, Italia
L
o sport del BMX (abbreviazione di Bicycle
Motocross) è una disciplina ciclistica nata
negli Stati Uniti nel 1968, con diffusione in
tutto il mondo nel decennio successivo. La
prima Federazione Internazionale (International BMX Federation) fu fondata nel 1981
e l’anno successivo furono organizzati i primi campionati continentali e mondiali. Bisognerà aspettare il 1996 per il riconoscimento
della disciplina del BMX da parte dell’Unione Ciclistica Internazionale. Dal 1996 lo sport
del BMX è stato riconosciuto a tutti gli effetti
dall’UCI (Unione Ciclistica Internazionale) e
dal 2008 è divenuta disciplina olimpica con
l’inserimento nei Giochi della XXIX Olimpiade del 2008 di Pechino e tra le specialità
ciclistiche in programma ai Giochi Olimpici
Giovanili, la cui prima edizione si è tenuta a
Singapore nel 2010.
Il BMX si è diffuso in Italia a partire dai primi
anni ’80. Nel 1981 è stata costituita l’Associazione Italiana BMX e nel 1984 l’Italia ha partecipato per la prima volta al campionato europeo. In
pochissimo tempo lo sport del BMX si è evoluto, trasformandosi da una disciplina per bambini ad un vero sport praticato da piccoli e adulti.
All’inizio i percorsi per le gare erano in pianura o addirittura in discesa con pochi salti e le
biciclette avevano delle geometrie e delle for-
Vol. 67 - No. 4
me che attualmente utilizziamo per bici simili a
quelle dello sport della mountain bike.
Successivamente con il passare degli anni la
ricerca ha permesso di ottenere una migliore
ergonomia con il fine di effettuare manovre più
precise e articolate.
Il tracciato di gara è lungo in media dai 300
ai 400 metri con tempi di percorrenza medi tra i
35 ed i 50 secondi, caratterizzato da dossi, curve paraboliche e altri ostacoli simili a quelli dei
tracciati da motocross.
La bici da BMX monomarcia, è composta da
un telaio semplice che può essere in acciaio, alluminio oppure carbonio e risulta dalla composizione di 8 tubi, con una forcella tassativamente rigida che può essere in acciaio, alluminio
oppure carbonio.
Il manubrio è dotato di una sola leva del freno posteriore e 2 manopole.
La bici è dotata di 2 ruote di dimensione 20
pollici (24 pollici nella variante Cruiser), 2 aste
pedali di diversa lunghezza in base all’età, da
155 mm per i bambini di 4/5 anni a 180 mm per
gli adulti alti più di 1.80 m: in rari casi si montano pedivelle di lunghezza 185mm, una corona,
una catena e un pignone ancorato alla ruota
posteriore. La diversa combinazione di numeri
di denti tra la corona anteriore e il pignone posteriore fa si che si trovi un rapporto che con-
MEDICINA DELLO SPORT
669
Lo sport del BMX
BONI
senta al rider di raggiungere la velocità più alta
possibile nel minor tempo e nel minor spazio.
La sella della bici da BMX rimane sempre
bassa perché nello sport del BMX si pedala
sempre in piedi e la sella bassa non ostacola il
rider durante i salti o altri gesti tecnici.
Oltre ai componenti strutturali della bici ci
sono i pedali che possono essere Flat oppure
con aggancio rapido tipo quelli della mountain
bike; l’aggancio viene utilizzato solo nel race e
da atleti di età superiore ai 16 anni, mentre il
pedale flat da tutti gli altri atleti che pratichino
race o free style (vedi più avanti).
Figura 1. — Bici da BMX 20 pollici.
Sulla parte anteriore della bici si trova la tabella porta numero che serve per identificare il
rider durante la gara. È la bici più semplice e robusta che si trova in commercio ed è per questo
che è utilizzata per fare salti ed altre manovre
acrobatiche sia da bambini in tenera età che da
adulti e in base a questa larga fascia di età sono
state create 2 macro discipline: race e free style
(Figura 1).
Il BMX race si svolge in un tracciato di lunghezza di circa 350/400 metri (Figura 2) in cui
vengono realizzati salti di diversa lunghezza, altezza e tipologia che possono essere affrontati
in 2 modi:
saltando, le ruote si staccano completamente
dal terreno grazie alla rampa di lancio e toccano terra solo al momento dell’atterraggio, mentre nel secondo modo, si copia il salto ovvero,
le ruote non si staccano da terra e le braccia
e le gambe prima si piegano incamerando e
assorbendo energia da poter sprigionare poi al
momento della discesa in cui si distendono facendo aumentare la velocità della bici.
Nelle gare di race si corre in 8 e vince chi
arriva primo al traguardo dopo aver effettuato 3
manche di qualificazione, i primi 4 rider avanzano e iniziano le fasi ad eliminazione diretta
dove solo i primi 4 procedono ai turni successivi fino ad arrivare alla finale da 8 persone che
si giocheranno le prime 8 posizioni della gara
in una manche secca. Alle gare race possono
partecipare (in una apposita categoria) anche
le biciclette cruiser che sono quelle BMX che
hanno le ruote da 24” (24 pollici).
Figura 2. — Pista da BMX 400 metri.
670
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
BMX Free Style (disciplina ancora non riconosciuta e codificata dall’UCI ma vanta ormai
gare professionistiche di alto livello in tutto il
mondo) da sfogo a tutta la fantasia dei rider
che con molta tecnica e coraggio effettuano
manovre in aria dal nome di trick, che fanno
risultare la disciplina molto spettacolare. I rider
si sfidano in gare chiamate nel gergo contest
in cui fanno delle run a tempo dove possono
effettuare tutti i trick che vogliono di fronte ad
una giuria che assegna un punteggio a seconda
della difficoltà e dell’esito della manovra. Questi contest possono avvenire negli skate park
oppure nei dirt.
Gli skate park hanno un fondo in cemento
o legno e hanno forme e strutture di diverso
genere, mentre i dirt sono dei semplici cumuli
di terra in sequenza in cui, vengono ricavate
una rampa di salto e una di atterraggio e i rider
saltano ed effettuano le figure o trick.
Esiste anche una disciplina che si chiama flat
che è una sorta di ballo con la bici: il rider effettua delle evoluzioni e dei giochi rimanendo
sempre attaccato alla bici e in una zona piana e
liscia senza nessun ostacolo.
Le 3 fasi più importanti del BMX race sono:
—— partenza;
—— salti;
—— curve.
bassa e i riders spingono più forte possibile sui
pedali cercando di prendere la prima posizione.
Il numero massimo di partenti per ogni manche è di 8, ognuno di loro ha una corsia da scegliere, la corsia numero 1 rappresenta la corsia
più interna alla prima curva, la 8 la più esterna,
la larghezza di queste corsie è di 1m ognuna
e il rider deve mantenere la propria corsia per
i primi 10m; poi può percorrere la traiettoria
che vuole. Il cancelletto di partenza, a cui si
appoggia il rider, è alto 50cm e la sua caduta è
regolata da un sistema automatizzato (Random
Gate) caratterizzato da una voce registrata che
trasmette al rider i tempi di preparazione per
la partenza ed un sistema visivo con i 3 colori
del semaforo e ad un sistema uditivo formato
da un beep per ogni luce del semaforo che si
accende: il cancelletto di partenza si abbasserà
con un tempo di latenza diverso da una manche all’altra.
Per permettere di imprimere la massima forza
sul pedale e non far slittare la ruota posteriore
in terra dietro al cancelletto, vengono istallate delle griglie su cui la ruota posteriore trova
molta aderenza o grip (Figura 3).
Salto
La corsa inizia con l’uscita dal cancelletto di
partenza e la successiva accelerazione determinando molto spesso la vittoria di una gara.
Ci si appoggia con la ruota anteriore al cancelletto di partenza e si rimane in equilibrio: in
alto sulla griglia di partenza è posizionato un
semaforo che al passaggio di colore rosso - verde decreta il via alla gara: il cancelletto si ab-
Il salto è la parte più divertente e spettacolare di questo sport: può essere alto, lungo, con
evoluzione, a seconda delle situazioni e della
tipologia di gara.
Il salti che si trovano nel tracciato di gara
hanno diverse forme, che insieme alla lunghezza e all’altezza, ne caratterizzano la difficoltà e
la scelta per il rider se saltare o copiare il salto,
il tutto finalizzato ad impiegare il minor tempo
possibile per oltrepassare l’ostacolo.
Nelle categorie giovanili si tende a copiare
i salti, anche perché molto spesso non si pos-
Figura 3. — Cancelletto di partenza.
Figura 4. — Salto.
Partenza
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
671
Lo sport del BMX
BONI
siede la giusta velocità e la giusta tecnica per
saltare, mentre per le categorie junior ed elite,
si creano degli ostacoli che possono essere solo
saltati, che hanno lunghezze comprese tra i 10
e i 14 metri, affrontati a velocità superiori ai 50
km/h (Figura 4).
Dopo aver fatto una panoramica su tutto il
mondo del BMX, bisogna parlare di Supercross
che è una normale gara di BMX, solo che si cor-
re in una pista che ha una partenza alta 8m e dei
salti molto più grandi per sopportare le alte velocità che si ottengono partendo da 8 m di altezza.
Normalmente, la velocità registrata in fondo
alla rampa di partenza, è vicino ai 60 km/h e
questa viene mantenuta per tutto il primo rettilineo, dove si trovano salti di lunghezza minimo 10
metri e massimo 14 metri, nei rettilinei successivi
i salti sono un po’ più piccoli ma molto tecnici.
Il Supercross è diventato lo standard della
coppa del mondo, del mondiale e delle olimpiadi, il principale motivo è quello della spettacolarità data dall’alta velocità e dai grandi salti,
questo ha cambiato di molto la struttura fisica
dei rider di BMX e di conseguenza la loro preparazione fisica, richiedendo un pò meno forza
e molta più velocità e reattività (Figure 6-11) 1.
Abbiamo sottoposto a test di valutazione
funzionale atleti della nazionale italiana di BMX
della FCI dal 2010 all’08 novembre 2014, due
volte l’anno in maniera seriata in un Ambulatorio di Medicina dello Sport privato.
Figura 5. — Sorpasso in curva.
Figura 6. — Pista da BMX Pechino 2008.
Figura 7. — Trampolino.
Figura 8. — Arrivo.
Curve
Le curve sono la parte di pista dove si effettuano principalmente i sorpassi e dove spesso
si ha un contatto fisico con l’avversario.
Le curve della pista di BMX sono sempre curve paraboliche e possono essere in terra battuta
o rivestite di asfalto per prendere più velocità e
affrontare salti più grandi (Figura 5).
Supercross
672
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Lo sport del BMX
BONI
Figura 9. — Pista da BMX Giochi Olimpici di Londra
2014.
Figura 10. — Curve e salti pista da BMX Giochi Olimpici
di Londra 2014.
Quello che proponiamo è un modello di valutazione funzionale dell’atleta di BMX che possa fornire all’allenatore uno strumento di analisi
di riferimento durante le varie fasi della stagione agonistica.
Aspetti fisiologici
Bioimpedenziometria
I dati di impedenziometria su una popolazione di 20 atleti di livello nazionale di età
compresa tra 18 e 30 aa hanno evidenziato un
metabolismo basale in media di: 1801,2 kcal/
die, un BMI medio di 23,9 di questi il 70 % della popolazione studiata ha presentano un BMI
compreso tra 18,5 e 25 mentre il restante 70%
un valore i BMI compreso tra 25 e 30.
Il valore medio di massa grassa è stato di
17,3%, la media di massa muscolare è di 59,2%
Figura 11. — Manuel De Vecchi atleta BMX finalista
Olimpiadi di Londra.
(Tabelle I-IV, Figura 11) 2.
Gli atleti della nazionale italiana BMX sono
stati sottoposti ad una batteria di test per va-
Tabella I. — Comparazione dati bioimpedenziometrici 20 atleti nazionale BMX (età compresa tra 18 e 30 aa
in due controlli successivi del 24 ottobre 2010 e 27 febbraio 2012).
DATA
BMI
% Massa grassa
% Massa muscolare
% Acqua totale
Metabolismo basale
24/10/2010
27/02/2011
23,5
23,9
16,1
17,3
60,5
59,2
62,2
60,8
1784,7
1801,2
Tabella II. — Rilevamenti bioimpedenziometrici: atleta (22 aa) di alto livello agonistico.
DATA
BMI
% Massa grassa
% Massa muscolare
% Acqua totale
Metabolismo basale
24/10/2010
27/02/2011
23,3
23,9
19,6
18,7
57,4
58,4
58,8
59,5
1833,6
1881,4
Tabella III. — Rilevamenti bioimpedenziometrici: atleta (31aa) partecipante ai Giochi Olimpici di Londra
DATA
BMI
% Massa grassa
% Massa muscolare
% Acqua totale
Metabolismo basale
27/02/2011
26,9
16,6
60,7
61
2045,3
Vol. 67 - No. 4
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673
Lo sport del BMX
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Tabella IV. — Rilevamenti bioimpedenziometrici: atleta (16aa) Campione Europeo BMX di categoria.
DATA
24/10/2010
27/02/2011
BMI
% Massa grassa
21,3
21,5
16,3
15,6
lutare le caratteristiche funzionali dei muscoli
estensori degli arti inferiori e l’efficienza del sistema neuromuscolare.
I test, effettuati con OPTOJUMP, sono i seguenti:
Squat jump (SJ). In questa prova il soggetto
deve effettuare un salto verticale partendo dalla
posizione di ½ squat (ginocchia piegate a 90°),
con il busto eretto e le mani ai fianchi. La modalità di attivazione deve essere di tipo concentrico, per cui non sono ammessi contromovimenti verso il basso. Lo SJ permette, attraverso
l’elevazione raggiunta dal soggetto, di valutare
la forza esplosiva degli arti inferiori; il valore di
elevazione è infatti in rapporto diretto con la
velocità verticale del soggetto al momento dello
stacco, e tale velocità è frutto dell’accelerazione
che gli arti inferiori imprimono al centro di gravità. Oltre alla forza esplosiva viene indagata la
capacità di reclutamento nervoso, espressione
di una percentuale elevata di fibre veloci (FT). 3
Lo SJ è correlato con lo sprint, con il test di
Abalakov, con il test di Seargent, con il lungo
da fermo e con il picco del momento di forza
registrato al Cybex a velocità di 4,2 rad/s 4.
Counter movement jump (CMJ). È una prova
in cui l’azione di salto verso l’alto viene realizzata grazie al ciclo stiramento-accorciamento.
In questa prova il soggetto si trova in posizione
eretta, con le mani ai fianchi, e deve effettuare
un salto verticale dopo contromovimento verso il basso (si devono piegare le gambe fino a
90°). Durante l’azione di piegamento il busto
deve rimanere il più eretto possibile per evitare
ogni possibile influenza sulla prestazione degli
arti inferiori. Le qualità indagate sono, oltre alla
forza esplosiva ed alla capacità di reclutamento
nervoso, il riuso di energia elastica e la coordinazione intra ed intermuscolare. Il CMJ è correlato con lo sprint, con il test di Abalakov, con
il test di Seargent, con il lungo da fermo, con il
picco del momento di forza registrato al Cybex,
con la forza isometrica massima, con l’area delle fibre veloci del muscolo vasto laterale e con
la percentuale delle fibre veloci presente negli
estensori delle gambe 5.
Indice di elasticità: per evidenziare le capacità elastiche degli estensori vengono confrontati
i valori dello SJ con quelli del CMJ. La differenza
674
% Massa muscolare
58,5
59,1
% Acqua totale
64,1
64,5
Metabolismo basale
1640
1655,6
del valore che si riscontra a carico del CMJ senza dubbio è da attribuire al previo stiramento,
eseguito prima della fase di spinta, che sollecita
le caratteristiche visco-elastiche e neuromuscolari, e che può essere indicato come indice di
elasticità o capacità di trarre beneficio da un
prestiramento.
Counter movement jump 15’’ (CMJ 15’’). Questo test, oltre a fornire informazioni sulle qualità visco-elastiche dei muscoli estensori delle
gambe, viene utilizzato per valutare le caratteristiche dei processi metabolici che sostengono
il lavoro muscolare per 15 secondi. Il metodo
di esecuzione dei salti è come quello del CMJ,
con la sola differenza che vengono eseguiti in
successione durante il tempo stabilito. Il CMJ
15’’ è correlato con il test di Margaria, con il test
di Abalakov, con il picco del momento di forza
registrato al Cybex, con il tempo a percorrere i
60m e con il Wingate test. Mettendo in relazione
l’altezza media del CMJ 15’’ e l’altezza del CMJ si
può determinare la resistenza alla forza veloce
dell’atleta, che in atleti praticanti discipline in
cui la forza espolsiva è molto rilevante per la
prestazione e ben allenati dovrebbe avvicinarsi
il più possibile a 1 (Figure 12, 13).
Drop jump (DJ) o salto verticale in proseguimento da una caduta dall’alto da altezze variabili. Il soggetto, che si trova in stazione eretta
con le mani ai fianchi sopra una panca, si lascia cadere in basso portando avanti un piede e
deve reagire al contatto con il terreno con uno
sforzo violento, con le ginocchia bloccate, per
realizzare un salto verticale massimale. Le altezze di caduta che abbiamo scelto sono 30 cm, 40
cm e 50 cm ed abbiamo estrapolato il risultato
migliore per ciò che riguarda la potenza meccanica espressa. Le qualità indagate con questo
test sono la Stiffness muscolare, che rappresenta
la capacità neuromuscolare di sviluppare altissimi valori di forza durante il ciclo stiramentoaccorciamento, il comportamento visco-elastico
degli estensori, riflesso miotatico o riflesso da
stiramento, il comportamento dei propriocettori
inibitori (corpuscoli tendinei del Golgi). Il DJ
è correlato allo sprint ed alla velocità di corsa
massimale. Confrontando la potenza meccanica
realizzata durante le prove di salto a ginocchia
rigide con quella ottenuta nei salti continui tipo
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Lo sport del BMX
BONI
Figura 13. — Test atletici nazionale BMX CMJ.
Figura 12. — Test atletici nazionale BMX squat jump.
Figura 14. — Test atletici nazionale BMX Wingate Test.
CMJ abbiamo poi valutato l’equilibrio funzionale delle articolazioni di anca, ginocchio e caviglia; se il rapporto è inferiore a 2 evidenzia
carenze funzionali e deficienze strutturali nella
gamba (articolazione della caviglia debole, funzionalità del piede scarsa...), se il rapporto è 2,3
vuol dire che c’è un buon equilibrio funzionale
delle articolazioni esaminate, infine se il rapporto è maggiore di 2,7 significa che esistono
carenze funzionali nella coscia e nell’articolazione dell’anca e del ginocchio.
Sit and reach: valuta la flessibilità della colonna dorso lombare e dei muscoli posteriori
della coscia.
Wingate Test modificato secondo il protocollo adottato dalla facoltà di Scienze Motorie
Francese6 con bikerace. Il test di potenza con
Bikerace della Technogym viene ripetuto per
ogni atleta 3 volte, con 30 secondi di recupero
tra le prove (rapporto carico/recupero 1:3,)7. È
stato standardizzato un carico di lavoro uguale
per tutti. Il test di potenza fornisce i dati relati-
vi al picco di potenza muscolare e alla potenza media muscolare dell’atleta. Alla fine delle
tre prove valutiamo il picco di potenza del test
(PP), prendendo la potenza più alta erogata,
la potenza media del test (PM), calcolando la
media delle potenze medie delle tre prove, ed
il decremento percentuale della potenza (indice di affaticamento), mettendo in relazione il
picco di potenza e la potenza media attraverso
la formula decremento percentuale % = (PM/
PP)*100. Inoltre il test ci fornisce anche il dato
della potenza relativa dell’atleta mettendo in
relazione il picco di potenza con il peso corporeo. In tal modo siamo in grado di valutare
la potenza e la capacità anaerobica alattacida
dell’atleta (Figura 14, Tabella V).
Vol. 67 - No. 4
Discussione
Abbiamo sottoposto gli atleti della nazionale
italiana BMX ad una batteria di test per valutare
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675
Lo sport del BMX
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Tabella V. — Risultati Wingate test modificato test 08 novembre 2014.
Rider
P max
P med
b max
b 1’
R
P max
P med
b max
b 1’
r
P max
P med
b max
b 1’
r
17aa’
21aa’
18 aa
23 aa
24 aa
17aa’’
16aa
21aa’’
16 aa
18 aa
990
971
900
929
930
920
893
928
903
905
581
614
588
598
606
598
588
611
596
578
170
180
155
152
165
152
170
155
166
180
129
142
135
131
141
120
135
131
124
135
41
38
20
21
24
32
35
24
22
45
988
960
912
927
950
930
900
930
903
907
604
609
599
597
610
606
592
610
594
595
168
178
166
157
165
158
176
173
167
189
144
149
143
132
135
135
150
150
150
160
24
29
23
25
30
23
26
23
17
29
997
984
903
903
925
921
893
925
897
901
601
606
546
594
606
599
586
605
588
590
172
180
170
160
163
168
178
177
173
190
151
161
148
129
142
138
155
157
151
160
21
19
22
31
21
30
23
20
22
30
RFV 13’
Drop jump 10’ (cm)
1752
1789
2087
28
27
8
30,8
32,2
35,7
0,86
0,88
0,88
24,2
38,89
1897
1733
1909
2322
2999
2312
2506
2399
2354
1928
1883
1536
1896
1843
1490
2849
2472
2535
2702
2704
2604
2886
1512
1900
1341
2265
1341
1490
2849
2999
2040
2253
477,45 452,40
1517
1755
1622
1864
1806
1897
1886
2119
1909
2322
2005
2402
2347
2499
2480
2623
2670
2812
2284
2688
3030
2367
2376
2164
2939
2550
2015
2704
1375
1375
3030
2382
452
2022
2103
2200
2318
2372
2480
2646
2701
2915
7
15
9
15
19
7
31
7
1
19
9
36
1
36
16
11
7
7
8
9
15
16
19
24
31
3
6
10
2
10
19
8
8
6
5
5
9
2
6
2
27
8
7
2
4
6
6
6
8
9
10
16
8
8
4
7
1
9
7
6
3
13
5
1
13
7
3
3
4
5
6
7
8
8
8
9
31,8
30,8
35,4
39,7
29,1
28,4
32,2
41,5
38,0
41,7
32,3
27,6
27,6
41,7
33,8
4,95
28,53
29,74
30,80
31,62
32,23
32,89
36,43
39,02
41,13
32,0
37,5
43,8
40,8
38,9
28,3
34,7
28,8
37,9
43,6
42,3
39,9
34,6
38,0
28,3
43,8
36,9
4,99
30,08
32,16
34,62
36,38
37,90
38,36
39,70
41,10
43,08
40,3
45,2
43,1
36,6
38,6
37,1
45,3
38,8
37,2
37,2
23,3
23,3
45,3
38,2
5,74
35,79
36,70
37,13
37,20
37,90
38,72
39,85
42,54
44,99
0,84
0,82
0,82
0,90
0,77
0,88
0,86
0,83
0,82
0,85
0,98
0,91
0,77
0,98
0,86
0,05
0,82
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,89
0,91
0,90
0,87
0,85
0,89
0,89
0,76
0,93
0,89
0,85
0,90
0,89
0,79
0,91
0,89
0,76
0,93
0,87
0,04
0,81
0,85
0,87
0,88
0,89
0,89
0,89
0,90
0,91
0,95
0,94
0,82
0,84
0,87
0,90
0,90
0,85
0,95
0,77
0,76
0,76
0,95
0,87
0,06
0,77
0,82
0,84
0,85
0,88
0,89
0,90
0,93
0,95
31,4
33,0
32,3
34,7
26,3
20,4
30,4
45,5
34,0
29,2
26,6
23,0
20,4
45,5
30,1
6,4
23,2
25,0
26,5
28,7
30,4
31,6
32,6
33,6
34,6
52,66
41,91
47,88
41,38
34,45
33,80
42,24
54,10
41,20
39,66
35,60
28,59
28,59
54,10
40,95
7,31
33,93
34,91
37,57
39,51
41,20
41,49
42,04
45,62
51,70
Figura 15. — Test atletici nazionale BMX risultati.
676
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Drop jump 10’ (w)
RFV 11’
42,4
48,3
52,8
43,7
44,4
41,4
50,5
45,9
39,3
48,3
30,8
30,8
52,8
44,0
5,87
39,4
40,6
41,7
42,9
44,1
45,3
47,6
48,3
50,3
RFV 10’
40,4
35,6
43,0
51,8
45,9
43,7
37,1
37,5
32,5
44,7
48,3
47,7
50,4
38,0
42,8
32,5
51,8
42,4
5,89
36,0
37,0
37,6
40,9
43,0
44,1
45,7
47,8
49,6
MJ 15’’ media 13’ (cm)
36,5
37,8
37,5
43,4
44,3
37,6
32,4
37,4
49,9
46,1
49,1
32,8
30,3
30,3
49,9
39,6
6,38
32,5
34,1
36,8
37,5
37,6
38,9
43,8
45,4
48,5
MJ 15’’ media 11’ (cm)
36,0
39,4
44,9
50,7
40,8
43,8
38,0
47,0
43,3
38,0
42,7
29,4
29,4
50,7
41,3
5,46
37,5
38,0
38,4
40,0
41,8
43,1
43,7
44,7
46,8
MJ 15’’ media 10’ (cm)
37,4
34,6
40,5
47,3
44,9
39,7
31,1
34,7
30,0
42,2
45,8
45,6
46,1
37,2
40,4
28,8
47,3
39,3
6,25
30,4
33,9
35,2
38,7
40,4
41,2
44,4
45,6
46,0
Elasticità % 13’
28,8
35,2
32,5
40,0
38,6
31,6
30,4
28,5
46,8
45,5
41,2
30,0
22,2
22,2
46,8
34,7
7,31
28,3
29,1
30,2
31,4
32,5
35,9
39,2
40,7
44,6
Elasticità % 11’
CMJ 13’ (cm)
28,2
1
12
15
4
9
9
9
3
14
0
6
14
6
1
-1
15
7
5
0
1
3
5
6
9
9
12
14
Elasticità % 10’
CMJ 11’ (cm)
-1
1
7
4
9
-2
6
1
20
-5
4
6
-1
-5
20
4
6
-2
-2
0
1
4
4
6
7
9
CMJ 13’ (w)
CMJ 10’ (cm)
-2
83,0
73,0
76,0
79,0
66,0
69,0
100,0
85,0
70,7
78,0
67,0
66,0
100,0
76,2
9,77
67,1
68,2
69,5
71,6
74,5
77,2
78,7
82,2
84,8
CMJ 11’ (w)
SJ 13’ (cm)
68,0
68,0
81,0
89,0
71,8
75,0
80,0
75,0
64,0
88,5
77,5
61,0
86,0
65,0
68,0
61,0
89,0
74,3
9,20
64,4
65,0
68,0
70,3
75,0
76,0
79,5
82,0
87,5
SJ 11’ (cm)
65,0
68,5
79,0
69,0
75,0
82,5
80,0
61,0
86,0
76,0
60,0
64,0
68,0
60,0
86,0
71,8
8,46
61,6
64,4
66,8
68,4
69,0
75,2
77,2
79,6
82,0
SJ 10’ (cm)
Peso 13’
sit and reach 11’ (cm)
Peso 11’
sit and reach 10’ (cm)
Peso 10’
65,0
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta
Atleta (f)
min
max
media
dev.st
10° P
20° P
30° P
40° P
50° P
60° P
70° P
80° P
90° P
atleta
Atleta
CMJ 10’ (w)
del Wingate test.
In questa sede analizzeremo l’andamento dei
test nel triennio 2010-2013, i risultati dei test del
2011 e del 2014 e confronteremo i valori degli
atleti della nazionale italiana di BMX con quelli
di altri atleti di valore nazionale.
Analizzando l’andamento dei test nel triennio
2010-2013 si nota che:
—— il valore medio del peso è sensibilmente
aumentato dalla prima alla terza sessione passando da 71,8 kg a 74,3 kg fino ad arrivare a
76,2 kg;
le caratteristiche funzionali dei muscoli estensori degli arti inferiori e l’efficienza del sistema
neuromuscolare, nonché la potenza espressa in
situazione specifica con il Wingate test, in quattro distinte sessioni (2010, 2011, 2013 e 2014).
Per l’effettuazione dei test abbiamo utilizzato
la seguente strumentazione:
—— cubo di 40 cm di lato con righello per
l’effettuazione del sit and reach;
—— Optojump per l’effettuazione dei test di
Bosco;
—— Bike Race Technogym per l’effettuazione
37,8 37,5
44,3
43,4
45,6
44,3
48,7
37,6 32,4
38,9
47,4
37,4
39,5
49,9
47,0
46,1 49,1 47,1
32,8
28,2
30,3
42,2
31,1
30,3
28,2
49,9
48,7
39,6
41,8
6,38
6,53
32,5
31,9
34,1
39,0
36,8
40,0
37,5
41,5
37,6
43,3
38,9
45,1
43,8
46,6
45,4
47,1
48,5
47,4
7582 3
15605 6
590 10
9597 2
15600 10
19600 19
7596 8
31582 8
7608 6
1602 5
19595 5
613 9
9592 2
36592 6
1582 2
36613 27
16597 8
11 9 7
7586 2
7591 4
8593 6
9594 6
15596 6
16598 8
19600 9
24603 10
31607 16
608 8
598 8
604 4
607 7
591 1
594 9
617 7
605 6
601 3
59213
505 5
505 1
61713
593 7
29 3
591 3
593 4
594 5
597 6
600 7
602 8
604 8
606 8
608 9
0,65
31,8 0,6532,0 33,0
0,65
30,8 0,6537,50,6540,3
24,0
0,6243,8 0,65
35,4 0,6540,80,6545,2
35,3
0,64
39,7 0,6538,90,6543,1
24,0
0,66
29,1 0,6628,3 44,7
0,66
28,4 0,6634,70,6636,6
43,0
0,6538,6 0,60
32,2 0,6628,80,66 37,1
20,7
0,64
41,5 0,6637,90,6545,3
32,0
0,65
38,0 0,6543,6 21,7
0,65
41,7 0,6542,3 28,0
0,6539,90,6438,8 0,64
32,3 0,6534,60,65 37,2
30,0
0,65
27,6 0,6638,00,65 37,2
10,7
0,5923,3 0,60
27,6 0,6228,30,5923,3
10,7
0,66
41,7 0,6643,80,6645,3
44,7
0,65
33,8 0,6536,90,6538,2
28,7
0,02
4,95 0,014,990,02 5,749,2
0,64
28,53 0,65
30,080,64
35,79
20,9
0,64
29,74 0,65
32,160,65
36,70
22,6
0,65
30,80 0,65
34,620,6537,13
24,0
0,65
31,62 0,65
36,380,6537,20
26,1
0,65
32,23 0,65
37,900,6537,90
28,0
0,65
32,89 0,65
38,360,65
38,72
30,4
0,65
36,43 0,66
39,700,65
39,85
32,4
0,66
39,02 0,66
41,100,65
42,54
34,4
0,66
41,13 0,66
43,080,65
44,99
41,5
0,84
25,0
0,82
20,0
23,7
0,82
20,3
0,90
28,7
0,77
31,0
0,88
43,3
0,86
27,3
0,83
33,7
0,82
25,3
0,85
28,0
21,0
0,98
26,0
0,91
21,0
0,77
20,0
0,98
43,3
0,86
26,6
0,056,1
0,82
20,6
0,82
21,0
0,83
23,8
0,84
24,7
0,85
25,3
0,86
26,5
0,87
27,9
0,89
29,1
0,91
32,6
0,90 0,87
23,3
0,85 0,89
26,7
0,89
27,0
0,76 0,93
39,3
31,7
0,89
23,7
0,85
26,0
0,90 0,89 0,79
24,7
0,91
28,3
0,89
23,0
30,0
0,76
20,7
0,93
39,3
0,87
27,0
0,04
5,0
0,81
23,0
0,85
23,4
0,87
24,0
0,88
25,2
0,89
26,3
0,89
26,9
0,89
27,9
0,90
29,7
0,91
31,5
Figura 15. — Continua dalla pagina precedente.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
677
Drop jump 10’ (w)
909
1789 9192087584 28593 27 596 8 0,66
30,8 0,6532,20,6535,7
26,7 0,86
24,3 0,88
20,7
0,162
39,4
0,222
0,247
44,9
0,185
50,7
0,228
0,191
40,8
0,173
43,8 38,0
0,198
47,0
0,224
0,242
0,212
43,3
0,198
38,0
0,201
42,7
0,198
29,4 29,4
0,162
50,7
0,247
41,3
0,208
5,46
0,026
37,5
0,178
38,0
0,190
38,4
0,198
40,0
0,198
41,8
0,201
43,1
0,216
43,7
0,224
44,7
0,231
46,8
0,243
Drop jump 10’ (cm)
1752
888
1897
889
894
1733 576
0,383
42,4
1909
922
930
2322 9402284603
945
2999 0,370
48,3
2312
925
912
2506 9162688603
0,365
52,8
2399
920
921
2354 9243030589
1928
912
916
1883 599
0,223
43,7
1536
897
908
1896 9262367590
0,444
44,4
9072376 0,304
41,4
1843
894
885
1490 9052164536
0,229
50,5
2849
935
928
2472 9452939599
2535
927
921
2702 602
2704
903
911
2604 588
0,363
45,9
944
2886 9402550 0,232
39,3
887
1512 905
1900 9202015567
0,438
48,3
1341
903
903
2265 9122704590
0,265
30,8
8581375 0,223
30,8
1341
887
885
1490 8581375536
0,444
52,8
2849
935
945
2999 9453030603
0,332
44,0
2040
908
915
2253 9182382587
0,079
5,87 477,45
17 452,40
17
23 452 19
0,229
39,4
888
1517 898
1755 9052022569
0,239
40,6
1622
891
905
1864 9082103580
0,277
41,7
1806
896
908
1897 9132200587
0,328
42,9
1886
902
910
2119 9172318589
0,364
44,1
1909
903
912
2322 9202372590
0,368
45,3
2005
914
918
2402 9222480592
0,372
47,6
2347
921
921
2499 9252646599
0,381
48,3
2480
924
928
2623 9372701601
0,433
50,3
2670
927
938
2812 9402915603
34,6
47,75
40,5
45,13
47,3
35,87
44,9
43,59
39,7
43,70
31,1
34,92
34,7
41,08
30,0
34,55
42,2
37,68
45,8
44,21
45,6
36,74
46,1
55,45
37,2
37,04
40,4
39,98
28,8
34,55
47,3
55,45
39,3
41,23
6,25
5,64
30,4
35,30
33,9
36,57
35,2
37,17
38,7
39,06
40,4
40,70
41,2
42,08
44,4
43,68
45,6
44,39
46,0
46,70
CMJ 13’ (w)
0,373
40,4
35,6 43,0
37,12
51,8 45,9
38,84
43,7
41,29
37,1 37,5
47,71
35,90
32,5
39,17
44,7
55,11
48,3 47,7 50,4
40,37
38,0
35,42
42,8
33,03
35,16
32,5
33,03
51,8
55,11
42,4
39,55
5,89
6,23
36,0
35,19
35,44
37,0
35,64
37,6
40,9
36,39
43,0
37,98
44,1
39,04
45,7
40,01
41,11
47,8
49,6
47,07
35,2
29,7
32,5
36,3
30,2
40,0
29,9
38,6
36,0
31,6
23,2
30,4
26,4
28,5
24,7
46,8
29,6
45,5
38,0
41,227,4
41,8
30,0
26,5
22,2
30,8
22,2
23,2
46,8
41,8
34,7
30,8
7,31
5,21
28,3
25,4
29,1
26,5
30,227,8
31,4
29,7
32,5
29,9
35,9
30,4
39,2
31,8
40,7
36,1
44,637,3
RFV 13’
RFV 11’
media recupero 13’ (p./min.)
RFV 10’
media recupero 11’ (p./min.)
MJ 15’’ media 13’ (cm)
media recupero 10’ (p./min.)
indice di affaticamento 13’
indice di affaticamento 11’
MJ 15’’ media 11’ (cm)
indice di affaticamento 10’
MJ 15’’ media 10’ (cm)
P media TOTALE 13’ (w)
Elasticità % 13’
Elasticità % 10’
P media TOTALE 11’ (w)
Elasticità % 11’
P media TOTALE 10’ (w)
P picco BEST 13’ (w)
P picco BEST 11’ (w)
CMJ 11’ (w)
36,5
35,53
0,150
1
0,210
12
15 0,180
4
0,240
9
0,170
9
0,170
9
0,200
3
0,210
14
0,230
0
0,190
6
14 0,170
6
0,220
1
0,150
-1
0,240
15
0,192
7
0,028
5
0,162
0
0,170
1
0,170
3
0,178
5
0,190
6
0,202
9
0,210
9
0,216
12
0,228
14
CMJ 11’ (cm)
Drop jump 13’ (w)
0,160
-1
28,2
32,1 28,8
40,70 37,4
0,243 36,0
41,1
CMJ 10’ (cm)
Drop jump 13’ (cm)
P picco
10’ (w)
CMJBEST
10’ (w)
52,66
1
41,91
7
47,88
4
41,38
9
34,45
-2
33,80
6
42,24
1
54,10
20
41,20
-5
39,66
4
35,60
6
28,59
-1
28,59
-5
54,10
20
40,95
4
7,31
6
33,93
-2
34,91
-2
37,57
0
39,51
1
41,20
4
41,49
4
42,04
6
45,62
7
51,70
9
con riuso di energia elastica; ciò lascia presupporre che l’incremento del peso sia stato determinato dall’aumento preponderante della massa muscolare (Tabella I).
I valori di potenza meccanica invece nella
terza prova hanno subito un peggioramento,
sia nel test MJ 15’’ che nel test DJ, ed in entrambi i casi tale peggioramento è stato causato
da un marcato aumento dei tempi di contatto, seppur parzialmente compensato da un aumento dell’altezza dei salti. Tale trend conferma
l’aumento della forza muscolare rilevato nelle
prove SJ e CMJ ma evidenzia un peggioramento
della capacità di utilizzare la forza muscolare
stessa in tempi rapidi.
Il picco di potenza nel Wingate test, pur essendo gradualmente migliorato, non ha subito
variazioni di rilievo.
Incrociando i dati sopra riportati con i dati
relativi all’analisi della composizione corporea
e con la relazione del preparatore atletico relativamente alle metodiche di allenamento utilizzate in questo periodo sarà possibile interpretare
e comprendere con maggior chiarezza l’evoluzione dei parametri relativi alla valutazione
CMJ
13’ (cm)
Drop
jump
13’ (tc)
31,4 33,0
83,0
32,3
73,0
34,7
76,0
26,3 20,4
79,0
66,0
30,4
69,0
100,0
45,5
34,0 29,2 85,0
26,6
70,7
23,0
78,0
67,0
20,4
66,0
100,0
45,5
30,1
76,2
9,77
6,4
23,2
67,1
25,0
68,2
26,5
69,5
28,7
71,6
30,4
74,5
31,6
77,2
32,6
78,7
33,6
82,2
34,6
84,8
SJ 13’ (cm)
Drop jump 11’ (tc)
24,2
68,0 38,89
-2
68,0
0,95
81,0
89,0
0,94
71,8
0,82
75,0
80,0
0,84
75,0
0,87 0,90
64,0
0,90
88,5
77,5
61,0
0,85
86,0
0,95
65,0
0,77
68,0
0,76 0,76
61,0
0,95
89,0
0,87
74,3
0,06
9,20
0,77
64,4
0,82
65,0
0,84
68,0
0,85
70,3
0,88
75,0
0,89
76,0
0,90
79,5
0,93
82,0
0,95
87,5
SJ 11’ (cm)
Drop jump 11’ (w)
0,88
65,0
0,90
68,5
0,87
79,0
0,85 0,89
69,0
0,89
75,0
0,76
82,5
0,93
80,0
0,89
61,0
0,85
86,0
0,90
76,0
0,89
60,0
0,79 0,91
64,0
0,89
68,0
0,76
60,0
0,93
86,0
0,87
71,8
0,04
8,46
0,81
61,6
0,85
64,4
0,87
66,8
0,88
68,4
0,89
69,0
0,89
75,2
0,89
77,2
0,90
79,6
0,91
82,0
SJ 10’ (cm)
Drop jump 11’ (cm)
0,88
65,0
Atleta
0,84
40,3Atleta
0,82
Atleta 45,2Atleta
0,82
43,1Atleta
0,90
Atleta
0,77
36,6Atleta
0,88
38,6Atleta 37,1Atleta
0,86
45,3Atleta
0,83
Atleta
0,82
Atleta
0,85
38,8Atleta 37,2Atleta
0,98
37,2Atleta
0,91
23,3
Atleta (f) 23,3 min0,77
45,3max0,98
38,2media
0,86
5,74dev.st
0,05
35,7910° P
0,82
36,7020° P
0,82
37,1330° P
0,83
37,2040° P
0,84
37,9050° P
0,85
38,7260° P
0,86
39,8570° P
0,87
42,5480° P
0,89
44,9990° P
0,91
sit and reach 11’ (cm)
Drop jump 10’ (tc)
35,7Atleta
0,86
sitDrop
and reach
10’(w)
(cm)
jump 10’
32,2
32,0
37,5
43,8
40,8
38,9
28,3
34,7
28,8
37,9
43,6
42,3
39,9
34,6
38,0
28,3
43,8
36,9
4,99
30,08
32,16
34,62
36,38
37,90
38,36
39,70
41,10
43,08
atleta
RFV 10’
30,8
31,8
30,8
35,4
39,7
29,1
28,4
32,2
41,5
38,0
41,7
32,3
27,6
27,6
41,7
33,8
4,95
28,53
29,74
30,80
31,62
32,23
32,89
36,43
39,02
41,13
MJ 15’’ media 10’ (cm)
8
8
8
4
7
1
9
7
6
3
13
5
1
13
7
3
3
4
5
6
7
8
8
8
9
Elasticità % 13’
Drop Peso
jump 13’
10’ (cm)
2
7
8
7
2
4
6
6
6
8
9
0
6
RFV 13’
Peso
11’
8
6
5
5
9
2
6
RFV 11’
Peso
10’
2
0
9
8
—— il valore medio dello SJ è sensibilmente
aumentato dalla prima alla terza sessione passando da 34,7 cm a 39,3 cm fino ad arrivare a
41,3 cm;
—— il valore medio del CMJ è sensibilmente
aumentato dalla prima alla terza sessione passando da 39,6 cm a 42,4 cm fino ad arrivare a
44,0 cm;
—— il valore medio di potenza meccanica
massima sviluppata durante il test MJ 15’’ è migliorato dalla prima alla seconda sessione (da
31,69 w a 32,16 w) per poi peggiorare alla terza
sessione (29,29 w);
—— il valore medio di potenza meccanica
espresso durante la prova del DJ è passato da
40,95 w a 41,23 w per poi scendere a 39,55 w;
—— il picco di potenza misurato con il Wingate test è gradualmente migliorato passando da
908 w la prima sessione a 915 w la seconda fino
a 918 w l’ultima sessione effettuata (Figura 15).
Dall’analisi dei dati sopra riportati risulta che,
nel periodo intercorso tra la prima e la terza
sessione di test gli atleti hanno incrementato
sensibilmente la massa corporea, parallelamente ai valori di forza esplosiva e forza esplosiva
MJ 15’’ media 13’ (cm)
6
BONI
MJ 15’’ media 11’ (cm)
7
Lo sport del BMX
0,88
24,2
38,89
0,
0,95
0,94
0,82
0,84
0,87
0,90
0,90
0,85
0,95
0,77
0,76
0,76
0,95
0,87
0,06
0,77
0,82
0,84
0,85
0,88
0,89
0,90
0,93
0,95
31,4
33,0
32,3
34,7
26,3
20,4
30,4
45,5
34,0
29,2
26,6
23,0
20,4
45,5
30,1
6,4
23,2
25,0
26,5
28,7
30,4
31,6
32,6
33,6
34,6
52,66
41,91
47,88
41,38
34,45
33,80
42,24
54,10
41,20
39,66
35,60
28,59
28,59
54,10
40,95
7,31
33,93
34,91
37,57
39,51
41,20
41,49
42,04
45,62
51,70
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
Lo sport del BMX
BONI
antropometrica e funzionale oggetto di questo
studio, e quindi programmare l’allenamento in
maniera più mirata e scientifica.
Analizzando i risultati dei test effettuati nel
2011 emerge che:
—— il valore medio di SJ (39,3 cm) risulta essere sovrapponibile a quello di un body builder
o di un giocatore di Baseball (39 cm), perfettamente in media con la popolazione di atleti presa in esame (39,3 cm). Il valore di picco
(47,3 cm) è invece sovrapponibile a quello di
uno sciatore discesista (47 cm);
—— il valore medio di CMJ (42,4) risulta essere sovrapponibile a quello di un lottatore,
di un ginnasta, di un giocatore di hockey e di
baseball, leggermente inferiore alla media della
popolazione di atleti presa in esame (44,5). Il
valore di picco (51,8 cm) è invece sovrapponibile al salto in alto ed ai 110m hs (52 cm);
—— il valore medio di potenza meccanica
massima sviluppata durante il test MJ 15’’ (32,2
w) risulta essere sovrapponibile a quella di un
lanciatore del disco, ad un atleta di salto in alto,
di 110 hs e ad un giocatore di pallavolo (32 w),
decisamente superiore alla media della popolazione di atleti presa in esame (28,4 w). Il valore
di picco (43,25 w) supera abbondantemente la
media di ogni sport, mentre la Resistenza alla
Forza Veloce (RFV) (0,87) risulta essere carente. Interessante notare come dal rapporto wDJ/
wMJ emerga chiaramente da parte dell’atleta
BMX un preponderante utilizzo della strategia
di ginocchio, determinata dagli angoli di lavoro
sulla bici;
—— il valore medio di DJ 40 cm (30,1 w) risulta essere simile a quello di un atleta di fondo (31 w), nettamente inferiore alla media della
popolazione di atleti presa in esame (39,4 w). Il
valore di picco (55,45) è invece sovrapponibile
a quello del lanciatore del peso (55,5 w);
—— il picco di potenza (915 w) misurato con
il Wingate test risulta essere ottimo, quello medio (597 w) si colloca al 70° percentile riferito
però ad una popolazione di soggetti fisicamente attivi.
Nell’ultima sessione di test (8 novembre
2014) abbiamo introdotto il test di reazione ottica applicato al CMJ. È molto interessante evidenziare come la performance migliore dei tre
salti effettuati per sei atleti su otto sia coincisa
anche con il miglior tempo di reazione, come
se il dover reagire prontamente ad uno stimolo visivo abbia determinato un potenziamento
dei fattori nervosi. Lo stiffness test, effettuato al
posto del DJ con cadute da varie altezze, ha ul-
678
teriormente messo in evidenza la difficoltà degli
atleti ad utilizzare in modo efficace la strategia
di caviglia, producendo bassi valori di potenza
meccanica imputabili soprattutto ad una scarsa capacità di spinta piuttosto che al tempo di
contatto. Relativamente ai test Stiffness e MJ 15’’
è di grande interesse analizzare come gli atleti con minor esperienza, e di conseguenza minor controllo propriocettivo, abbiano maggiori
difficoltà nella gestione dei salti ripetuti, producendo uno scostamento maggiore dal centro ed occupando un’area di test maggiore, ed
evidenziando in casi specifici anche uno scarso
bilanciamento (es.: spinta maggiore di un arto
inferiore rispetto all’altro..). Di questo va tenuto
conto nell’analisi dei risultati.
Conclusioni
Analizzando i risultati possiamo concludere
che il modello prestativo dell’atleta BMX, quando confrontato con la popolazione di atleti di
livello nazionale delle altre discipline sportive,
è caratterizzato da un valore di forza esplosiva
e di forza esplosiva con riuso di energia elastica
di livello medio, una sufficiente resistenza alla
forza veloce, una scarsa reattività ed un ottimo picco di potenza meccanica espressa sia in
situazione specifica che durante il test MJ 15’’
(Figure 16, 17).
Ogni atleta ha evidenziato inoltre una bradicardia relativa all’ecg di base (FC media 48
bpm) mentre l’ecocardiogramma non ha evidenziato particolari caratteristiche del setto e
della parete posteriore tipico degli adattamenti
cardiovascolari degli atleti di potenza (Tabella
VI, Figure 20-22) 8.
Esame kinesiografico Nazionale Italiana BMX
L’esame kinesiografico si avvale di una strumentazione che lavora sulla variazione di campi magnetici prodotti da un sensore (magnete)
posto a livello della parete vestibolare degli incisivi inferiori,e una maschera sorretta da una
struttura ad occhiale posta sul volto del soggetto esaminato. L’apparecchiatura permette di
rappresentare e misurare il movimento nei tre
piani dello spazio più la velocità di esecuzione
del movimento della mandibola con rilevazioni
dell’ordine del decimo di millimetro.
Il vantaggio di questa strumentazione rispetto ad altre metodiche fino a qui utilizzate per valutare il movimento mandibolare
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
32,2
23,0
24,0
27,0
22,0
29,0
27,0
24,0
26,0
26,0
31,0
34,0
35,0
20,0
24,0
27,0
26,5
30,0
29,0
29,0
29,0
32,0
38,0
31,0
30,0
32,0
32,0
39,0
27,0
25,0
24,0
24,0
27,0
27,0
32,0
20,0
28,4
39,0
4,3
30,1
23,0
31,0
34,0
37,0
38,0
40,0
40,5
42,0
43,0
43,0
43,0
45,0
45,5
50,5
55,5
32,0
37,0
37,0
36,0
41,0
42,0
23,0
39,4
55,5
7,1
915
597
potenza massima (w)
42,4
28,0
29,0
44,0
42,0
44,0
44,0
42,0
39,0
40,5
52,0
44,0
50,0
49,0
57,0
58,0
28,0
35,0
39,0
41,0
43,0
45,0
46,0
46,0
49,0
53,0
50,0
53,0
52,0
52,0
64,0
38,5
43,5
38,0
42,0
42,0
42,0
45,0
28,0
44,5
64,0
7,7
potenza media (w)
39,3
22,0
23,0
36,0
35,0
35,5
36,0
36,5
36,5
36,5
49,5
37,0
38,0
39,0
41,5
46,0
46,5
47,0
48,0
23,0
31,0
34,0
37,0
38,0
40,0
41,0
42,0
43,0
43,0
43,0
45,0
46,0
51,0
56,0
34,0
40,5
37,5
38,0
39,0
40,0
42,0
22,0
39,3
56,0
7,0
P media TOTALE (w)
Drop jump 40 cm (w)
6,8
-2,45
-2,5
2,2
6,80
6,54
P picco BEST (w)
MJ 15’’ best (w)
BMX
SCI NAUTICO
SCI FONDO
PATTINAGGIO SU GHIACCIO ITA
LOTTA GRECO ROMANA
TUFFI
PATTINAGGIO SU GHIACCIO ITA
GINNASTICA ARTISTICA
TENNIS
TENNIS TAVOLO
SCI SALTO TRAMPOLINO NOR
LOTTA LIBERA
SOLLEVAMENTO PESI E POTENZA
BODY BUILDING
SCHERMA
SCI ALPINO
SCI COMBINATA
SCI DISCESA
SCI SLALOM
MARATONA
FONDO
800-1500m
GIAVELLOTTO
SALTO CON L’ASTA
400m
MARTELLO
400m HS
DISCO
SALTO TRIPLO
100-200m
SALTO IN LUNGO
SALTO IN ALTO
110m HS
PESO
RUGBY
CALCIO ITA
PALLAMANO
HOCKEY ITA
BASEBALL
BASKET Juniores ITA
PALLAVOLO ITA
FITNESS
min
media
max
dev.st
percentile
90
80
70
60
50
40
30
20
10
CMJ (cm)
atleta
SJ (cm)
BONI
sit and reach (cm)
Lo sport del BMX
662
618
600
577
565
548
530
496
471
822
777
757
721
689
671
656
618
570
Figura 16. — Test atletici nazionale BMX confronto con sport differenti.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
679
22,3
19,6
14,0
19,8
18,6
26,1
19,6
21,4
14,0
26,1
20,2
3,43
17,2
19,0
19,6
19,6
19,7
20,1
21,2
21,9
23,4
Stiffness media (tc)
0,87
0,91
0,88
0,83
0,87
0,90
0,82
0,98
0,82
0,98
0,88
0,05
0,83
0,84
0,87
0,87
0,87
0,88
0,90
0,91
0,93
Stiffness media (w)
31,25
26,64
30,53
29,62
29,08
34,65
40,87
33,30
26,64
40,87
31,99
4,36
28,35
29,30
29,71
30,35
30,89
31,66
33,10
34,11
36,52
Stiffness best (w)
39,0
39,8
47,3
46,4
48,7
41,0
34,3
48,8
34,3
48,8
43,2
5,37
37,6
39,3
39,9
40,8
43,7
46,6
47,2
48,1
48,7
Stiffness media (cm)
35,6
37,8
42,4
44,5
44,3
37,7
30,9
42,8
31
45
40
4,82
34,2
36,4
37,7
37,8
40,1
42,5
42,8
43,7
44,4
MJ 15’’ best (w)
12
-1
12
7
8
3
3
7
-1
12
6
4,38
1,9
3,1
3,5
5,9
7,0
7,6
8,2
10,3
11,7
RFV
0,926
2124
1,010
2214
1,159
2688
1,057
3112
1,138
2862
0,997
2205
1,010
1893
1,079
2360
0,926
1893
1,159
3112
1,047
2432
0,077 414,49
0,976
2055
1,002
2156
1,010
2206
1,010
2212
1,034 2287
1,061
2426
1,077
2656
1,114
2793
1,144
2937
MJ 15’’ best (cm)
41,1
41,4
48,2
53,6
51,0
42,0
37,8
43,8
37,8
53,6
44,9
5,48
40,1
41,2
41,5
41,9
42,9
44,7
47,8
49,9
51,8
MJ 15’’ media (cm)
36,8
41,7
43,1
49,9
47,1
40,7
36,7
41,1
36,7
49,9
42,1
4,59
36,8
38,4
40,7
41,0
41,4
42,0
43,0
45,5
47,9
elasticità %
CMJ (cm)
1
13
5
9
10
20
11
5
1
20
9
5,82
3,8
5,0
5,4
8,2
9,5
10,2
10,9
12,2
15,1
CMJ (w)
SJ (cm)
63,5
84,0
75,5
83,0
65,5
67,8
67,5
74,5
63,5
84,0
72,7
7,86
64,9
66,3
67,5
67,7
71,2
74,7
75,4
80,0
83,3
T reazione (s)
sit and reach (cm)
ATLETA
ATLETA
ATLETA
ATLETA
ATLETA
ATLETA
ATLETA
ATLETA
min
max
media
dev.st
10° P
20° P
30° P
40° P
50° P
60° P
70° P
80° P
90° P
p (kg)
atleta
36,86
34,99
25,36
33,82
31,90
42,81
38,74
36,88
25,36
42,81
35,17
5,15
29,94
32,67
33,94
34,76
35,93
36,86
36,88
38,00
39,96
32,99
28,46
22,79
30,64
29,04
40,78
31,86
32,34
22,79
40,78
31,11
5,07
26,76
28,69
29,20
30,32
31,25
31,96
32,29
32,73
35,33
0,193
0,206
0,187
0,185
0,186
0,172
0,173
0,188
0,172
0,206
0,186
0,01
0,173
0,178
0,185
0,186
0,187
0,187
0,188
0,191
0,197
w DJ/w MJ
Lo sport del BMX
BONI
1,18
1,31
0,83
1,14
1,10
1,24
0,95
1,11
0,83
1,31
1,11
0,15
0,91
1,01
1,10
1,11
1,12
1,15
1,18
1,21
1,26
Figura 17. — Test atletici nazionale BMX novembre 2014.
Figura 18. — Fasi di gara.
ed articolare è la quasi nulla interferenza del
magnete all’interno del cavo orale, la facilità
e non invasività oltre all’assenza di radiazioni
dell’esame. Il tempo necessario per l’esecuzione è di circa dieci minuti e non è richiesta al
paziente nessuna capacità individuale se non
la sua collaborazione nell’eseguire movimenti
preordinati.
L’operatore richiede al soggetto di eseguire movimenti di grande e piccolo movimento
della mandibola, oltre allo spostamento in la-
680
Figura 19. — Test atletici nazionale BMX visita clinica.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
Figura 20. — Metabolismo basale atleta juniores nazionale BMX.
Figura 21. — Dati impedenziometria atleta juniores nazionale BMX
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
681
Lo sport del BMX
BONI
A
B
Figura 22. — A, B) Dati impedenziometria e Test Multi Jump 15 sec. atleta juniores nazionale BMX.
Tabella VI. — Valore medio della misura di: Setto interventricolare (SIV), Parete Posteriore (PP), Diametro
Ventricolo sinistro Diastole (VSxD), Aorta ai seni di Valsalva, Atleti nazionale BMX
Atleti BMX
SIV medio
PP medio
VSx medio
AORTA SENI VALSALVA
medio
9
9
54
30
teralità ed anteriorità della stessa che vengono
suddivisi i n. 7 tracciati fondamentali dove il
movimento rappresentato bidimensionalmente
viene esaminato per valutarne la dimensione in
altezza, antero-posteriorità, lateralità e velocità
in visione sagittale, frontale, orizzontale.
Si cerca pertanto di analizzare nel modo più
naturale possibile il complesso osteo-mio-articolare relativo al volto cercando relazioni che si
intersecano con la postura del capo e sua relazione con la colonna vertebrale. I dati strumentali che ricaviamo sono individuali e sempre da
contestualizzare all’effettiva situazione di posizionamento del capo e della colonna. L’analisi fa
riferimento a valori generali ma che devono sempre essere contestualizzati all’individuo che stiamo esaminando, la formulazione della diagnosi
completa si basa pertanto sulla ricerca di quan-
682
te più informazioni possibili sulle caratteristiche
strutturali e funzionali del soggetto in esame e
diventa indispensabile comprendere la fisiologia
dei movimenti al fine di poterli interpretare in
funzione di eventuali limitazioni e/o deviazioni.
L’esame kinesiografico rileva i movimenti mandibolari che la fisiologia insegna essere
permessi e limitati dalle superfici articolari, determinati dai muscoli e fasce, mediante l’intermediazione di dischi articolari che fungono da
modulatori possibili cause di patologia. Spesso,
a tale livello si verificano degli scompensi del
sistema stomatognatico con successiva compensazione e, al fine di rendere comunque l’intero sistema stabile, tali modificazioni devono
essere accuratamente interpretate e mai direttamente “aggredite” per ottenere una correzione
poco “equilibrata” (Figure 23-25).
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
Figura 23. — Test atletici nazionale BMX chinesiografia.
Figura 24. — Test atletici nazionale BMX chinesiografia.
Figura 25. — Test atletici nazionale BMX chinesiografia.
Sono stati sottoposti a visita odontoiatrica
consistente in esame clinico ed esame strumentale mediante esame kinesiografico 15 atleti
della nazionale italiana di BMX. Si è proceduto
ad un primo controllo con stesura di anamnesi
fisiologica e analisi clinica e successiva kinesiografia: l’esame è stato eseguito due volte a
distanza di circa 4 mesi nel periodo invernale di
preparazione. Non sono stati riscontrati problemi per quello che riguarda una corretta cura e
igiene orale, la maggioranza dei ragazzi ha presentato un rapporto sufficientemente corretto
tra mascellare superiore e mandibola espresso
in un rapporto sia scheletrico che occlusale di
1° classe di Angle, un solo atleta ha presentato
un rapporto dentale di 3°classe con macromandibola di origine genetica corretta ortodonticamente in una 1°classe con linea mediana deviata a sinistra, un secondo ha evidenziato una 2°
classe con aumentato overbite e overjet mandibola deviata a sinistra. All’ anamnesi fisiologica
buona parte degli atleti ha comunicato storie di
vari tipi di traumi prevalentemente localizzati
alla clavicola, all’articolazione del polso e del
piede, alle spalle, alle braccia. Dieci atleti ad
un esame dell’atteggiamento posturale hanno
evidenziato la spalla destra più bassa rispetto
alla sinistra con posizione del capo in posizione di compenso. La stessa cosa si è riscontrata
nei tracciati di lateralità della mandibola (disclusione in lateralità destra e sinistra) con una
costante torsione del piano occlusale, lateralità
destra più bassa della sinistra. Le capacità di
esprimere un movimento ampio in apertura e
chiusura massime della bocca da parte degli atleti è stata buona in tutti i casi, tranne che per
uno che ha presentato un’ apertura limitata a
30mm circa con deficit di capacità di esprimere
movimento in senso antero - posteriore. Si sono
notate deviazioni in retro posizione mandibolare nei tracciati che esaminano lo spazio libero
presente in fase di riposo della mandibola, con
interferenze di contatto occlusale, da valutare
più attentamente in ogni singolo caso mediante
carte di articolazione. Dall’analisi comparativa
con gli esami posturali eseguiti dai fisioterapisti
che hanno collaborato allo studio scientifico si
è evidenzia una sostanziale concordanza tra le
deviazioni osservate nel movimento di grande
apertura della mandibola e gli atteggiamenti posturali deviati degli atleti, frequentemente
dallo stesso lato in una visione frontale del sog-
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
683
Lo sport del BMX
BONI
getto. Si è notata una coincidenza tra la retro
posizione podalica di alcuni soggetti esaminati
con pedana stabilometrica e la retro posizione
mandibolare in occlusione centrica nel tracciato
che esamina lo spazio libero presente e la traiettoria mandibolare nei 3 piani dello spazio. Si
traggono conclusioni che individuano una costante relazione tra il movimento mandibolare
e sue modifiche e l’atteggiamento posturale del
paziente con costanti punti di riferimento. Significativi diventano pertanto tutti gli interventi che vanno ad agire sui due sistemi: catena
muscolo-scheletrica e apparato stomatognatico
particolarmente interconnessi tra di loro 9.
Protocollo di Valutazione PosturoFunzionale dell’Atleta di BMX
Background
L’analisi della postura e del movimento è
senza dubbio uno degli elementi fondamentali
per qualsiasi tecnico o preparatore fisico impegnato nella programmazione dell’allenamento
del proprio atleta. L’ottimizzazione delle performances sportive e la prevenzione delle sindromi da sovraccarico funzionale, anticamera per
infortuni e patologie muscolo-scheletriche, passa anche attraverso l’individuazione di alterazioni della postura o del movimento funzionale.
Postura e Movimento sono espressione di
un’associazione integrata di fenomeni biomeccanici, biochimici, neurofisiologici e neuropsichici
complessi che si influenzano continuamente 10.
La valutazione posturo-funzionale può essere effettuata per mezzo di variabili qualitative e
quantitative 11. L’analisi quantitativa si avvale di
variabili di tipo metrico o angolare ed è adatta
a rilevare parametri quali ad esempio la mobilità articolare. L’analisi qualitativa consta invece
nell’elaborazione di giudizi (buono, scarso, sufficiente) o nella descrizione di atteggiamenti o
posizioni (eretto, flesso, ruotato). Il riferimento
utilizzato per questo tipo di analisi può essere in relazione ad un altro segmento corporeo
(angolo fra tronco e braccio) o esterno (es. la
perpendicolare passante per il tronco) 12.
L’analisi posturo-funzionale dell’atleta praticante BMX dovrebbe essere effettuata, o quantomeno valutata, da un pool interdisciplinare di
professionisti, al fine di verificare l’esistenza dei
necessari requisiti tecnici e di un corretto rapporto ergonomia-efficacia.
La nostra proposta di Protocollo di Valutazione rappresenta, pertanto, uno strumento uti-
684
lizzabile su larga scala da Tecnici e Preparatori,
per ottenere una serie di informazioni qualitative e quantitative sui principali parametri staticodinamici dell’atleta, che, tuttavia, non può e non
deve sostituirsi alla valutazione specialistica.
Obiettivo del Protocollo di Valutazione
Valutare attraverso una batteria di test statici
e dinamici gli elementi caratterizzanti il profilo posturo-funzionale di un gruppo di 12 Atleti
agonisti praticanti BMX.
Materiali e metodi
Il campione di atleti studiato era composto
da 12 soggetti, 11 di sesso maschile e 1 di sesso
femminile, tutti praticanti lo sport del BMX a
livello agonistico. Tutti i soggetti avevano dato
il loro consenso informato.
Il protocollo di valutazione utilizzato è stato
diviso in due momenti: esame statico (ES) ed
esame dinamico (ED).
L’ES è stato rappresentato da un Esame Posturale Ortostatico e da una Valutazione Baropodometrica. L’ED è stato invece rappresentato da una
Misurazione Angolare (spalla, anca, rachide cervicale e lombare) mediante sensori inerziali ed
inclinometri a bolla e dall’esecuzione di una serie
di test funzionali facenti parte del sistema di valutazione Functional Movement ScreenTM (FMS).
Esame
statico
Durante l’esame posturale ortostatico, ogni
atleta è stato posizionato su una pedana dedicata, in posizione eretta, con i piedi a cavallo
Figura 26. — Test atletici nazionale BMX valutazione posturale statica.
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Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
di una linea posta al centro della stessa pedana. È stato chiesto ad ogni atleta di assumere
la propria posizione naturale, cercando di non
percepire vincoli o tensioni anomale. Sono state
eseguite 4 acquisizioni fotostatiche (anteriore,
posteriore, laterale dx e laterale sin) mediante
fotocamera digitale posta a ca 2,5 m dalla pedana (Figura 26).
(NB. La posizione della fotocamera non variava tra acquisizione ed acquisizione e tra at-
leta ed atleta).
Le acquisizioni fotostatiche sono state analizzate attraverso il Reedco Posture Score Sheet Modificato 13, 14. Tale strumento, consente di
effettuare una rapida valutazione di 11 aspetti
fondamentali della postura ortostatica, assegnando un punteggio da individuare fra tre
diverse possibilità (10 pt=Buono, 5pt=Discreto,
0pt=Scadente) (Figure 27, 28).
Una valutazione posturale statica di questo
Figura 27. — Test atletici nazionale BMX screen score sheet.
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
685
Lo sport del BMX
BONI
che, essendo il rachide composto da molteplici articolazioni che funzionano sinergicamente
nella realizzazione del movimento, occorre uno
strumento in grado di misurare lo spostamento angolare in rapporto alla gravità. Un sistema
che misuri gli archi, come un goniometro, non
è in grado di distinguere la differenza tra flessione sacrale e quella lombare durante il movimento di flessione anteriore, ad esempio 16.
Protocollo di valutazione della mobilità attiva
della spalla
Figura 28. — Test atletici nazionale BMX valutazione posturale.
tipo, permette di elaborare informazioni quantiqualitative relative all’atteggiamento generale
del soggetto valutato.
La seconda parte dell’ES è consistita nella Valutazione Baropodometrica Posturale eseguita con
acquisizioni nei 30’’ (Imago Win-Pod, Software
V.3.8.1; Twinbox V5.22). L’obiettivo di questa valutazione era l’individuazione della zona di maggior carico podalico (retropiede-avampiede) ed
il lato dell’appoggio prevalente (dx-sin).
Esame
dinamico
La valutazione della mobilità angolare è stata
eseguita a livello della spalla e dell’anca (bilaterali) ed a livello della colonna cervicale e lombare. La misurazione è stata eseguita attraverso
un sensore inerziale wireless (FreeRehab, Sensorize) 15. Per la misurazione della mobilità articolare della colonna lombare, sono stati invece
utilizzati due inclinometri a bolla (Fabrication
Enterprises INC.)
La ragione di questa scelta è dettata dal fatto
686
La valutazione della mobilità articolare attiva della spalla è stata eseguita per i movimenti
di flessione, estensione e rotazione interna ed
esterna a 90° di abduzione.
La misurazione è stata eseguita da due esaminatori.
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del movimento, in particolare è stato
stressato il concetto che il movimento fosse eseguito senza mettere in atto compensi che coinvolgessero distretti diversi da quelli esaminati
(ad esempio il rachide toraco-lombare per la
flessione di spalla). Prima di eseguire la misurazione, ogni atleta ha effettuato 5 movimenti
di training sotto supervisione degli esaminatori.
L’angolo descritto è stato quantificato mediante un sensore inerziale wireless posizionato
sull’estremità distale dell’omero. Un esaminatore si è occupato di controllare la corretta esecuzione del gesto senza compensi toraco-lombari.
La stessa procedura è stata ripetuta per il movimento di estensione (Figura 28).
Per quanto riguarda la misurazione delle rotazioni in abduzione a 90°, il sensore inerziale è
stato posizionato a livello della porzione distale
dell’avambraccio del soggetto, mantenuto flesso
a 90° rispetto al braccio.
Protocollo di valutazione della mobilità attiva
del rachide cervicale e lombare
La valutazione della mobilità articolare attiva del rachide lombare è stata eseguita per i
movimenti di flessione anteriore, estensione e
latero-flessione dx e sin.
La misurazione è stata eseguita da due esaminatori. Ogni atleta è stato istruito sulla corretta
esecuzione del movimento, in particolare è stato stressato il concetto che il movimento fosse
eseguito senza mettere in atto compensi che
coinvolgessero distretti diversi da quelli esaminati (ad esempio la flessione delle ginocchia).
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Lo sport del BMX
BONI
Figura 29. — Test atletici nazionale BMX valutazione posturale.
Posto l’atleta in posizione eretta e rilassata,
l’esaminatore ha individuato lo spazio interspinoso L4-L5 attraverso una valutazione palpatoria. Mediante questo repere si è proceduto
all’individuazione della proiezione cutanea di
S1 che è stata markerizzata con una matita dermografica (Figura 29).
Procedendo in direzione craniale, l’esaminatore ha individuato il processo spinoso di T12 e
markerizzato la proiezione cutanea dello stesso.
Eseguita la markerizzazione, l’atleta è stato
invitato ad acquisire la posizione da tenere durante l’esecuzione del test: ortostatismo, piedi
uniti.
In questa posizione, l’esaminatore ha posto
il primo inclinometro a bolla, orientato lungo
il piano sagittale, a livello del repere inferiore
(S1), in modo tale che il bordo superiore dell’inclinometro fosse completamente al di sotto del
repere markerizzato precedentemente. Una volta posto l’inclinometro, l’esaminatore ha proceduto ad “azzerare” lo stesso, facendo scorrere
la ghiera graduata sino al punto corrispondente
Vol. 67 - No. 4
all’equilibrio dato dalla bolla.
La stessa procedura è stata ripetuta per il posizionamento dell’inclinometro a livello del repere superiore (T12). In questo caso, il bordo
inferiore dell’inclinometro è stato posto completamente al di sopra del repere markerizzato
precedentemente.
Prima di eseguire la misurazione della flessione, ogni atleta ha effettuato 5 movimenti di
training sotto supervisione degli esaminatori.
La misurazione è stata eseguita dal primo
esaminatore al raggiungimento della massima
flessione anteriore del tronco, mentre il secondo esaminatore controllava eventuali compensi.
L’angolo di flessione descritto è stato ottenuto sottraendo all’inclinazione registrata
dall’inclinometro posto in T12, quella registrata
dall’inclinometro posto in S1 (Figura 30).
Per la misurazione dell’estensione del rachide lombare, la procedura è stata la stessa messa in atto per la flessione. L’unica variazione
è stata la posizione delle braccia dell’atleta, le
stesse, infatti, sono state posizionate incrociate
sulla parte anteriore del tronco (mano dx su
spalla sin e viceversa) in modo tale che non
rappresentassero un impedimento per la misurazione.
Prima di eseguire la misurazione dell’estensione, ogni atleta ha effettuato 5 movimenti di
training sotto supervisione degli esaminatori.
Anche in questo caso sono stati controllati ed
annullati eventuali compensi quali, ad esempio,
lo shift anteriore del bacino.
La misurazione è stata eseguita dal primo
esaminatore al raggiungimento della massima
estensione posteriore del tronco, mentre il secondo esaminatore controllava eventuali compensi.
L’angolo di estensione descritto è stato ottenuto sottraendo all’inclinazione registrata
dall’inclinometro posto in T12, quella registrata
dall’inclinometro posto in S1 (Figura 31).
Per la misurazione della latero-flessione (side
bending), la posizione dell’atleta era la stessa
(ortostatismo, piedi uniti); i due inclinometri
sono stati posti a livello dei precedenti reperi (T12-S1), con un orientamento coronale ed
azzerati.
L’atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del movimento di latero-flessione in assenza
di eccessivi compensi quali una marcata flessione o estensione.
La misurazione è stata eseguita dal primo
esaminatore al raggiungimento della massima
latero-flessione dx, mentre il secondo esamina-
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687
Lo sport del BMX
BONI
Figura 30. — Test atletici nazionale BMX valutazione rachide lombare.
Figura 31. — Test atletici nazionale BMX valutazione rachide lombare.
tore controllava eventuali compensi. L’angolo
di latero-flessione dx descritto è stato ottenuto
sottraendo all’inclinazione registrata dall’inclinometro posto in T12, quella registrata dall’inclinometro posto in S1.
La stessa procedura è stata ripetuta per la
688
latero-flessione sinistra (Figura 32).
Per la valutazione della mobilità del rachide cervicale si è proceduto in modo analogo a
quanto eseguito per il rachide lombare.
Il processo spinoso di D1 è stato utilizzato
come repere inferiore per il posizionamento del
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Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
Figura 32. — Test atletici nazionale BMX valutazione rachide lombare.
primo inclinometro a bolla; il secondo inclinometro è stato invece posizionato in corrispondenza dell’apice della convessità cranica posteriore (regione occipito-parietale).
Si è proceduto alla valutazione dei movimenti di flessione ed estensione. Per la latero-flessione destra e sinistra il secondo inclinometro
è stato posizionato in corrispondenza dell’apice
superiore del cranio.
Protocollo di valutazione della mobilità attiva
dell’anca
La valutazione della mobilità articolare attiva dell’anca è stata eseguita per i movimenti di
flessione ed estensione.
La misurazione è stata eseguita da due esaminatori.
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del movimento, in particolare è stato
stressato il concetto che il movimento fosse eseguito senza mettere in atto compensi che coinvolgessero distretti diversi da quelli esaminati
(ad esempio la flessione dell’anca controlaterale od il sollevamento del bacino dal piano
d’appoggio). Prima di eseguire la misurazione,
ogni atleta ha effettuato 5 movimenti di training
sotto supervisione degli esaminatori.
Per la misurazione della flessione, l’atleta è
Vol. 67 - No. 4
stato sistemato supino su di un lettino e gli è
stata insegnata la corretta esecuzione del movimento che si esprimesse solo attraverso una
flessione d’anca, senza il coinvolgimento del
ginocchio omolaterale e/o dell’anca controlaterale. La flessione è stata misurata al raggiungimento della massima ampiezza, attraverso un
sensore inerziale posizionato a livello dell’estremità distale del femore del soggetto; un esaminatore si è occupato di controllare la corretta
esecuzione del gesto senza compensi.
Per la misurazione dell’estensione, l’atleta è stato sistemato prono su di un lettino e
gli è stata insegnata la corretta esecuzione del
movimento che si esprimesse solo attraverso un’estensione d’anca a ginocchio esteso.
L’estensione è stata misurata al raggiungimento
della massima ampiezza. Un esaminatore si è
occupato di controllare la corretta esecuzione
del gesto senza compensi (ad esempio il sollevamento del bacino).
Tutte le misurazioni sono state riportate su
una specifica scheda di raccolta dati per la successiva elaborazione.
È opportuno sottolineare come le misurazioni angolari presentino alcuni limiti, soprattutto
legati alla riproducibilità intra-inter esaminatore. Questi limiti sono legati sia alla riproducibilità e ripetibilità nell’individuazione dei reperi
MEDICINA DELLO SPORT
689
Lo sport del BMX
BONI
da utilizzare durante la valutazione 17, 18, che
all’affidabilità della misurazione angolare stessa.
Consapevoli di questi aspetti, abbiamo cercato di elaborare un protocollo che potesse
rappresentare il miglior compromesso tra praticabilità ed attendibilità, tendando di ridurre al
minimo gli errori nell’acquisizione dei dati:
—— standardizzando il posizionamento del
soggetto e l’esecuzione qualitativa del movimento;
—— individuando reperi anatomici definiti;
—— utilizzando, ove possibile, un sensore
inerziale wireless;
—— controllando e riducendo compensi posturali attraverso l’osservazione di un secondo
esaminatore.
Il grado di tenuta del bastone sopra la testa
valuta la mobilità bilaterale simmetrica delle
spalle e della colonna vertebrale toracica (Figura 33).
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del gesto, focalizzando l’attenzione
sulla posizione delle spalle e dei talloni, che
dovevano rimanere aderenti al suolo per tutta
la durata del movimento.
Il Deep Squat ha previsto una completa accosciata da eseguire con i piedi paralleli alla
stessa larghezza delle spalle. Le braccia erano
completamente distese, le mani impugnavano il
bastone del kit, che doveva rimanere più possibile parallelo al pavimento e perpendicolare
sopra la testa. Il test è simmetrico.
Protocollo di valutazione del Functional Movement Screentm (FMS)
Protocollo di valutazione dell’hurdle Step Test
Il FMS rappresenta un insieme di test di valutazione della postura dinamica che ha lo scopo
di rilevare aspetti qualitativi e quantitativi inerenti mobilità, stabilità e asimmetrie del soggetto 19.
Lo screening è composto da 7 test funzionali.
Nella nostra esperienza, rispettando le linee
guida dalla metodica, ogni test è stato ripetuto
3 volte al fine di garantire una maggiore precisione nella qualità del risultato.
Ad ogni test è stato assegnato un punteggio
da 0 a 3.
Ad ogni valore numerico corrisponde la seguente interpretazione qualitativa:
—— 0: presenza di dolore;
—— 1: qualità insufficiente;
—— 2: qualità sufficiente;
—— 3: qualità ottima;
I test del FMS sono i seguenti:
—— Deep Squat;
—— Hurdle Step;
—— In Line Lunge;
—— Shoulder Mobility;
—— Active SLR;
—— Trunk Stability Push Up;
—— Rotatory Stability.
Per l’esecuzione dei test è stato utilizzato lo
specifico Kit FMS.
L’Hurdle Step Test è stato utilizzato per osservare la meccanica della falcata durante un movimento che estremizza la cinematica del passo.
Il movimento, se corretto, è espressione di una
buona stabilità tra bacino e tronco. Il test valuta,
inoltre, la mobilità funzionale e la stabilità di anche, ginocchia e caviglie in condotta bilaterale.
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione di movimento, evidenziando l’importanza di eseguire il test evitando per quanto
possibile i compensi tipici in sostituzione alla
corretta attività del medio gluteo (Figura 34).
La mobilità è stata valutata in catena cinetica
aperta, la stabilità in catena cinetica chiusa.
L’Hurdle Step Test ha previsto il superamento
Protocollo di valutazione del Deep Squat Test
Lo squat profondo è un test che impegna
globalmente il corpo umano. È stato utilizzato
per valutare la mobilità bilaterale simmetrica
e funzionale di anche, ginocchia e caviglie.
690
Figura 33. — Deep Squat Test.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
di un ostacolo mediante una falcata estremizzata in senso sagittale. Il bastone, impugnato
dall’atleta, era appoggiato al passaggio cervicodorsale. Il bastone stesso doveva rimanere per
quanto possibile parallelo al pavimento. Il test è
asimmetrico, quindi è stato eseguito da entrambi i lati (Dx e Sin).
Protocollo di valutazione dell’In Line Lunge
Questo test è stato utilizzato per focalizzare
l’attenzione sui movimenti rotazionali, laterali
e di decelerazione. L’affondo in linea ha previ-
sto il posizionamento degli arti inferiori in uno
schema crociato di flessione/estensione (es. arto
dx posto avanti alla pelvi, arto sin indietro), obbligando così il tronco e le estremità a contrastare la rotazione indotta e mantenere il corretto
allineamento del corpo (Figura 35).
Il test è inoltre in grado di valutare mobilità
e stabilità di tronco, spalle, anche e caviglie;
la flessibilità dei quadricipiti e la stabilità del
ginocchio.
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del movimento. In particolare, è stata
posta l’attenzione sull’importanza di svolgere
l’accosciata con il busto più perpendicolare
possibile al pavimento, per tutto l’arco di movimento.
Il bastone è stato mantenuto dall’atleta posteriormente al proprio tronco, orientato in modo
perpendicolare al pavimento. Per quanto possibile, il bastone doveva rimanere in contatto con
osso sacro, vertebre toraciche e capo per tutto
l’arco di movimento. Il test è asimmetrico.
Protocollo di valutazione dello Shoulder Mobility Test
Figura 34. — Hurdle Step Test.
Lo Shoulder Mobility Test valuta il range of
motion (ROM) delle spalle in rotazione interna
più adduzione e rotazione esterna più abduzione. Inoltre è richiesta una normale mobilità
della scapola e un’adeguata estensione della
colonna toracica (Figura 36).
Ogni atleta è stato istruito sull’esecuzione
del movimento. L’attenzione è stata focalizzata
Figura 35. — In Line Lunge Test.
Figura 36. — Shoulder Mobility Test.
Vol. 67 - No. 4
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Lo sport del BMX
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sull’evitare compensi a livello vertebrale.
Lo Shoulder Mobility è un test asimmetrico
che ha previsto la flessione più intra-rotazione
di una spalla con rispettiva estensione ed extra-rotazione dell’altra. Durante l’intero arco di
movimento, i pugni dovevano rimanere chiusi.
Alla massima escursione di movimento è stata
misurata la distanza tra i due pugni al fine di
assegnare il punteggio previsto dal FMS. Il test
è asimmetrico.
Protocollo di valutazione dell’active Straight Leg
Raise
Il Test Active Straight-Leg Raise valuta la possibilità, in posizione supina, di flettere un arto
inferiore senza perdere la stabilità del tronco
(Figura 37).
Il test valuta altresì la flessibilità della catena muscolare posteriore dell’arto inferiore, offrendo il vantaggio di osservare tale flessibilità
mediante un movimento attivo anziché passivo.
L’atleta era disteso supino, con il cavo popliteo di entrambi gli arti inferiori poggiato sullo strumento posto orizzontalmente a terra. Il
Test ha previsto l’esecuzione di un movimento
di flessione d’anca a ginocchio esteso. Il test è
asimmetrico.
Protocollo di valutazione del Trunk Stability
Push Up
Il Trunk Stability Push Up è stato utilizzato
con lo scopo di valutare la stabilità anteriore e
posteriore del tronco durante un movimento a
catena cinetica chiusa.
Il Test richiede una stabilità simmetrica del
tronco sul piano sagittale durante la fase concentrica di un Push-Up. Attraverso il test è possibile osservare la capacità di trasferire le forze
dalle estremità superiori a quelle inferiori o viceversa. Se il tronco non ha qualità stabilizzanti
durante l’esecuzione, l’energia cinetica verrà dispersa dal soggetto.
Ogni atleta è stato istruito sulla corretta esecuzione del movimento, che prevede un’importante stabilizzazione a livello lombare per
rendere il corpo perfettamente allineato, come
richiesto dal test (Figura 38).
La posizione di partenza prevedeva l’atleta
disteso prono con la fronte poggiata a terra ed
i piedi puntati con lo scopo di creare un vincolo. Le mani erano poste con i pollici all’altezza
del capo (3pt) o del mento (2pt) nei maschi,
mentre nelle femmine le mani erano poste con
i pollici all’altezza del mento (3pt) o delle clavicole (2pt). Il test prevedeva di sollevarsi da terra
mediante la spinta delle braccia.
Protocollo di valutazione del rotatory stability
Il test richiede coordinazione neuromuscolare e trasferimento di energie dagli arti al tronco.
Viene valutata la stabilità multiplanare del tronco durante movimenti combinati delle estremità. In questo caso, il test richiede al soggetto
una stabilità del core (cintura addominale) di
natura asimmetrica durante movimenti alternati
dell’arto superiore e dell’arto inferiore opposto
Figura 38. — Trunk Stability Push Up Test.
Figura 37. — Active Straight Leg Raise Test.
692
Figura 39. — Rotary Stabilty Test.
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Lo sport del BMX
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(Figura 39).
Il Rotatory Stability prevedeva la flessoestensione dell’arto superiore abbinata alla
flesso-estensione dell’arto inferiore omolaterale,
partendo da una posizione quadrupedica. La capacità di eseguire questo movimento ha comportato l’assegnazione di un punteggio pari a 3.
In caso di incapacità ad eseguire il test in questa
combinazione, si è proceduto all’esecuzione di
una variante che prevedeva la flesso-estensione
dell’arto superiore abbinata alla flesso-estensione
dell’arto inferiore controlaterale. In questo caso,
al test veniva assegnato un punteggio pari a 2.
Tabella VII. — Risultati esame posturale ortostatico.
Inclinazione testa Dx/Sin
Livello spalle
Allineamento colonna
Triangoli taglia
Altezza anche
Atteggiamento piede/caviglia
Tratto cervicale
Tratto toracico
Tronco
Addome
Tratto lombare
Totale
8,7
7,9
9,5
5,4
9,5
8,3
5
5,8
8,3
8,7
10
86,6
Risultati
I risultati dell’esame posturale ortostatico
sono riportati nella Tabella VII.
I risultati dell’esame baropodometrico, riportati nella Tabella VIII evidenziano un appoggio
prevalentemente posteriore.
I risultati dell’esame della mobilità articolare
attiva sono riportati nelle Tabelle IX-XIV.
Conclusioni
L’analisi dei risultati emersi dal nostro protocollo di valutazione su un campione di 12 atleti
praticanti BMX a livello agonistico ha permesso
di delineare alcuni punti di interesse:
Dall’analisi dei risultati emersi dal Reedco Posture Score Sheet modificato, gli unici parametri
che abbiano riportato un valore di allineamento
‘discreto’ sono stati il tratto cervicale e toracico
Tabella VIII. — Risultati esame baropodometrico.
Appoggio Plantare
N° Soggetti
Posteriore Dx
Posteriore Sin
Posteriore
Equilibrato
2
4
3
3
Tabella IX. — Mobilità articolare attiva spalla.
Spalla Dx
Spalla Sin
Flessione
Estensione
Rot Ext
Rot Int
Flessione
Estensione
Rot Ext
Rot int
160,4
56,5
97,9
71,5
157,1
56
94,8
74,3
Tabella X. — Mobilità articolare attiva colonna cervicale.
Cervicale
Flessione
Estensione
Siile Bend Sin
Side Bend Dx
53,3
67,5
46,4
466
Tabella XI. — Mobilità articolare attiva anche.
Anca Dx
Anca Sin
Flessione
Estensione
Flessione
Estensione
115,6
27,6
115,6
26,1
Tabella XII. — Mobilità articolare attiva colonna lombare.
Lombare
Flessione
Estensione
Side Bend N
Side Bend Sin
56,4
37,5
37,9
36,6
Vol. 67 - No. 4
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693
Lo sport del BMX
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Tabella XIII. — Risultati FMS.
Test
Risultato
Deep Squat
Hurdle Step
In Line Lunge
Shoulder Mobility
Active SLR
Trunk Stability Push Up
Rotatory Stability
Valori Medi Totali FMS
1.6
2.2
2.7
2.6
2.2
1.9
1.9
15/21
(in visione laterale) ed i triangoli della taglia (in
visione posteriore). La tendenza alla proiezione
del capo in anteriorità e ad una cifosi dorsale accentuata potrebbe essere giustificata dalla
posizione assunta dagli atleti sulla bicicletta che
prevede una proiezione anteriore del tronco rispetto al bacino.
La mobilità articolare comparativa (spalla ed
anca bilaterale) è risultata pressoché sovrapponibile tra un arto e l’altro senza variazioni significative.
Il punteggio medio del Functional Movement
ScreenTM è risultato superiore al fattore critico di
14 per la predizione di infortunio.20
Dei 12 atleti, 4 hanno registrato un punteggio
minore o pari a 14.
Non sono state registrate notevoli asimmetrie
nei test bilaterali (Hurdle Step e In Line Lunge)
eseguiti in posizione ortostatica con coinvolgimento di un singolo arto inferiore alla volta.
Le maggiori asimmetrie sono state registrare
nello Shoulder Mobility Test.
Le maggiori insufficienze sono state registrate nel Deep Squat Test e nel Trunk Stabiliy Push
Up Test.
Nessun atleta è stato in grado di eseguire il
Deep Squat Test ed il Rotatory Stabilty Test con
punteggio massimo pari a 3.
Per quanto riguarda il Functional Movement
ScreenTM, la valutazione globale dei 12 atleti è
positiva. Il punteggio medio, pari a 15 supera il
valore soglia considerabile come fattore predittivo positivo verso un potenziale aumento dei rischi di grave infortunio nell’arco della stagione.
Il BMX è uno sport dove gli arti inferiori
compiono un lavoro di forte natura asimmetrica con l’anteposizione del piede dominante
dell’atleta nella maggior parte dei momenti al
di fuori del ciclo di pedalata. Nonostante questa caratteristica rilevante, gli atleti non hanno
mostrato deficit di simmetria importanti nei due
test bilaterali coinvolgenti l’arto inferiore eseguiti in posizione ortostatica. In particola nell’In
Line Lunge Test, l’atleta è costretto ad eseguire
un lavoro funzionale asimmetrico che può in
parte essere assimilato ai movimenti atletici del
BMX al di fuori del ciclo di pedalata.
Situazione opposta è stata osservata nello
Shoulder Mobility Test, dove sono state registrate il maggior numero di asimmetrie. Anche
in questo caso, la comparazione tra il test e il
lavoro atletico specifico dell’arto superiore è discordante, in quanto, nonostante il gesto atletico degli arti superiori e delle spalle nel BMX
sia estremamente simmetrico e bilanciato, il test
ha mostrato molte asimmetrie. Questo potrebbe
essere attribuibile al fatto che il BMX è caratterizzato da cadute ricorrenti, dove spesso viene
coinvolto il complesso articolare della spalla
con conseguente perdita di mobilità.
In ogni caso, la maggior parte delle asimmetrie registrate in tutto il Functional Movement
ScreenTM hanno evidenziato una situazione di
disequilibrio ‘relativa’, ovvero tra punteggio 2
e 3. Sono state registrate solo due asimmetrie
importanti tra 1 e 2. Una nell’Active Straight Leg
Raise Test e una nel Rotatory Stability Test.
Le maggiori insufficienze sono state registrate nel Deep Squat Test e nel Trunk Stabiliy Push
Up Test.
L’analisi posturale baropodometrico (Win
Pod test) in pressione massima dimostra una
prevalenza di retropiede sinistra in 9 atleti, seguita da destra retropiede in 3 atleti e dell’avam-
Tabella XIV. — Asimmetrie e insufficienze FMS.
Asimmetrie FMS
Insufficienze FMS
Test
N. As.
Test
Ins.
Deep Squat
Hurdle Step
In Line Lunge
Shoulder Mobility
Active SLR
Trunk Stability Push Up
Rotatory Stability
x
3/12
1/12
5/12
2/12
x
1/12
Deep Squat
Hurdle Step
In Line Lunge
Shoulder Mobility
Active SLR
Trunk Stability Push Up
Rotatory Stability
5/12
0/12
0/12
0/12
3/12
4/12
1/12
694
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Lo sport del BMX
BONI
piede sinistro in 3 atleti. Dal confronto tra i test
di Kinesiografia e di valutazione posturale esiste una correlazione tra le deviazioni di lateralità del movimento della mascella con quelli
presenti nel piano frontale all’esame posturale.
Nonostante Il campione analizzato in questo
studio sia poco numeroso per pensare di definire un profilo posturo-funzionale dell’atleta
praticante BMX, riteniamo che il protocollo di
valutazione utilizzato in questa esperienza possa rappresentare uno strumento di buona attuabilità pratica, utile per la valutazione funzionale
dell’atleta anche e soprattutto nelle fasce di età
adolescenziali e giovanili.
Valutazione psiocologica
La disciplina del BMX viene considerata
come una specialità del ciclismo, anche se,
per alcuni aspetti, si configura come uno sport
estremo: rampa di lancio, salti, trick (evoluzioni
in aria con la bici), curve, infortuni frequenti,
collusioni… sono tutti aspetti che richiamano
alla mente non solo lo sforzo e la preparazione
fisica, ma anche l’azzardo e il rischio connessi
a tale sport.
A partire da questa premessa, è stata progettata una valutazione psicologica con l’obiettivo
di indagare principalmente 3 aspetti:
—— il livello di ansia così come percepito da
ogni atleta, ansia non legata alla gara, ma presente in generale nella loro vita quotidiana, con
il Beck Anxiety Inventory – BAI, versione italiana 21;
—— la capacità di affrontare situazioni difficili
e/o stressanti, non legate esclusivamente allo
sport, con il Coping Orientation to Problem Experienced – COPE, versione italiana 22;
—— il tipo di legame che ogni atleta sente di
aver sviluppato con la disciplina sportiva, attraverso un breve colloquio clinico.
La valutazione effettuata in data 08 novembre
2014 è stata così progettata tenendo in considerazione alcune caratteristiche dello sport, ma
anche le caratteristiche del gruppo di soggetti
da valutare. In psicologia, infatti, la testistica non
può non tenere in considerazione l’età anagrafica del soggetto, la fase del ciclo di vita che sta attraversando, le caratteristiche cognitive e linguistiche e, chiaramente, gli obiettivi dello studio.
Vediamo alcune caratteristiche degli atleti valutati (N.=8): tutti di sesso maschile, di nazionalità italiana, di età compresa tra 16 e 24 anni
(media=19,12). Questo sport viene praticato da
molti anni per tutti (min 10 max 16). Tutti gli
Vol. 67 - No. 4
atleti sono collocabili nella fase del ciclo di vita
dell’adolescenza o tarda-adolescenza.
I quesiti che hanno guidato questo studio
sono:
—— per poter praticare ad alto livello uno
sport così complesso ed estremo gli atleti sono
soggetti che in condizioni di vita quotidiana
presentano un basso livello di ansia?
—— visto che in questa disciplina sportiva
sono frequenti le cadute, gli infortuni, i fallimenti quali strategie di coping mettono in atto
gli atleti?
Cosa trovano di così irresistibile nel BMX?
Il livello di ansia, come detto, è stato misurato
attraverso il Beck Anxiety Inventory (BAI); si tratta di uno strumento self-report costituito da 21
item, che valuta la gravità dell’ansia, con un focus
particolare sui sintomi corporei tipici dell’ansia
(nervosismo, incapacità a rilassarsi, palpitazioni,
senso di svenimento). Sintomi, questi, facilmente
riconoscibili anche da ragazzi giovani.
Nel gruppo 7 atleti su 8 presentano un livello di ansia normale, con punteggi inferiori
all’85° percentile (min 70 max 85); 1 solo atleta
su 8 presenta un livello di ansia più alto (95°
percentile), che può segnalare un momento di
disagio e difficoltà e/o di reazioni particolarmente allarmate. Vale la pena ricordare che il
BAI misura l’ansia di stato; evidentemente nella
vita dell’atleta può esserci stato recentemente
un vissuto di paura e preoccupazione che ha
lasciato alcuni stati di allerta attivati.
Il gruppo di atleti in generale presenta, quindi, livelli di ansia ampiamente nella media.
Per quanto riguarda le strategie di coping,
abbiamo utilizzato il questionario COPE, composto da 60 item che indagano 6 dimensioni,
che ora vediamo nel dettaglio. 6 atleti su 8, in
caso di difficoltà, sentono di poter contare su
un BUON SOSTEGNO SOCIALE, inteso come
ricerca di comprensione, di informazioni, sfogo emotivo (min 21 max 23); 2 atleti su 8 lo
percepiscono come meno di aiuto (15,18). 7 atleti su 8 utilizzano strategie di evitamento (ad
esempio negazione, distacco comportamentale
e mentale) nella media (min 20 max 23); mentre per un atleta il ricorso all’evitamento in caso
di difficoltà è più massiccio (31). L’attitudine
positiva (intesa come atteggiamento di accettazione, contenimento e reinterpretazione positiva degli eventi) è ben utilizzata da 7 atleti su
8 (min 27 max 36) e addirittura un atleta ne fa
un uso ancora maggiore (40). 7 atleti su 8 sono
ben orientati al problema e utilizzano, quindi,
strategie attive e di pianificazione (min 27 max
MEDICINA DELLO SPORT
695
Lo sport del BMX
BONI
35); un atleta presenta addirittura un punteggio superiore alla media (39). L’orientamento
trascendente, che fa riferimento alla religione e
all’assenza di umorismo, è l’unica dimensione
che presenta per 6 atleti su 8 punteggi inferiori
alla media (min 10 max 14); per i restanti 2 atleti i punteggi sono nella media 18, 19.
Globalmente sembra che il gruppo degli atleti riesca ad attivare buone strategie di coping in
caso di difficoltà o eventi stressanti; in particolare, il ricorso all’attitudine positiva, all’orientamento al problema e alle strategie di evitamento, sembrano funzionare come fattori protettivi
e risorse in caso di difficoltà. L’unica dimensione che mostra punteggi inferiori alla media è
quella dell’orientamento trascendente, che forse richiama un’elaborazione e un rapporto con
un piano più trascendente più maturo e, quindi,
meno frequente in ragazzi così giovani.
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Per finire, la relazione che ogni atleta sente
di avere instaurato con lo sport BMX e con la
bici rimanda spesso ad una sorta di magia. Per
tutti è abbastanza difficile da spiegare, ma ecco
alcune suggestioni raccolte durante il colloquio
clinico.
Per me BMX è: una battaglia e uno stimolo;
quasi una malattia; divertente; estremo; il successo è una conferma di sè molto grande; uno
stile di vita; adrenalina; un volo; un’attrazione;
appagante; pazzesco.
Le suggestioni degli atleti mettono in luce
la passione e l’alchimia per questo sport che
sembra non andare molto d’accordo con l’ansia e sembra, invece, stimolare, forse proprio
per i frequenti insuccessi e fallimenti, strategie
di coping molto utili, da poter utilizzare come
risorse per la crescita, oltre che degli atleti, dei
ragazzi.
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Psicoterapia Cognitiva e Comportamentale; 2008. p. 27-53.
Conflitti di interesse.—Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse con nessuna ditta legata al contenuto del
manoscritto.
Ricevuto il 14 novembre 2014 - Accettato per la pubblicazione il 19 novembre 2014.
Autore di contatto: G. Boni, Ambulatorio di Medicina dello Sport Antiage Foligno, Comitato Regionale Umbria FMSI, Foligno, Perugia, Italia. E-mail: [email protected]
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MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

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. 67 - N. 4
MEDICINA DELLO SPORT
697
LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT
Anno 2003 - Vol. 56
Fascicolo N. 1 - Marzo 2003 - Pag. 63-72
Il tiro con l’arco - Bonsignore D. - Gallozzi C. - Scaramuzza V.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2003 - Pag. 123-137
Il triathlon - Migliorini S. - Bomprezzi A.
Fascicolo N. 3 - Settembre 2003 - Pag. 201-226
Lo sport paraolimpico - Bernardi M., Guerra E., Marchettoni P., Marchetti M.
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 329-335
Il tiro a volo - Fazi F., Lacava F., Montemurri B., Lacava G.
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 337-339
Il tiro a segno - Cutolo G.
Anno 2004 - Vol. 57
Fascicolo N. 1 - Marzo 2004 - Pag. 83-89
L’universo ginnastica - Baldini V. - Berlutti G. - Caldarone G.
Fascicolo N. 2 - Giugno 2004 - Pag. 137-145
Federazione Italiana Judo, Lotta, Karate, Arti Marziali - Lòriga V.
Fascicolo N. 3 - Settembre 2004 - Pag. 287-364
La medicina dello sport applicata al calcio
Vecchiet L., Calligaris A., Montanari G., Saggini R., Bellomo R. G., Gatteschi L., Rubenni M. G.
Anno 2005 - Vol. 58
Fascicolo N. 1 - Marzo 2005 - Pag. 65-71
Aspetti fisiologici e clinici della pallavolo e del beach volley
S. Cameli con la collaborazione di A. Ferretti, G. Fontani, C. Gallozzi, C. Menchinelli, A. Montorsi,
P. G. Navarra, G. Poma, R. Vannicelli, P. Zeppilli
Fascicolo N. 2 - Giugno 2005 - Pag. 137-150
La danza sportiva
Faina M., Bria S., Simonetto L.
Fascicolo N. 3 - Settembre 2005 - Pag. 241-9
Traumatologia in arrampicata sportiva
E. Pagano Dritto, P. L. Fiorella, R. Bagnoli, G. Posabella
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2005 - Pag. 313-38
Il ciclismo
M. Faina, V. Cavallaro, P. Fiorella, S. Ghiro, G. Mirri, U. Monsellato, L. Simonetto
Anno 2006 - Vol. 59
Fascicolo N. 2 - Giugno 2006 - Pag. 277-87
L’Hockey su prato
D. Bonsignore, B. Ruscello
Fascicolo N. 3 - Settembre 2006 - Pag. 375-6
Un approccio biomeccanico di tipo cinematico allo studio della danza sportiva
D. Dalla Vedova, M. Besi, D. Cacciari, S. Bria, M. Faina
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2006 - Pag. 477-94
Il tennis: aspetti fisiologici
C. Gallozzi, G. Mirri
698
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT
Anno 2007 - Vol. 60
Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 67-70
Il Centro Universitario Sportivo Italiano
L. Coiana
Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 71-7
Il pattinaggio di figura
D. Tornese, S. Gemma, A. Berto
Fascicolo N. 2 - Giugno 2007 - Pag. 209-216
La maratona: un fenomeno di massa visto dal punto di vista del medico dello sport
P. L. Fiorella, G. Fischetto
Fascicolo N. 4 - Giugno 2007 - Pag. 605-610
Il Badminton
A. Gianfelici, C. Morandini
Anno 2008 - Vol. 61
Fascicolo N. 1 - Marzo 2008 - Pag. 71-76
Una nuova specialità sportiva: il “nordic walking”
Faraglia E., Degasperi G., Francavilla G., Cristian Francavilla V.
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. 67 - N. 4
MEDICINA DELLO SPORT
699
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.
700
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014

LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT
Anno 2014 - Vol. 67
Fascicolo N. 1 - Marzo 2014 - Pag. 157-167
L’hockey su pista
V. Durigon, G. Massari, A. Pizzi
Fascicolo N. 2 - Giugno 2014 - Pag. 323-333
Il triathlon
A. Gianfelici, A. Di Castro, R. Tamburri, S. Comotto, C. Briganti, C. Fabiano, A. Bomprezzi, A. BottonI,
A. Salvati, L. Bianchini
Fascicolo N. 3 - Settembre 2014 - Pag. 495-505
Il sollevamento pesi
A. Gianfelici, A. Urso, C. Varalda, F. Pasqualoni, N. Voglino
Fascicolo N. 4 - Dicembre 2014 - Pag. 669-696
Lo sport del BMX
G. Boni, F. Mattiacci, E. Biasini, S. Spaccapanico Proietti, G. Pampanelli, M. Trabalza, A. C. Ferri, M.
Franci, A. Capodicasa, F. Gargaglia, L. Laurent, S. Giannini
Vol. 67 - N. 4
MEDICINA DELLO SPORT
701

Forum
Forum
MED SPORT 2014;67:703-32
Sporting activities
and solid organ transplantation
Pratica sportiva e trapianto d’organo solido
G. S. ROI 1, V. TOTTI 2, M. ZANCANARO 1, G. MOSCONI 3
M. TREROTOLA 4, A. NANNI COSTA 4, T. ANTONETTI 5, A. ANEDDA 5
1Isokinetic
Medical Group, Education and Research Department, Bologna, Italy
Nazionale Dializzati e Trapiantati (ANED), Milan, Italy
3Unit of Nephrology, Ospedale Morgangni-Pierantoni, Forlì, Italy
4Centro Nazionale Trapianti, Rome, Italy
5Unit of Sports Medicine, AUSL Parma, Italy
2Associazione
SUMMARY
This article summarizes the published data and several practical experiences of organ transplant patients who practice
sports, with the purpose of giving a picture which can help to understand the real performance possibilities of these
patients and any limitations and/or contraindications to practising competitive sports. Literature indicates that solid
organ (heart, liver, kidney) transplant recipients who practice competitive sports show good tolerance to immunosuppressive therapy, good function of the transplanted organ at rest and under exertion, good overall physical condition
as a result of training, and a positive perception of their psycho-physical condition. In transplant recipients, the risks
connected with sports are those of infection and cardiometabolic risks due to the side-effects of immunosuppression.
The first is tackled with suitable prophylactic measures (personal hygiene, vaccinations). The second is tackled primarily with personalised exercise and used as a drug and also suitable pharmacological therapies. Traumatological
risk does not appear to be hazardous for the transplanted organ, even in several contact sports such as football and
basketball. There is evidence of transplant recipients who have returned to practice sports at the same level as that
before the illness which had led them to the transplant, succeeding in competing on a par with healthy athletes of
the top or Master category, while we are not aware of transplant recipients who have reported negative consequences
for the transplanted organ because they practice sport, even at competitive levels. Transplant recipients who practice
sports at an amateur or professional level cannot be considered representative of the entire population of transplant
recipients, but they do offer a unique opportunity to become acquainted with the higher limits of the possibilities of
functional recovery after a transplant. This aspect should be considered to formulate the criteria for granting fitness
for competitive sports and, above all, it allows to use these experiences to contrast the belief according to which
transplants and sports cannot coexist.
Key words: Exercise. Immunosuppression - Athletic performance - Transplantation.
RIASSUNTO
In quest’articolo abbiamo riassunto i dati della letteratura e alcune esperienze pratiche sui pazienti trapiantati d’organo che praticano sport, con lo scopo di tracciare un quadro che aiuti a comprendere le reali possibilità di prestazione
di questi pazienti e le eventuali limitazioni e/o controindicazioni alla pratica sportiva agonistica. La letteratura indica
che i trapiantati d’organo solido (cuore, fegato, rene), praticanti sport agonistici presentano buona tolleranza alla
terapia immunosoppressiva, buona funzionalità dell’organo trapiantato a riposo e sotto sforzo, buona forma fisica generale come risultato dell’allenamento, e una percezione positiva della propria condizione psicofisica. Nei trapiantati,
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
703
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
i rischi connessi con la pratica sportiva sono quello infettivo e quello cardiometabolico dovuti agli effetti collaterali
dell’immunosoppressione. Il primo è affrontato con adeguate misure profilattiche (igiene personale, vaccinazioni). Il
secondo è affrontato principalmente con l’esercizio personalizzato e utilizzato come farmaco nonché con adeguate
terapie farmacologiche. Il rischio traumatologico non sembra comportare pericoli per l’organo trapiantato, anche in
alcuni sport da contatto quali il calcio e la pallacanestro. Esistono evidenze di trapiantati che tornano a praticare lo
sport allo stesso livello precedente alla malattia che ha portato al trapianto, riuscendo anche a competere alla pari
con atleti sani di categoria assoluta o Master, mentre non siamo a conoscenza di trapiantati che hanno riportato
conseguenze negative sull’organo trapiantato praticando sport anche agonistico. I trapiantati che praticano attività
sportiva amatoriale o professionistica, non possono essere considerati rappresentativi dell’intera popolazione dei
trapiantati, ma offrono un’occasione unica per conoscere i limiti superiori delle possibilità di recupero funzionale
dopo trapianto. Quest’aspetto va considerato per formulare i criteri di concessione dell’idoneità sportiva agonistica,
e soprattutto permette di utilizzare queste esperienze per contrastare il pregiudizio secondo cui trapianto e sport non
possono coesistere.
Parole chiave: Esercizio fisico - Immunosoppressione - Prestazione atletica - Trapianto.
T
I
he debate on the possibility of performing a
sporting activity, including competitions, by
individuals who have undergone a solid organ
transplant (heart, liver, lung, kidney, pancreas),
is very topical and poses important and delicate
questions that directly involve the sports physician. Indeed, the collective imagination sees
the transplant patient as a delicate and fragile
individual, to whom it is not recommended to
practice physical activity and sports since they
are more at risk of cardiovascular complications, infections and traumas.1, 2
Organ transplantation is clearly a medical
and surgical invasive procedure, which makes
permanent modifications to the patient’s lifestyle; nevertheless, while in many cases there
is no possibility of physical activity, for another
sizable number of patients there are no limitations.
With this article we wish to contribute to the
information of those who, not only in Italy, deal
with Sports Medicine and, in particular, with
the general issues connected with administering physical exercise for solid organ transplant
recipients. For this reason we have gathered the
data from the literature and several practical
experiences of organ transplant patients who
practice sports, with the purpose of giving a
picture which helps to understand the actual
possibilities of performance of these patients
and any limitations and/or contraindications to
practicing competitive sports.
l dibattito sulla possibilità di svolgere attività
sportiva, anche agonistica, da parte di soggetti
che hanno subito un trapianto di organo solido
(cuore, fegato, polmone, rene, pancreas) è molto
attuale e pone importanti e delicati interrogativi
che coinvolgono in prima persona il medico dello sport. Infatti, l’immaginario collettivo dipinge il
paziente trapiantato come un soggetto delicato e
fragile, per il quale è del tutto sconsigliabile praticare attività fisica e sportiva in quanto maggiormente soggetto a complicazioni cardiovascolari,
infezioni e traumi 1, 2.
Il trapianto d’organo è evidentemente una procedura medica e chirurgica invasiva, che porta
con sé modificazioni permanenti nello stile di vita
del paziente, tuttavia è facile osservare che sebbene in molti casi non s’intravveda la possibilità di
svolgere attività fisica, in un altro consistente numero di pazienti questa limitazione non sussiste.
Con quest’articolo desideriamo contribuire
all’informazione di quanti, non solo in Italia, si
occupano di Medicina dello Sport e, in particolare, delle problematiche generali collegate alla somministrazione dell’esercizio fisico per i trapiantati
d’organo solido. Per questo abbiamo raccolto i dati
della letteratura e alcune esperienze pratiche sui
pazienti trapiantati d’organo che praticano sport,
con lo scopo di tracciare un quadro che aiuti a
comprendere le reali possibilità di prestazione di
questi pazienti e le eventuali limitazioni e/o controindicazioni alla pratica sportiva agonistica.
The transplant
Il trapianto di un organo è un procedimento
complesso, non solo per le tecniche chirurgiche utilizzate, ma anche per la sfera etica, psicologica e
sociale nella quale è proiettato.
L’intervento chirurgico consiste nella sostituzione dell’organo malato, e quindi non più funzio-
An organ transplant is a complex procedure,
not only for the surgical techniques used, but
also for the ethical, psychological and social
sphere in which it is projected.
704
Il trapianto
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Surgery consists of replacing the sick organ,
and therefore no longer functioning, with a
healthy organ, of the same kind, which originates
from another individual: the donor. The majority of organs are taken from a non-living donor
(cerebral death caused by traumatic or cerebrovascular events). In some cases the donor can be
living, for example in a kidney transplantation or
part of the liver, since it is possible to live with a
single kidney or even with part of the liver.
Surgical techniques have developed quickly
to the point that today, in specialist centres,
the kidney, the heart, the liver, the lung, the
pancreas and the intestine are “normally” transplanted. Heart, liver and lung transplants are
lifesaving operations, while kidney transplantation is a valid therapeutic alternative for sick
people who would otherwise have to undergo
life-long dialysis.
Pathologies which result in a transplant are
many and can have a chronic or acute course.
For example, the most common reasons for a
liver transplant are chronic evolutive diseases
(hepatitis C, hepatitis B, alcoholic cirrhosis) or
several types of tumours, pathologies which
affect the short-medium term survival of the
patient (average 1-2 years). Other pathologies
such as fulminant hepatitis, arisen for other reasons in a previously healthy liver, have a very
rapid course, and can cause death within a few
days or weeks, if no transplant is performed.
The causes that lead to a heart transplant are
related to the development of cardiac insufficiency, mostly as a result of coronary pathologies, myocarditis, accumulation diseases (e.g.
amyloidosis) or cardiac malformations which
are the first cause of transplants in childhood.
In nephropathies, a transplant is the therapeutic solution for the majority of the chronic
forms of end-stage renal insufficiency in patients who often have a long history of haemodialysis or peritoneal dialysis, treatments which
implicate important limitations in the social and
working sphere.
In short, the majority of patients arrive to the
transplant after a progressive illness, which inevitably and considerably compromises their overall physical conditions, and their ability to perform physical, sporting and working activities.
nante, con un organo sano, dello stesso tipo, proveniente da un altro individuo: il donatore. Per
la maggior parte degli organi il prelievo avviene
da un donatore non-vivente (morte cerebrale per
eventi traumatici o cerebrovascolari). In alcuni
casi il donatore può essere vivente, per esempio nel
trapianto di rene o di una parte del fegato, poiché
è possibile la vita con un solo rene o anche con solo
parte del fegato.
Le tecniche chirurgiche si sono rapidamente sviluppate in modo che oggi, nei centri specializzati,
sono “normalmente” trapiantati il rene, il cuore, il
fegato, il polmone, il pancreas e l’intestino. I trapianti di cuore, fegato e polmone costituiscono interventi salvavita, mentre il trapianto di rene rappresenta una valida alternativa terapeutica per
malati che, altrimenti, dovrebbero sottoporsi alla
terapia dialitica per il resto della loro vita.
Le patologie che hanno come esito il trapianto
sono numerose e possono avere decorso cronico o
acuto. Per esempio, le indicazioni più comuni al
trapianto di fegato sono rappresentate da malattie croniche evolutive (epatite C, epatite B, cirrosi alcolica) o da alcuni tipi di tumori, patologie
che condizionano la sopravvivenza del paziente a
breve-medio termine (mediamente 1-2 anni). Altre patologie come l’epatite fulminante, insorte per
cause diverse su un fegato precedentemente sano,
hanno un decorso assai rapido, e possono provocare la morte nell’arco di pochi giorni o settimane,
se non si interviene con il trapianto.
Le cause che determinano il ricorso al trapianto
di cuore sono correlate con lo sviluppo dell’insufficienza cardiaca, il più delle volte come conseguenza di patologie coronariche, miocarditi, malattie
da accumulo (es. amiloidosi) oppure malformazioni cardiache che rappresentano la prima causa
di trapianto nell’infanzia.
Nelle nefropatie, il trapianto è la soluzione terapeutica per la maggior parte delle forme croniche
di insufficienza renale terminale in pazienti spesso con una lunga storia di emodialisi o di dialisi
peritoneale, trattamenti che implicano importanti
limitazioni nella sfera sociale e lavorativa.
In sintesi, la maggioranza dei pazienti giunge
al trapianto dopo una malattia progressiva, che
inevitabilmente provoca una notevole compromissione delle condizioni fisiche generali e della
capacità di compiere attività fisica, sportiva e lavorativa.
The donation
La donazione
Organ transplantation is a special and unique
therapeutic situation, since the organ to trans-
Il trapianto d’organo è una situazione terapeutica particolare e unica, poiché l’organo da tra-
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
705
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table I.—Donation in Italy.
Tabella I. — La donazione in Italia.
In Italy, the statement of the intention to donate is regulated by the principle of explicit consent or refusal (art. 23 of
Law 91 dated 1st April 1999; Decree of the Ministry of Health 8 April 2000), while “tacit-consent” introduced by art. 4
and 5 of Law 91/99 has never been implemented to date.
In the case of a potential donor (an individual whose death has been certified using neurological criteria), the medical
resuscitators verify if there is a document stating the intention to donate or if the latter was recorded in the transplant
information system (SIT).
If a citizen does not express their intent when living, the law provides the possibility for family members (spouse not
separated, cohabitant as if married, children over the age of majority and parents) to oppose the removal of organs
during the period in which death is certified. For minors it is the parents who decide; even if only one of the two is
against it, the organ cannot be removed.
The citizen can modify their statement of intention to donate at any time. The last statement made in order of time,
according to the methods envisaged, will always be considered valid.
Summarising, as regards organ donations, in case of death three situations can occur:
–– the citizen expressed their intent to donate whilst living: in this case the family members cannot oppose it and the
donation is possible;
–– the citizen expressed their intent not to donate: in this case there is no organ removal and the donation is not possible;
–– the citizen did not express themselves on organ donation when living: in this case the organ can be removed only
if the family members give their consent and the information provided to family members on the activation of the
procedure to certify death with neurological criteria is obligatory. An idea of this phenomenon can be provided
considering that 2257 deaths were certified using neurological standards in Italy in 2011 (from: www.trapianti.salute.
gov.it).
plant is not available for sale, and the transplant
can only occur thanks to a donation.
The donation can be made from a dead or a
living person, depending on the organ to transplant (Table I).
The data provided by the National Transplant
Centre indicate that in Italy, potential donors
(patients certified dead by neurological testing
of the brain stem reflexes) are a little more than
38 for every million citizens, with a difference
between Centre-North (42.7 donors for every
million citizens) and those of Centre-South (30.7
donors for every million citizens). The donors
who are effectively used (donors from whom
at least one organ is taken) are significantly reduced due to lack of consent, unsuitability for
donation, cardiac arrest during observation.
The overall number of donors used in 2013
was 1102 (18.5 donors for every million citizens) against 1123 of the previous year, to show
a substantially stable situation in donations over
the past ten years (Figure 1).
Waiting lists and survival rates
after transplantation
To undergo a transplant the patient must be
registered on a waiting list, which is open to all
residents assisted by the National Health Service,
following assessment to establish suitability by
a Transplant Centre. The personal and clinical
706
piantare non è reperibile in commercio, e il trapianto può avvenire solo grazie a una donazione.
La donazione può essere effettuata da cadavere
o da vivente, a seconda dell’organo da trapiantare
(Tabella I).
I dati forniti dal Centro Nazionale Trapianti
indicano che in Italia, i potenziali donatori (pazienti in morte cerebrale sottoposti ad accertamento neurologico) sono di poco superiori a 38
per milione di abitanti, con una differenza tra
le regioni del Centro-Nord (42,7 donatori per milione di abitanti) e quelle del Centro-Sud (30,7
donatori per milione di abitanti). I donatori effettivamente utilizzati (donatori ai quali viene
prelevato almeno un organo) si riducono significativamente a causa di mancati consensi, non
idoneità alla donazione, arresto cardiaco in corso di osservazione.
Il numero complessivo dei donatori utilizzati
nel 2013 è stato di 1102 (18,5 donatori per milione di abitranti) contro i 1123 dell’anno precedente, ad evidenziare una situazione sostanzialmente stabile nelle donazioni negli ultimi dieci
anni (Figura 1).
Liste d’attesa e sopravvivenza
post trapianto
Per essere sottoposto a un trapianto il paziente
deve essere iscritto in una lista di attesa, cui possono accedere tutti i cittadini assistiti dal Servizio
Sanitario Nazionale, previa valutazione dell’ido-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Figure 1.—Overall number of donors from 1992 to 2013. The trend has been stable since 2004 (from: www.trapianti.
salute.gov.it).
Figura 1. — Numero complessivo di donatori nel periodo 1992-2013. Il trend è stabile dal 2004 (da: www.trapianti.
salute.gov.it).
details of each patient are provided, while the
immunological assessment is performed by specific immunological and tissue typisation Centres
under the control of the Regional Transplant
Centres and the National Transplant Centre.
Once registered on a waiting list, the patient
must wait for a compatible organ to become
available: on average this implies a wait longer than two years (Table II). During the period
which goes from registering on the waiting list
to the transplant, the conditions of the patient
affected by chronic pathologies tend to worsen
and a certain percentage of deaths are recorded
among patients on the waiting list, which varies
according to the organ to be transplanted (Table
II).
Once the transplant has been performed, the
patient is submitted to all the necessary care: the
Vol. 67 - No. 4
neità da parte di un Centro Trapianti. Di ogni
paziente sono forniti i dati anagrafici e clinici,
mentre la valutazione immunologica è eseguita
presso specifici Centri di immunologia e tipizzazione tissutale sotto il controllo dei Centri Regionali Trapianto e del Centro Nazionale Trapianti.
Una volta iscritto in una lista di attesa, il paziente deve attendere la disponibilità di un organo compatibile: ciò implica mediamente un’attesa superiore ai due anni (Tabella II). Durante il
periodo che intercorre tra l’iscrizione in lista di
attesa e il trapianto, le condizioni del paziente
affetto da patologie croniche tendono a peggiorare e si registra anche una certa percentuale di decessi tra i pazienti in lista di attesa, variabile in
rapporto all’organo da trapiantare (Tabella II).
Una volta effettuato il trapianto, il paziente è
sottoposto a tutte le cure del caso: s’instaura la
terapia immunosoppressiva e, appena possibile,
MEDICINA DELLO SPORT
707
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table II.—Patients on the waiting list in Italy for an organ transplant in 2011. The survival data refer to the
period from 2000-2010 (from: www.trapianti.salute.gov.it).
Tabella II. — Pazienti in lista di attesa in Italia per trapianto d’organo nel 2011. I dati di sopravvivenza si
riferiscono al periodo 2000-2010 (da: www.trapianti.salute.gov.it).
Organ
Patients on
waiting list
N.
Heart
Liver
Pancreas
Lung
Kidney
733
1000
238
382
6594
Waiting time
Years
Deaths on
waiting list
%
2.57
2.17
3.68
2.16
3.04
8.22
7.16
0.98
10.20
1.87
immunosuppressive therapy is begun and the
rehabilitative therapy is started as soon as possible. The data of the National Transplant Centre (www.trapianti.salute.gov.it) indicate that the
survival of transplanted patients at one year from
surgery is higher than 90%, while the survival
of the transplanted organ is approximately 85%.
At five years from surgery these percentages are
reduced, respectively to 85% and to 67%.
%
Survival of
transplanted
organ
one year later
83.6%
85.9%
--97.1%
83.0%
81.3%
--91.1%
Survival of
transplant patient
one year later
%
s’inizia la terapia riabilitativa. I dati del Centro
Nazionale Trapianti (www.trapianti.salute.gov.
it) indicano che la sopravvivenza dei pazienti
trapiantati ad un anno dall’intervento è superiore al 90%, mentre la sopravvivenza dell’organo trapiantato è attorno all’85%. A cinque anni
dall’intervento queste percentuali si riducono,
rispettivamente, all’85% e al 67%.
La terapia immunosoppressiva
Immunosuppressive therapy
One of the key challenges of transplant medicine is to contrast rejection, namely that reaction of the immune system, which hyper-acutely,
acutely or chronically attacks the new organ,
which is recognised as non-self.3
Rejection which occurs within a few minutes
or hours after the transplant (hyperacute rejection) is irreversible and due to the presence of
preformed circulating antibodies against the antigens of the ABO blood groups or against the
allo-antigens present in the endothelial cells,
which result in thrombosis and ischemia of the
transplanted organ. The current therapeutic possibilities, through complex preoperative immunosuppression schedules, allow the transplant
even in the presence of ABO incompatibility or
in immunized patients.
Acute rejection which can manifest itself after
the first few days from the transplant is due to
necrosis of the blood vessels induced by the antibodies produced, or to parenchymal necrosis
mediated by the T lymphocytes and by macrophages.
Finally, chronic rejection appears progressively from a few months to several years after
the transplant. It is characterised by progressive
708
Una delle sfide principali della medicina dei
trapianti è contrastare il rigetto, cioè quella reazione del sistema immunitario, che consiste
nell’attaccare iper-acutamente, acutamente o
cronicamente il nuovo organo, riconosciuto
come non-self 3.
Il rigetto che avviene entro pochi minuti o poche ore dal trapianto (rigetto iperacuto) è irreversibile ed è dovuto alla presenza di anticorpi circolanti preformati contro gli antigeni dei
gruppi sanguigni ABO o contro allo-antigeni
presenti nelle cellule endoteliali, che determinano trombosi e ischemia a carico dell’organo
trapiantato. Le attuali possibilità terapeutiche,
attraverso complessi schemi di immunosoppressione pre-intervento, consentono il trapianto
anche in presenza di incompatibilità ABO o in
pazienti immunizzati.
Il rigetto acuto che si può manifestare già dopo
i primi giorni dal trapianto, è dovuto a necrosi
dei vasi indotta dagli anticorpi prodotti, oppure
a necrosi parenchimale mediata dai linfociti T e
dai macrofagi.
Infine, il rigetto cronico, compare progressivamente da alcuni mesi fino a diversi anni
dopo il trapianto, è caratterizzato da una fibrosi
progressiva, con perdita della struttura e della
funzione dell’organo trapiantato. Ha eziolo-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
fibrosis, with loss of structure and function of
the transplanted organ. It probably has a multifactorial aetiology that involves immune mechanisms, toxicity from drugs, chronic ischemia, and
repeated attacks of acute rejection.
To reduce the immune response of the recipient and be able to preserve the integrity of
the transplanted organ, it is essential to use immunosuppressive therapy which aims first and
foremost at reducing the quantity and activity of
all white cells, which intervene in the structures
recognized as “non-self” by the organism, such
as blood vessel cells and parenchymal cells of
the transplanted organ. This role is carried out
first and foremost by the T and B lymphocytes,
which are the key target of the drugs and of the
antibodies used, through the different mechanisms of action (Table III).
Immunosuppression certainly has a positive
effect in preventing rejection and lengthening
the survival of the organ and of the patient, but it
is not exempt from important side-effects which
we have shown in Table III, which include an increased risk of infection and a higher incidence
of glucidic and lipidic dismetabolism.
gia probabilmente multifattoriale che coinvolge
meccanismi immuni, tossicità da farmaci, ischemia cronica, e ripetuti attacchi di rigetto acuto.
Per ridurre la risposta immunitaria del ricevente e poter preservare l’integrità dell’organo
trapiantato, è indispensabile ricorrere alla terapia immunosoppressiva che mira innanzitutto a diminuire la quantità e l’attività di tutte le
cellule della serie bianca, che intervengono sulle
strutture riconosciute come “non self” dall’organismo, quali le cellule dei vasi e del parenchima
dell’organo trapiantato. Questo ruolo è svolto in
primo luogo dai linfociti T e B, che costituiscono
il principale bersaglio dei farmaci e degli anticorpi impiegati, attraverso diversi meccanismi
d’azione (Tabella III).
L’immunosoppressione ha certamente un effetto positivo nel prevenire il rigetto e per prolungare la sopravvivenza dell’organo e del paziente, tuttavia non è esente dagli importanti effetti
collaterali che abbiamo riportato nella Tabella
III, tra i quali un aumentato rischio di infezioni
ed una aumentata incidenza di dismetabolismo
glucidico e lipidico.
Il rischio di infezioni
The risk of infections
From an epidemiological point of view it is
possible to identify four categories of infection
that can strike organ transplant recipients: 1)
from the donor; 2) from the recipient; 3) nosocomial; 4) from the extra-hospital environment.5
The possibility to prevent infections from the
donor is tackled by accurate screening, which
is not facilitated by the time aspect (6 hours of
observation); in any case, the current diagnostic
procedures and the Guide Lines have allowed to
reach a good level of accuracy and safety.
In general, research on the transplant candidate allows to establish the most suitable therapies required to eradicate the infections underway of which it is possible to have evidence,
even if some infections can re-emerge at a distance of a year from the transplant (e.g. infection
from Strongyloides Stercoralis).6
Nosocomial infections can be contracted during the period of hospitalisation and are often
antibiotic-resistant, while infections from an
extra-hospital environment are contracted after
the patient has been reinserted into their social
setting of belonging. These are infections which
should be considered relatively benign for the
majority of the population who are not transplant recipients, but which can be particularly
Vol. 67 - No. 4
ROI
Dal punto di vista epidemiologico si possono
identificare quattro categorie di infezioni che
possono colpire i trapiantati d’organo: 1) da donatore; 2) da ricevente; 3) nosocomiali; 4) da
ambiente extraospedaliero 5. La possibilità di
prevenire le infezioni da donatore è affrontata
con un accurato screening, anche se la cosa non
è agevole per le tempistiche (6 ore di osservazione); le attuali procedure diagnostiche e le Linee
Guida utilizzate hanno comunque permesso di
raggiungere un buon livello di accuratezza e sicurezza.
In genere lo studio del candidato al trapianto permette di instaurare le terapie più idonee
per eradicare le infezioni in atto di cui si può
avere evidenza, anche se alcune infezioni possono riemergere anche a distanza di un anno dal
trapianto (es. infezione da Strongyloides Stercoralis) 6.
Le infezioni nosocomiali possono essere contratte durante la degenza ospedaliera e spesso
sono antibiotico-resistenti, mentre le infezioni
da ambiente extra-ospedaliero sono contratte
dopo che il paziente è stato reinserito nel contesto sociale di provenienza. Si tratta di infezioni
che sono da considerarsi relativamente benigne
per la maggioranza della popolazione non trapiantata, ma che nel trapiantato possono essere
MEDICINA DELLO SPORT
709
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table III.—Main immunosuppressive agents used to counteract the various forms of rejection. The mechanisms of action and main side-effects are summarised.4
Tabella III. — Principali agenti immunosoppressori utilizzati per contrastare le varie forme di rigetto. Sono
sintetizzati i meccanismi d’azione e i principali effetti collaterali 4.
Class
Drug
Use
Glucocorticosteroids
Prednisone
Induction
Maintenance
Acute rejection
Depleting antibodies
Mechanism of action
Inhibit the production of
neutrophil leukocytes
Reduce circulating
eosinophils, monocytes
and lymphocytes
AntiInduction
T cell depletion
thymocyte
Steroid resistant rejection B cell apoptosis
globulin (ATG)
Interferes with cellular
dendritic function
Modulates adhesion
molecules and chemokine
receptors
Induces regulatory T cells
Alemtuzumab Induction
Monoclonal antibody
Steroid resistant rejection against CD52 present in T,
B, NK cells and monocytes
Rituximab
Non depleting antibodies
Basiliximab
Antibody mediated
rejection
Desensitisation of HLA
sensitized patients
Transplants with ABO
incompatibility
Induction
Calcineurin inhibitors
Cyclosporine
Maintenance
Tacrolimus
Maintenance
Azathioprine
Maintenance
Antimetabolites
Mycophenolic Maintenance
acid
MTor inhibitors
Sirolimus
Everolimus
Maintenance
Others
Belatacept
Maintenance
Bortezomib
Antibody mediated
rejection
Eculizumab
Antibody mediated
rejection
710
Key side effects
Hypertension++
Diabetes++
Dyslipidemia+
Osteoporosis
Cyotkin release syndrome
Lymphopenia
Myelosuppression
Tumours
Cytokin release syndrome
Autoimmune phenomena
(thyroiditis, haemolytic
anaemia, thrombocytopenia)
Monoclonal antibody
Reactions from infusion
against CD20 present in
Myelosuppression+
B cells (except for plasma
cells)
Hypertension++
Dyslipidemia+++
Diabetes+
Tumours+
Myelosuppression+
Nephrotoxicity
Neurotoxicity
It binds to the proteins
Hypertension+
that bind FK blocking T
Diabetes++
cells
Dyslipidemia++
Nephrotoxicity
Neurotoxicity
Tumours+
Inhibitor of purine and
Myelosuppression+
pyrimidine: block DNA
Hepatotoxicity+
synthesis
Tumours+
Inhibits the function of
Myelosuppression+
lymphocytes blocking
Hepatotoxicity (+/-)
purine synthesis
Dyslipidemia+
Diabetes+
Gastrointestinal symptoms
Mammalian target or
Thrombocytopenia
Rapamycin inhibitors act
Dyslipidemia+++
on the processes which
Diabetes+
regulate cell growth and
Myelosuppression+
division
Inhibit wound healing
Blocks T- cell activation
Hypertension ++
Dyslipidemia++
Diabetes+
Tumours+
Myelosuppression+
Post –transplant
lymphoproliferative disorder
Acts by blocking mature
Myelosuppression+
plasma cells
Neurotoxicity
Migraine
Fatigue
Anti-inflammatory activity: Myelosuppression+
blocks complement
component C5
CD25 monoclonal
antibody expressed in
activated T cells
It binds to cyclophilline
blocking T cells
MEDICINA DELLO SPORT
Reactions from
hypersensitivity
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
serious or become complicated even with super
infections in transplant recipients.
The risk of infection tends to modify itself
over time, is related to the dosage of the immunosuppressive therapy and tends to decrease
after the first 6 months following the transplant.5
Three post-transplant periods have been identified with distinct infectivological characteristics:7
1) in the first month the effect of immunosuppression is not yet complete and the infections
are primarily due to usual postoperative septic
complications (e.g. on wounds, sutures, drainage,
catheters); 2) between the second and the sixth
month the infections “classically” associated to
the transplant (from opportunistic agents and the
reactivation of latent infections) 8 manifest themselves; 3) from the sixth month on the entity of
the clinical manifestations of chronic rejection determines the choice of immunosuppressive therapy, and in patients with a good function of the
transplanted organ the majority of the infections
is of the kind that strikes the normal population
who are not transplant recipients, with the added
possibility of reactivating the virus of the chicken
pox-zooster or of some other latent infection.
This temporal sequence can suffer modifications,
since the infections typical of each period can
manifest themselves simultaneously. In any case,
the infections which manifest themselves outside
of the usual period, or which present themselves
with unusual acuteness are to be attributed to
excessive immunosuppression or excessive exposure to the pathogenic agent.5
It is therefore important to consider the state of
immunosuppression for all patients. This depends
on different factors, namely the schedule and dosage of the immunosuppressive therapy, previous
therapies (e.g. chemotherapy or therapy with antimicrobial agents), integrity of the muco-cutaneous
barrier, the presence of neutropenia or lymphopenia, the presence of immunodeficiency (e.g.
hypgogammaglobulinemia), viral infections and
clinical and chronic metabolic conditions such as
uraemia, diabetes, malnutrition and cirrhosis.5 By
considering these factors the risk of infections in
the transplant recipient can be reduced, balancing
the need for immunosuppression to prevent rejection with the need to prevent septic or viremic
complications, also with the aid of specific prophylactic measures such as vaccinations, universal
prophylaxis and preventive therapy.
Despite these measures, infections cause
death in 2% of kidney transplant recipients, in
4% of liver transplant recipients and in 6% of
heart transplant recipients (Table IV).
Vol. 67 - No. 4
ROI
particolarmente gravi o complicarsi anche con
superinfezioni.
Il rischio infettivo tende a modificarsi nel
tempo, è correlato alla posologia della terapia
immunosoppressiva e tende a diminuire dopo i
primi 6 mesi dal trapianto 5.
Sono stati identificati tre periodi post trapianto con caratteristiche infettivologiche distinte 7:
1) nel primo mese l’effetto dell’immunosoppressione non è ancora completo e le infezioni sono
dovute principalmente alle comuni complicazioni settiche post chirurgiche (es. su ferite, suture,
drenaggi, cateteri); 2) tra il secondo e il sesto
mese si manifestano le infezioni “classicamente”
associate al trapianto (da agenti opportunistici
e da riattivazione di infezioni latenti) 8; 3) dal
sesto mese in poi l’entità delle manifestazioni
cliniche del rigetto cronico determina la scelta
della terapia immunosoppressiva, e nei pazienti
con buona funzionalità dell’organo trapiantato la maggioranza delle infezioni è del tipo di
quelle che colpiscono la normale popolazione
non trapiantata, con in più la possibilità di riattivazione del virus della varcella-zooster o di
qualche altra infezione latente. Questa sequenza temporale può subire modificazioni, poiché
le infezioni tipiche di ogni periodo possono manifestarsi simultaneamente. Comunque, le infezioni che si manifestano al di fuori del periodo
usuale, o che si presentano con insolita gravità
sono da ascriversi all’eccessiva immunosoppressione o all’eccessiva esposizione all’agente patogeno 5.
Per tutti i pazienti è dunque importante considerare lo stato d’immunosoppressione che dipende da vari fattori, quali lo schema e la posologia della terapia immunosoppressiva, le
terapie effettuate precedentemente (es. chemioterapia o terapia con agenti antimicrobici), l’integrità della barriera muco-cutanea, la presenza
di neutropenia o linfopenia, la presenza di immunodeficienza (es. ipogammaglobulinemia),
di infezioni virali e di condizioni cliniche e metaboliche croniche quali l’uremia, il diabete, la
malnutrizione e la cirrosi 5. Considerare questi
fattori permette di ridurre il rischio di infezioni
nel trapiantato, bilanciando l’esigenza di immunosoppressione per evitare il rigetto con la
necessità di prevenire le complicanze settiche o
viremiche anche con l’aiuto di specifiche misure
profilattiche quali le vaccinazioni, la profilassi
universale e la terapia preventiva.
Nonostante queste misure, le infezioni sono
causa di morte nel 2% dei trapiantati di rene,
nel 4% dei trapiantati di fegato e nel 6% dei trapiantati di cuore (Tabella IV).
MEDICINA DELLO SPORT
711
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table IV.—Causes of death in transplant recipients in Italy from 2000-2011. The percentages are calculated
out of the total of transplant recipients.
Tabella IV. — Cause di morte nei trapiantati in Italia nel periodo 2000-2011. Le percentuali sono calcolate
rispetto al totale dei trapiantati.
Heart
No.
Transplant recipients (total)
Dead (total)
Patient: survival after 1 year
Organ: survival after 1 year
Intraoperative death or failure
Acute rejection
Neoplasia
Infection
Hepatic causes
Gastrointestinal causes
Cardiovascular causes
Cerebrovascular causes
Aplastic anaemia
Not specified
Other
3769
1112
--272
136
130
226
9
2
142
37
1
51
106
Liver
%
No.
100%
29.5%
84%
83%
7.2%
3.6%
3.4%
6%
0.2%
0.1%
3.8%
1%
0%
1.4%
2.8%
11390
2881
--71
8
458
448
828
56
155
118
7
339
393
Kidney
%
100%
25.3%
86%
82%
0.6%
0.1%
4%
3.9%
7.3%
0.5%
1.4%
1%
0.1%
3%
3.5%
No.
%
18518
1742
--27
0
289
380
38
108
454
124
2
153
167
100%
9.4%
97%
92%
0.1%
0%
1.6%
2.1%
0.2%
0.6%
2.5%
0.7%
0%
0.8%
0.9%
Transplants and sporting activities:
scientific evidence and testimonies
Trapianto e attività sportiva: evidenze
scientifiche e testimonianze
Numerous studies exist which show how
physical activity is useful to improve the health
of transplant recipients. In this article we do not
wish to focus on such studies, which can easily be found by consulting international literature (see for example: Didsbury et al., 2013) 9 but
rather on patients who, after undergoing a transplant, have been able to resume their sport, even
at a competitive level, or who have begun to
practice physical or sporting activities reaching
important performance levels, which are often
ignored even by people operating in the sector.
Esistono numerosi studi che dimostrano come
l’attività fisica sia utile per migliorare le condizioni di salute dei trapiantati. In quest’articolo
non desideriamo focalizzarci su tali studi, che
per altro sono facilmente reperibili consultando
la letteratura internazionale (si veda ad esempio:
Didsbury et al., 2013) 9, ma desideriamo porre
l’attenzione sui pazienti che, dopo il trapianto,
hanno potuto ritornare a praticare la loro attività
sportiva, anche agonistica, o che hanno iniziato
a praticare attività fisica o sportiva raggiungendo
importanti livelli di prestazione, spesso ignorati
anche dagli addetti ai lavori.
World Transplant Games
The most significant international event dedicated to transplant recipients who wish to participate in coded sports activities is the World
Transplant Games (WTG), which are held every
two years, and include a summer and a winter
edition (Table V).
The first summer edition of the WTG was held
in Portsmouth (England) in 1978,10 while the first
winter edition of the Games was held in 1994
in Tignes, France. The World Transplant Games
Federation (WTGF) was founded in 1987, and it
currently counts 70 member Countries.
The importance of this sporting movement has
ensured that in 2009 the WTGF was recognized
by the International Olympic Committee (IOC),
712
World Transplant Games
A livello internazionale l’evento di maggior risonanza dedicato ai trapiantati che desiderano
cimentarsi in attività sportive codificate è rappresentato dai World Transplant Games (WTG),
che si disputano ogni due anni, e comprendono
un’edizione estiva ed una invernale (Tabella V).
La prima edizione estiva dei WTG si è svolta a
Portsmouth (Inghilterra) nel 1978 10, mentre la
prima edizione invernale dei Giochi è stata organizzata nel 1994 a Tignes, in Francia. Nel 1987
è stata fondata la Federazione per i World Transplant Games (FWTG), e attualmente ne sono
membri 70 Paesi. L’importanza di questo movimento sportivo ha fatto sì che nel 2009 la FWTG
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table V.—Sports practiced during the last summer and winter editions of the World Transplant Games (WTG).
Tabella V. — Sport praticati durante le ultime edizioni estive e invernali dei Giochi Mondiali per Trapiantati
(World Transplant Games, WTG).
Summer transplant games
(edition 2013)
Winter transplant games
(edition 2014)
Athletics (25 m children, 50 m, 100 m, 200 m, 400 m, 4
x 100 m, 4 x 400 m, 800 m, 1500 m, 3 and 5 km walking
race, shot put, discus throw, javelin, cricket ball)
Badminton
Lawn bowls
Biathlon
2 km Snowshoeing
Snowshoeing orienteering (teams of 3 athletes with at least
one woman)
Petanque bowls
Curling (teams of 4 athletes)
Bowling
Giant Slalom
5 and 20 km road cycling
Parallel Slalom
5 km road race
Special Slalom
Golf
Snowboarding
Squash (singles M and F, doubles, mixed)
Super G
Swimming (25 m, 50 m, 100 m, 200 m, 400 m, style,
Nicholas Cup (slalom race for children under 17 years of
breaststroke, backstroke, butterfly, 200 and 400 m relay)
age)
Volleyball
5 km Cross-country skiing
Table tennis (single M and F, doubles, mixed)
1 hour Cross-country skiing
Tennis (single M and F, doubles, mixed)
150 m Schuss
Virtual triathlon (5km road race, 400m style swimming, 20 Cross-country skiing 3 x 3 km Relay
km cycling: non-consecutive)
Team slalom (3-5 skiers per team)
All sports can be practiced by men and women. In each edition of the WTG other sports can also be included: archery, target shooting, kayaking, canoeing, according to the possibilities and availability of the organisers.
and the WTGF today adheres to the code of conduct of the World Antidoping Agency (WADA).
Since their first edition, the WTG have seen the
participation of an increasing number of athletes,
and in recent editions participants have come
from 69 different countries, aged between 4 and
80, and divided into the following age brackets:
—— up to 5 years old, 6-8, 9-11, 12-14 and 1517 years old. They are considered young categories, which compete only over specific distances
and in specific competitions;
—— 18-29, 30-39, 40-49, 50-59, 60-69 years old
and over 70s, who can take part in all the programmed events.
Though the WTG are an excellent opportunity
to study the transplant athletes, the publications
on this subject are very rare in literature.
A first study was conducted by Kempeneers
et al. in 1990,11 who trained 16 kidney transplant
recipients for six months to participate in the
WTG, achieving an increase in V’O2peak, measured during an incremental test on the tread mill,
equal to 27%, reaching 37.5±4.8 mLO2/kg/min.
A study conducted in 1996 on 128 participants
in the United States Transplant Games, showed
that those who trained at least 3 times a week
for at least 30 minutes per session, at an intensity
Vol. 67 - No. 4
sia stata riconosciuta dal Comitato Olimpico Internazionale (CIO), e la FWTG oggi aderisce al
codice di comportamento della World Antidoping
Agency (WADA).
Dalla loro prima edizione, i WTG hanno visto
la partecipazione di un sempre maggior numero di atleti, e nelle ultime edizioni i partecipanti
provenivano da 69 diverse nazioni, con un’età
compresa tra i 4 e gli 80 anni, suddivisi nelle seguenti categorie per età:
—  fino a 5 anni, 6-8, 9-11, 12-14 e 15-17
anni. Sono considerate categorie giovanili, che
gareggiano solo su determinate distanze e in determinate competizioni;
—  categorie 18-29, 30-39, 40-49, 50-59, 6069 e over 70 anni, che possono partecipare a tutti
gli eventi del programma.
Nonostante i WTG costituiscano un’ottima occasione per studiare gli atleti trapiantati, assai
scarse sono le pubblicazioni su questo argomento
reperibili in letteratura.
Un primo studio è stato condotto da Kempeneers et al. nel 1990 11, che ha allenato per sei
mesi 16 trapiantati di rene in vista della loro partecipazione ai WTG, ottenendo un aumento del
V’O2picco, misurato mediante test incrementale
al nastro trasportatore, pari al 27%, raggiungendo 37,5±4,8 mlO2/kg/min.
MEDICINA DELLO SPORT
713
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
defined as “a little difficult” showed a V’O2peak
corresponding to 101% compared with that of
controls on same age non-transplant recipients,
while transplant recipients who did not train obtained only 73%.12 The study also highlighted
that active individuals presented higher scores in
several scales of the SF-36 questionnaire (physical activity, limitation of physical role, body pain,
general health, vitality and social activities).
On the occasion of the 2011 WTG in Gothenburg (Sweden), which saw approximately 1,100
participants from 47 different countries engaged
in 13 sporting disciplines, a study was conducted
on English-speaking participants (Australian N. =
45, English N.=74; Irish N.=20; Canadian N.=18;
New Zealanders N.=14; South African N.=25 and
Americans N.=57) to investigate the state of psychological wellness.13 The transplant athletes
answered 5 different questionnaires, from which
the following emerged: only 19% had not practiced a sport before the transplant, all the others practiced sports at various levels (elite 11%;
sub-elite 14%, competitive 24% and recreational
32%). The level of education was high (63% university; 32% secondary school) and 63% had a
job which could be defined white-collar, with
a stable social-economic status which allowed
them to afford the expenses to organize their
transfer to the WTG (all the athletes participate at
their own expense). 50% were kidney transplant
recipients followed by liver transplant recipients
(22%) and heart transplant recipients (12%). The
average time from the transplant was 9.9±7.3
years. The sports practiced the most were: athletics (27%), swimming (15%), golf (10%) and
cycling (10%). These transplant recipients were
interested and motivated to participate in the
games for their personal satisfaction and as a result of the positive perception of their state of
health, with evident effects on their self-esteem
and mood, reduction in state and trait anxiety,
ability to respond to stress and improve sleep.
These results confirm that transplant recipients
can return to their normal life and, despite several risk factors, can take part in sporting activities in considerable safety.14
The positive attitude to sport has also been
underlined in a study on young transplant recipients who took part in the English National
Games, for whom participation in the games was
a confirmation of their state of health, also at a
physical level, and made it easier to invest in a
healthy life style, in which physical activity plays
an essential role, despite the history of the patient which led to the transplant.15
714
Uno studio condotto nel 1996 su 128 partecipanti agli United States Transplant Games, ha
evidenziato che coloro che si allenavano almeno
tre volte alla settimana per almeno 30 minuti per
seduta, ad un’intensità definita come “un po’ difficile” dimostravano un V’O2picco corrispondente al 101% paragonato a quello dei controlli di
pari età non trapiantati, mentre i trapiantati che
non si allenavano ottenevano solo il 73% 12. Lo
studio ha anche evidenziato che i soggetti attivi
presentavano punteggi più elevati in alcune scale
del questionario SF-36 (attività fisica, limitazione
del ruolo fisico, dolore, salute generale, vitalità e
attività sociali).
In occasione dei WTG del 2011 a Goteborg
(Svezia), dove erano presenti circa 1100 partecipanti provenienti da 47 Paesi diversi, impegnati
in 13 discipline sportive, è stato condotto uno studio sui partecipanti di lingua inglese (australiani
N.=45; inglesi N.=74; irlandesi N.=20; canadesi
N.=18; neozelandesi N.=14; sudafricani N.=25 e
statunitensi N.=57) per indagare lo stato di benessere psicologico 13. Gli atleti trapiantati hanno
risposto a 5 diversi questionari, dai quali è emerso che: solo il 19% non praticava sport prima del
trapianto, mentre tutti gli altri praticavano sport
a vari livelli (elite 11%; sub-elite 14%, agonistico
24% e ricreativo 32%). Il livello di scolarità era
elevato (63% universitario; 32% scuola superiore)
e il 63% aveva un lavoro definibile come impiegatizio, con uno stato socio-economico stabile che
permetteva loro di affrontare le spese per l’organizzazione della trasferta ai WTG (gli atleti partecipano tutti a loro spese). I trapiantati di rene erano il 50%, seguiti dai trapiantati di fegato (22%)
e di cuore (12%). Il tempo medio dal trapianto
era di 9,9±7,3 anni. Gli sport maggiormente praticati erano: atletica (27%), nuoto (15%), golf
(10%) e ciclismo (10%). Questi trapiantati erano interessati e motivati a partecipare ai giochi
per loro soddisfazione personale e come risultato
della percezione positiva del loro stato di salute,
con evidenti ricadute sull’autostima e sullo stato
dell’umore, diminuzione dell’ansia di tratto e di
stato, capacità di rispondere allo stress e miglioramento del sonno. Questi risultati confermano che
i trapiantati possono tornare alla loro vita normale e, nonostante alcuni fattori di rischio, possono
prendere parte alle attività sportive in considerevole sicurezza 14.
L’atteggiamento positivo verso lo sport è stato
anche sottolineato in uno studio su giovani trapiantati che partecipavano ai Giochi Nazionali
inglesi, per i quali la partecipazione alle gare rappresentava una conferma del loro stato di salute
anche sul piano fisico e rendeva più facile l’in-
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
Perception of the state of health and quality of life
The participants in the WTG are clearly part
of a selected group, so the SF-36 questionnaire
was also administered to other transplant recipients, who are however inactive, to have a more
general and representative view of the population.12 The results have shown that the active individuals recorded significantly higher scores in
several rating scales (physical activity, limitation
of physical role and vitality), without significant
differences between the two groups as regards
the perception of the overall state of health.12
Similar results were obtained on 39 athletes
who participated in the 2011 edition of the WTG,
to whom the SF-36 16 questionnaire was administered. In particular only in the rating scales regarding the physical component and limitations
due to emotional problems, the scores were significantly worse than those of a group of healthy
Master athletes. Comparing the results of the SF36 questionnaire administered to 11 transplant
recipients who participated in 3 subsequent
editions of the National Transplant Championships (editions 2010, 2011 and 2012), it has been
highlighted that the scores of the various rating
scales remained the same, and there was a significant improvement in the perception of the
limitations to physical activity. This is attributed
to the good response to the immunosuppressive
therapy, a good physical condition and a healthy
life style.17
Other studies conducted on 118 physically active 18 kidney transplant recipients and on 157
transplant recipients of various organs participating in various national and international competitions highlight how sports practiced regularly
is able to produce significant improvements in
various rating scales of the questionnaires which
investigate the quality of life in relation to the
state of health. It follows that the benefits produced by practicing sports do not only have an
impact on physical health, but rather they also
involve the psychological and the social sphere
so the sports activity after a transplant has a major role to play, even if such a role is widely
underestimated by literature.18
Finally, a study conducted by means of interviews, administered to 63 kidney transplant
recipients and 2 liver transplant recipients who
participated in the sports activities organised by
the Polish section of WTGF, has shown that no
patient reported a worsening of the laboratory
exams after having started physical activity.19 On
average, 9 months after the transplant (range 1
Vol. 67 - No. 4
ROI
vestimento verso uno stile di vita sano, nel quale
l’attività fisica gioca un ruolo fondamentale, nonostante la storia del paziente che ha portato al
trapianto 15.
Percezione dello stato di salute e qualità della
vita
I partecipanti ai WTG fanno chiaramente
parte di un gruppo selezionato, per cui il questionario SF-36 è stato somministrato anche ad
altri soggetti trapiantati, però inattivi, in modo
da avere una visione più generale e rappresentativa della popolazione 12. I risultati hanno dimostrato che i soggetti attivi facevano registrare
punteggi significativamente più elevati in alcune
scale (attività fisica, limitazione del ruolo fisico e
vitalità), senza differenze significative tra i due
gruppi per quanto riguarda la percezione dello
stato di salute generale 12.
Simili risultati sono stati ottenuti su 39 atleti che partecipavano all’edizione del 2011 dei
WTG, ai quali è stato somministrato il questionario SF-36 16. In particolare solo nelle scale riguardanti la componente fisica e le limitazioni dovute
a problemi emotivi, i punteggi erano significativamente peggiori rispetto ad un gruppo di atleti
Master sani. Confrontando i risultati del questionario SF-36 somministrato a 11 atleti trapiantati
che hanno partecipato a 3 edizioni successive dei
Campionati Nazionali per trapiantati (edizioni
2010, 2011, 2012), si è evidenziato che i punteggi delle varie scale restavano invariati, e vi era
un significativo miglioramento della percezione
delle limitazioni all’attività fisica. Ciò è ascrivibile alla buona risposta alla terapia immunosoppressiva, a una buona condizione fisica e a uno
stile di vita sano 17.
Altri studi condotti su 118 trapiantati di rene
fisicamente attivi 18 e su 157 trapiantati di vari
organi partecipanti a varie competizioni nazionali e internazionali evidenziano come l’attività
sportiva praticata regolarmente sia in grado di
produrre significativi miglioramenti in varie scale dei questionari che indagano la qualità della
vita in relazione allo stato di salute. Ne deriva che
i benefici prodotti dalla pratica sportiva non hanno solamente un impatto sulla salute fisica, ma
coinvolgono anche la sfera psicologica e quella
sociale per cui la pratica sportiva dopo trapianto
gioca un ruolo importante, anche se tale ruolo è
largamente sottostimato dalla letteratura 18.
Infine, uno studio condotto mediante interviste, somministrate a 63 trapiantati di rene e 2
di fegato che partecipavano alle attività sportive
organizzate dalla sezione polacca della FWTG,
MEDICINA DELLO SPORT
715
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
month- 6 years) the patients had begun to practice: running, skiing, cycling, tennis, shot put and
body-building. The authors recommended to
start the activity after not less than three months
from the transplant, which represented a useful
time to heal from the surgical wounds and to
stabilise the functional picture of the transplant.
Only three patients complained of pain in the
transplant zone, such symptoms continued for
a few months, and can influence the choice of
when to start the physical activity. In any case,
the physical activity practiced by these 65 transplant recipients had no adverse effect on their
state of health.19
Body composition and energy expenditure
In 1996, the participants in the US Transplant
Games had a significantly lower Body Mass Index (BMI) and a percentage of adipose tissue
which was lower than that of sedentary 12 transplant recipients. In general, the BMI of transplant
recipients who practice sport is often lower than
25 kg/m2 (normal weight) and almost always below 28 kg/m2 20-23 which is a reference value that
is widely associated to mortality for cardiovascular events and with several types of tumor.24
This allows to classify the majority of transplant recipients who practice sport as individuals at a relatively lower risk of cardiovascular
problems compared with sedentary 25 transplant
recipients, and it goes hand in hand with the
observation that the majority of transplant recipients who practice sport are able to walk at least
10 thousand steps a day, equivalent to an energy expenditure of 300 kcal,26 and corresponding to the quantity of physical exercise useful to
prevent obesity and reduce the risk of suffering
from a first heart attack.27
The energy expenditure of transplant recipients of different organs has been measured with
portable appliances (Sensewear Armband) within 24 hours, including the participation in alpine
skiing, cross-country skiing, road cycling competitions and several track and field specialties,
in the context of the National Transplant Games
(Table VI).
The energy expenditure within the 24 hours
is 25% higher than that of healthy sedentary individuals. The transplant athletes were able to
withstand physical activity greater than 3 METS
for 197±112 minutes, with peaks of activity
which ranged from moderate to intense. And
yet, in those disciplines where it was possible
to make a comparison with the corresponding
716
ha evidenziato che nessun paziente aveva riportato un peggioramento degli esami di laboratorio
dopo aver iniziato l’attività fisica 19. In media, 9
mesi dopo il trapianto (range 1 mese – 6 anni), i
pazienti avevano iniziato a praticare: corsa, sci,
ciclismo, tennis, lancio del peso e body-building.
Gli autori consigliavano di iniziare l’attività dopo
non meno di tre mesi dal trapianto, che rappresenta un tempo utile per la guarigione delle ferite
chirurgiche e per una stabilizzazione del quadro
funzionale del trapianto. Solo tre pazienti hanno accusato dolore nella zona del trapianto, tale
sintomatologia si è protratta per pochi mesi, e può
influenzare la scelta di quando iniziare a praticare l’attività fisica. Comunque, l’attività fisica
praticata da questi 65 trapiantati non ha avuto
influenze sfavorevoli sul loro stato di salute 19.
Composizione corporea e dispendio energetico
I partecipanti agli US Transplant Games nel
1996, avevano un indice di massa corporea
(Body Mass Index: BMI) significativamente inferiore e una percentuale di tessuto adiposo più
bassa rispetto ai trapiantati sedentari 12. In genere il BMI dei trapiantati che praticano sport è
spesso inferiore a 25 kg/m2 (normopeso) e quasi
sempre inferiore a 28 kg/m2 20-23 che rappresenta
un valore di riferimento grossolanamente associabile con la mortalità per eventi cardiovascolari e con alcuni tipi di tumore 24.
Questo dato permette di classificare la maggior
parte dei trapiantati che praticano sport come
soggetti a relativamente minor rischio cardiovascolare rispetto ai trapiantati sedentari 25, e va di
pari passo con l’osservazione che la maggioranza
dei trapiantati che praticano sport è in grado di
compiere almeno 10 mila passi al giorno, equivalenti a un dispendio energetico di 300 kcal 26,
e corrispondenti alla quantità di esercizio fisico
utile per prevenire l’obesità e ridurre il rischio di
subire il primo attacco di cuore 27.
Il dispendio energetico di trapiantati di diversi
organi è stato misurato con apparecchi portatili
(Sensewear Armband) nell’arco di 24 ore, comprendenti la partecipazione a competizioni di sci
alpino, sci nordico, ciclismo su strada e alcune
specialità dell’atletica leggera, nell’ambito dei
Giochi Nazionali per trapiantati (Tabella VI).
Il dispendio energetico nelle 24 ore è risultato
maggiore di circa il 25% rispetto a quello di soggetti sedentari sani. Gli atleti trapiantati erano in
grado di sostenere un’attività fisica maggiore di 3
METS per 197±112 minuti, con punte di attività
da moderata ad intensa. Ciononostante, nelle discipline dove era possibile effettuare un paragone
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table VI.—Energy expenditure in various sporting activities.
Tabella VI. — Dispendio energetico in varie attività sportive.
Sports/activity
N.
Duration of sports
activity
Energy expenditure
kcal/24 h
Energy expenditure
kcal/h
Track and field (various; M)
Track and field (various; F)
Football (Soccer)
Football (Soccer)
Cycling
Alpine skiing (M)
Alpine skiing (F)
Cross-country skiing
Cross-country skiing (M)
Cross-country skiing (F)
Trekking (M)
Long distance road cycling
Various (M)
Various (F)
Low active (M)
Active (M)
Active (F)
Highly active (M)
Highly active (F)
21
7
22
11
8
16
2
8
5
2
5
28
48
9
7
17
2
28
5
3h55’±2h31’
3h49’±2h28’
1h36’±37’
1h14’±30’
4h52’±1h51’
3h28’±2h13’
7h44’±0h9’
9’27”±3’14”
4h09’±16’
1h44’±0h53’
7h35’±1h37’
5h32’±1h23’
Varies
Varies
Varies
Varies
Varies
Varies
Varies
-----------3581±820
3380±826
3156±943
2869±1123
3131±252
2630±358
3896±601
2801±274
311±63
259±38
392±113
412±55
303±44
299±53
268±13
458±219
314±80
314±80
253±111
---------
world records per age group, the performances
were worse by 27-53%.
Performance ability of transplant recipients
Königsrainer et al.32 report their experience of
22 heart, liver and kidney transplant recipients,
who participated in a road cycling race (Euregio
Cycling Tour) which is held across the Austrian
and Italian alps in three legs, respectively of 140,
90 and 102 km. The transplant recipients in stable immunosuppression conditions and with a
normally functioning organ were able to complete the course trouble-free during and after
the race and with performances comparable to
those of the control subjects.
A recent Italian experience (Italian Transplant
Trekking) brought 6 kidney transplant recipients
to Algeria, to tackle a 5-day trek in the desert,
with daily legs of 15-20 km at an altitude of
1500-1700 m a.s.l. and with temperatures between 5°C and 26°C. The individuals, selected
according to the results of ergometric and hematochemical tests certifying the good function of
the organ, showed an excellent ability to adapt
in cardio-circulatory terms and to acclimatise
which is fully comparable to that of the group
of healthy companions.20 This study shows that
the kidney transplant recipients in good general
physical conditions and with a glomerular filtration rate (eGFR) higher than 55 mL/min do not
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Bibliographic
references
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con i record mondiali corrispondenti per categoria di età, le prestazioni risultavano peggiori del
27-53%.
Capacità di prestazione dei trapiantati
Königsrainer et al. 32, riportano la loro esperienza su 22 trapiantati di cuore, fegato e rene,
che hanno partecipato ad una gara di ciclismo
su strada (Euregio Cycling Tour) che si disputa
attraverso le Alpi austriache e italiane in tre tappe, rispettivamente di 140, 90 e 102 km. I trapiantati, in condizioni stabili d’immunosoppressione e di normale funzionalità d’organo, erano
in grado di completare il percorso senza problemi
durante e dopo la gara e con prestazioni paragonabili a quelle dei soggetti di controllo.
Una recente esperienza italiana (Italian Transplant Trekking) ha portato in Algeria 6 trapiantati di rene, per affrontare un trekking nel deserto della durata di 5 giorni, con tappe giornaliere
di 15-20 km ad un’altitudine 1500-1700 m slm e
con temperature comprese tra 5 °C e 26 °C. I soggetti, selezionati in base ai risultati di test ergometrici ed ematochimici attestanti la buona funzionalità d’organo, hanno mostrato un’ottima
capacità di adattamento cardiocircolatorio e di
acclimatazione del tutto sovrapponibile a quella
del gruppo degli accompagnatori sani 20. Questo
studio dimostra che i trapiantati di rene in buone
condizioni fisiche generali e con una velocità di
filtrazione glomerulare (VFG) maggiore di 55 ml/
MEDICINA DELLO SPORT
717
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
present specific risks for this kind of performances.20
A study conducted during the Winter Games
for transplant recipients in Italy, which involved
11 kidney transplant recipients, 4 liver transplant
recipients and one heart recipient, has shown
that it is possible to recover the ability to use the
lactacyd anaerobic metabolism together with the
technical abilities to succeed in participating in a
giant slalom race in a mountainous environment
(42 gates, height difference of 160 m, departure
altitude 1600 m asl, air temperature -8°C). Even
the gifts of explosive power, determined with the
high jump test from a stationary position with a
counter movement, were comparable to those of
the normal sedentary population.21
The performance abilities were also studied
of 53 (42 males and 11 females) heart (N.=2),
liver (N.=4), kidney (N.=39), pancreas (N.=2)
and bone marrow (N.=6) transplant recipients,
who participated in the National Haemodialysis and Transplant games (Novara, May 2009;
Jesolo May 2010 and 2011), organized in association with the National Haemodialysis and
Transplant Association ANED Sport.33 The best
performances of the transplant athletes in the
nine races examined (Table VI), were on average lower than 58±23% compared with the
absolute world record achieved by professional
athletes (IAAF).
The best results achieved by transplant athletes from all over the world in the same nine
races during the World Transplant Games in
Gothenburg (2011) also show a difference in
min, non presentano particolari rischi per prestazioni del genere 20.
Uno studio condotto durante i Giochi Invernali per trapiantati in Italia, che ha coinvolto 11
trapiantati di rene, 4 di fegato e uno di cuore, ha
evidenziato che è possibile recuperare le capacità
di utilizzare il metabolismo anaerobico lattacido
unitamente alle capacità tecniche per riuscire a
disputare una gara di slalom gigante in ambiente montano (42 porte, dislivello 160 m, altitudine
di partenza 1600 m slm, temperatura dell’aria
-8 °C). Anche le doti di potenza esplosiva, determinate con il test di salto in alto da fermo con
contro movimento, sono risultate paragonabili a
quelle della popolazione normale sedentaria 21.
Le capacità di prestazione sono state studiate
anche su 53 pazienti (42 maschi e 11 femmine)
trapiantati di cuore (N.=2), fegato (N.=4), rene
(N.=39), pancreas (N.=2) e midollo (N.=6), che
partecipavano ai Giochi Nazionali dei Dializzati
e Trapiantati (Novara, maggio 2009; Jesolo maggio 2010 e 2011), organizzati in collaborazione con l’Associazione Nazionale Emodializzati e
Trapiantati ANED Sport 33. Le migliori prestazioni
degli atleti trapiantati nelle nove gare esaminate
(Tabella VI), sono risultate mediamente inferiori
del 58±23% rispetto ai record del mondo assoluti
ottenuti dagli atleti professionisti (IAAF).
Anche i migliori risultati ottenuti da atleti trapiantati provenienti da tutto il mondo nelle stesse
nove gare disputate durante i World Transplant
Games di Goteborg (2011), evidenziano una differenza di prestazione con i record assoluti IAAF
(36±10%) (Tabella VII).
Table VII.—Sporting performances of the best Italian transplant athletes participating in the National Trans-
plant Games (NTG) and compared with the absolute world records in 2010 (IAAF) and with the records
obtained in the World Transplant Games (WTG; Gothenburg; 2011).
Tabella VII. — Prestazioni sportive dei migliori atleti trapiantati italiani partecipanti ai Giochi Nazionali
Trapiantati (GNT) e confronto con i rispettivi record mondiali assoluti al 2010 (IAAF) e con i record ottenuti
nei World Transplant Games (WTG; Goteborg, 2011).
SPORT
100 m race (men)
100 m race (women)
200 m race (men)
1500 m race (men)
5000 m walking race
(men)
Shot put (men) §
Shot put (women) 1
Long jump (men)
Long jump (women)
Record
GNT
Record
WTG
2011
Record
IAAF
Diff
GNT-IAAF
%
Diff
WTG-IAAF
%
Diff
WTG-GNT
%
12.80 s
17.03 s
27.40 s
6 min 01 s
37 min 10 s
11.99s
14.42s
24.65s
4 min 27 s
25 min 29 s
9.58 s
10.49 s
19.19 s
3 min 26 s
18 min 30 s
+34%
+62%
+27%
+75%
+101%
+25%
+37%
+28%
+30%
+38%
-7%
-18%
-11%
-35%
-46%
-53%
-69%
-42%
-58%
-40%
-59%
-28%
-36%
-22%
-25%
-19%
-35%
10.84
6.94
5.19
3.14
m
m
m
m
13.97
9.20
6.42
4.85
m
m
m
m
23.13
22.63
8.95
7.52
m
m
m
m
§ kg 7.26; ^ kg 4.33
718
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
performance with the absolute IAAF records
(36±10%) (Table VII).
It should be observed that professional athletes dedicate at least 3-4 hours a day at least 6-7
times a week for several years to preparing for
competitions, while the number of weekly training sessions of transplant athletes varies from 1
to 7, with an average of 2-3 training sessions a
week, independently of the sport practiced (Table VIII), for a total of 6.8±3 hours/week, for a
significant part of the year.33
In actual fact, a group of 12 heart transplant
recipients who trained for two years at an intensity corresponding to the aerobic threshold, for
7-20 hours a week, to prepare for the European
Championships for heart and lung transplant
recipients in 2002, achieved results which the
authors call “exceptional” in terms of performances at the ergometric test: maximum workload
255±47 W, V’O2max 45.2+6.9 mL/kg/min.34
The time differences dedicated to the training
can certainly affect the result, but the differences
in performances can also be due to other factors.
Genetic predisposition plays a particularly important role in determining high level performances, but the type of training, motivation and
nutrition can also contribute.35 Furthermore, for
transplant patients the duration and the effects
of the disease which have led to the transplant,
the characteristics of the transplanted organ, the
physical post-transplant and, above all, the effects of immunosuppressive therapy, should also
be considered.
The sporting performance is also developed
starting from suitable muscular trophism, which
is known to be influenced by diet and exercise.36
The patients affected by chronic illnesses present
a form of resistance to anabolism, which is worsened by immunosuppressive drugs that have
different inhibitory effects on the control mechanisms of anabolism in the various tissues of the
ROI
Va osservato che gli atleti professionisti dedicano alla preparazione delle competizioni almeno
3-4 ore al giorno per almeno 6-7 volte alla settimana per diversi anni, mentre il numero di allenamenti settimanali degli atleti trapiantati varia
da 1 a 7, con una media di 2-3 allenamenti settimanali, indipendentemente dallo sport praticato
(Tabella VIII), per un totale di 6,8±3 ore/settimana, durante buona parte dell’anno 33.
In effetti, in un gruppo di 12 trapiantati di
cuore che si sono allenati per due anni ad intensità corrispondente alla soglia aerobica, per 7-20
ore alla settimana, in preparazione dei Campionati Europei per trapiantati di cuore e polmone
del 2002, sono stati ottenuti risultati che gli autori definiscono “eccezionali” in termini di prestazioni al test ergometrico: carico massimo 255±47
W, V’O2max 45,2+6,9 ml/kg/min 34.
Le differenze di tempo dedicato all’allenamento possono certamente influire sul risultato, ma
le differenze di prestazione possono essere dovute
anche ad altri fattori. In particolare, la predisposizione genetica gioca un ruolo assai importante
nel determinare le prestazioni di alto livello, ma
anche la tipologia dell’allenamento, la motivazione e l’alimentazione possono contribuire 35. Inoltre, per i pazienti trapiantati vanno considerati
anche la durata e gli effetti della patologia che ha
portato al trapianto, le caratteristiche dell’organo
trapiantato, le condizioni fisiche post-trapianto
e soprattutto gli effetti della terapia immunosoppressiva.
La prestazione sportiva si costruisce anche a
partire da un adeguato trofismo muscolare, che
è noto essere influenzato dalla dieta e dall’esercizio 36. I pazienti affetti da malattie croniche presentano una forma di resistenza all’anabolismo,
che è peggiorata dai farmaci immunosoppressori
che hanno diversi effetti inibitori sui meccanismi di controllo dell’anabolismo nei vari tessuti
dell’organismo 36. Il regolare allenamento con i
sovraccarichi sembra in grado di resettare questa
Table VIII.—Average ± SD of weekly training sessions and training hours for each session, grouped into the
sport practiced by 53 transplant athletes who participated in the National Dialysis and Transplant Games.33
Tabella VIII. — Media ± DS delle sedute di allenamento settimanali e delle ore di allenamento per ogni seduta, suddivise per sport praticato dai 53 atleti trapiantati che hanno partecipato ai Giochi Nazionali dei
Dializzati e Trapiantati 33.
Sport
Athletics
Cycling
Swimming
Football
Volleyball
Vol. 67 - No. 4
Sessions/week
N.
3±1
3±1
3±1
2±1
2±1
Hours/session
Range
1-7
1-6
1-4
1-3
1-4
MEDICINA DELLO SPORT
N.
2±1
4±3
2±3
2±1
3±2
Range
1-3
1-5
1-4
1-3
1-4
719
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
organism.36 Regular strength training seems able
to reset this resistance to anabolism and to improve the anabolic response induced by food.36, 37
Considering exclusively the relationship between the performances of transplant athletes
and the time dedicated to training, the data reported in Table VII show that organ transplant
patients could improve their performance ability
further, by managing better the time dedicated
to training and by adopting personalized training protocols on the basis of individual conditions.1, 38 These protocols should also be geared
to improving strength abilities, which can be
penalized by the relative muscle hypertrophy
following periods of pre and post-transplant
training, as well as by immunosuppressive therapies 36, 39 and should be integrated with other
lengthy exercises,34 to solicit the specific adaptations of the aerobic and/or anaerobic metabolism, on the basis of the sports activity practiced.
The possibility of improving post-transplant
performances is also demonstrated by the fact
that there are various transplant athletes who
practice or have practiced sports also professionally after undergoing a solid organ transplant,
competing on a par with healthy athletes, such
as for example: Jonah Lomu (rugby), Sean Elliott and Alonzo Mourning (basketball NBA),40
Ivan Klasnic and Eric Abidal (soccer) and master
swimmer Jean Howald-Jones.10, 41 These examples have enjoyed strong media publicity worldwide, since they are public figures, but a quick
web search is enough to discover that numerous
cases of transplant recipients exist who follow
training sessions, including very intense sessions,
and dedicate themselves with continuity to highly demanding sports activities (Table IX).
It is important to mention the case of a boxer
who, ignoring medical recommendations, continued to train and returned to fighting after undergoing a kidney transplant, without showing
specific organ function problems in the 38 month
follow-up period.42 This case poses important
questions on the criteria for granting fitness to
perform competitive activities to athletes with a
single functioning kidney who wish to practice
contact 43 or non-contact 14 sport. These questions should be tackled on the basis of scientific
evidence, avoiding unfounded pre-conceptions
and overly-protective sterile attitudes.44
resistenza all’anabolismo e di migliorare la risposta anabolica indotta dal cibo 36, 37.
Considerando esclusivamente la relazione tra
le prestazioni degli atleti trapiantati ed il tempo
dedicato all’allenamento, i dati riportati nella tabella VII indicano che i pazienti trapiantati d’organo potrebbero ulteriormente migliorare le loro
capacità di prestazione, gestendo meglio il tempo
dedicato all’allenamento e adottando protocolli di allenamento personalizzati sulla base delle
condizioni di ciascuno 1, 38. Tali protocolli dovrebbero essere volti a migliorare anche le capacità
di forza, che possono essere penalizzate dalla relativa ipotrofia muscolare conseguente ai periodi
di allettamento pre- e post-trapianto, nonché dalle
terapie immunosoppressive 36, 39 e dovrebbero essere integrate con altre esercitazioni anche di lunga
durata 34, volte a sollecitare gli adattamenti specifici del metabolismo aerobico e/o anaerobico,
sulla base della disciplina sportiva praticata.
La possibilità di miglioramento delle prestazioni dopo trapianto è anche dimostrata dal fatto
che vi sono vari atleti trapiantati che praticano
o hanno praticato sport anche a livello professionistico dopo aver subito un trapianto d’organo
solido, competendo alla pari con atleti sani, quali ad esempio: Jonah Lomu (rugby), Sean Elliott
e Alonzo Mourning (pallacanestro NBA) 40, Ivan
Klasnic e Eric Abidal (calcio) e la nuotatrice master Jean Howald-Jones 10, 41. Questi esempi hanno avuto una forte risonanza mediatica a livello
mondiale, poiché si tratta di personaggi pubblici,
ma basta una rapida ricerca sul web per scoprire che esistono numerosi casi di trapiantati che
seguono allenamenti anche molto intensi e si dedicano con continuità ad attività sportive assai
impegnative (Tabella IX).
Tra questi va citato anche il caso di un pugilatore che, ignorando le raccomandazioni dei
medici, ha continuato ad allenarsi ed è ritornato a combattere dopo essere stato sottoposto a
trapianto di rene, senza evidenziare particolari
problemi di funzionalità d’organo nei 38 mesi di
follow-up 42. Questo caso pone importanti interrogativi sui criteri per concedere l’idoneità agonistica ad atleti con un unico rene funzionante,
che desiderano praticare sport da contatto 43 o da
non contatto 14. Tali interrogativi dovrebbero essere affrontati sulla base delle evidenze scientifiche, evitando gli infondati preconcetti e gli sterili
atteggiamenti ultraprotettivi 44.
Football (Soccer)
Gioco del calcio
In this respect, it is important to bring the experience of transplant recipients who play foot-
A questo proposito è importante portare l’esperienza dei trapiantati che giocano a calcio. Il
720
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table IX.—List with the names of several transplant patients, who practice different sports, and their per-
formances achieved after the transplant (data found by consulting the web search engines, in the period
between June 2013 and June 2014). This list makes no claim of being complete.
Tabella IX. — Elenco con i nomi di alcuni pazienti trapiantati, praticanti varie attività sportive, e relative
prestazioni ottenute dopo il trapianto (dati reperiti consultando i motori di ricerca del web, nel periodo
compreso tra giugno 2013 e giugno 2014). Questo elenco non ha la pretesa di essere completo.
Transplanted
organ
Surname
Name
M/F
Age
(years)
Country
Sport
practiced
Best
performances
Years from
transplant
Heart
Adams-Scharf
Danalyn
F
28
USA
Marathon
3
Heart
Allinson
Peter
M
46
USA
Triathlon
Swimming
Heart
Heart
Baxter
Bedard
James
Sylvain
M
M
38
40
USA
Canada
Badminton
Mountaineering
Compton
Corona
Erik
Eleonora
M
F
62
40
USA
Italy
Golf
Track and field
Heart
Garlett
Kyle
M
45
USA
Triathlon
Heart
Hodgson
Karen
F
50
Foot-racing
Heart
Knox
Aaron
M
31
United
Kingdom
USA
Mountaineering
Heart +
Kidney
Heart
Lien
Ardell
M
71
USA
Sailing
Kroening
Dwight
M
55
USA
Triathlon
Heart
Matthews
Joseph
M
27
UK
Track and field
Parachuting
Rugby
Surfing
Heart
Ortiz
Eduardo
M
46
Uruguay
Triathlon
Heart
Osterman
Greg
M
53
USA
Marathon
Heart
Perkins
Kelly
M
42
USA
Mountaineering
Heart
Heart
Saletti
Shippam
Ivano
Dale
M
M
43
57
Italy
Canada
Cycling
Mountaineering
Heart
Smith
David
M
--
Canada
Mountaineering
Liver
Abidal
Eric
M
35
France
Football
Liver
Caredda
Stefano
M
45
Italy
Cycling
Liver
Clug
Khris
M
54
USA
Snowboarding
Parallel Slalom
2000 Boston Marathon
in 5h53’
Several Olympic triathlons, WTG 50 m Bronze
medal free style
WTG 2 gold medals
Mt Sajama (Bolivia)
6542 m
Mt. Blanc 4810 m
Professional PGA Tour
WTG Bronze medal 3
km Race
Kona Ironman Hawaii
(3.8 km swim, 180 km
cycle and 42.2 km marathon) in 15 hours and
30 minutes)
London Marathon 42.2
km
Antarctica Expedition
Mt. Vinson 4987 m
Solo round the world
trip
Canada Ironman (3.8
km swim, 180 km cycle
and 42.2 km marathon)
in 15 hours and 33
minutes
100 m in 11”06
2007 London Marathon
6h45’32”
2008 London Marathon
6h02’06”
Doncaster Pheonix
Rugby Club
Ironman (3.8 km swim,
180 km cycle and 42.2
km marathon) in less
than 17 hours
Many marathons
5h29’16”
More than 10 high
altitude peaks reached,
including Matterhorn
(4478 m)
WTG Bronze 20 km
Mera Peak (Nepal)
6476 m
Antarctica Expeditions
Mt Sajama (Bolivia)
6,542 m
Spanish professional
league
WTG Bronze and Silver
medal
(5 km time trial)
Bronze at 2002 Olympics in Salt Lake City 2
7th Olympics 2010 Vancouver
Heart (2)
Heart
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
14
14
4
22
18
8
6
1
2
26
3
13
22
19
9
9
7
1
5
14
721
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
Table IX.—Continues from previous page.
Tabella IX. — Continua dalla pagina precedente.
Transplanted
organ
Surname
Name
M/F
Age
(years)
Country
Sport
practiced
Liver
Dell’Acqua
Enrico
M
71
Italy
Cycling
Liver
Dominguez
Alberto
M
44
Argentina
Liver
Guarro
Raùl
M
36
Argentina
Liver
Manca
Hector
M
43
Argentina
Liver
Manenti
Ermanno
M
45
Italy
Liver
(4 transplants)
Sanz
Carlos
M
43
Spain
Liver
Smith
Richard
M
45
Lung
Ernesto
Antonio
M
52
United
Kingdom
Northern
Ireland
Kidney
Gotch
Shawn
M
35
USA
Kidney
Henderson
Mike
M
46
Kidney
Howard-Jones
Jean
F
55
United
Kingdom
United
Kingdom
Kidney
Jones
Donald
M
Kidney
Kippen
John
M
60
USA
Kidney
Klasnić
Ivan
M
27
Croatia
Kidney
Dottie
F
46
USA
Kidney
Lessard
O’Connor
Lewis
Sue
F
58
USA
Kidney
Lomu
Jonah
M
29
Kidney
Mourning
Alonzo
M
35
New Zealand
USA
USA
Best
performances
Years from
transplant
WTG Italian category
Champion (20 km)
Track and field WTG Bronze and Gold
medal 400 m
Silver 800 m
Swimming
WTG Silver medal 100m
backstroke in 1:21.27
min
Cycling
Tour of Argentina (1,300
km)
Cycling
WTG Gold medal (20
km)
Italian category champion (20 km)
Track and field WTG Gold medal 4 x
Swimming
400 m
Mountaineering WTG Several medals for
swimming
Kala Pattar (Nepal)
5550 m
Cycling
WTG Gold medal 5 km
Running and
Triathlon
42.2 km Marathon
in 3 hours and 45
minutes
Several Olympic triathlons
Triathlon
Kona Ironman (3.8 km
swim, 180 km cycle and
42.2 km marathon)
Track and field WTG Gold medal Long
Jump
Swimming
WTG Gold medal 50 m
breaststroke in 49”60
Gold medal 50 m SL in
35”47
Gold, silver and bronze
medals at the European
Masters category Championships (FINA)
Baseball
Professional Atlantic
League
Track and field JFK 50 mile run (80 km)
in 15hr14’
Football
UEFA 2008 European
Championship Professional
Track and
field
Triathlon
Rugby
Basketball
WTG Gold and Silver
medal 100 m
Reeds Lake Triathlon
800 m swim, 28 km cycle, 8 km race in 2h47’
Professional Championships
Professional - NBA
2005-06 champion
with the Miami Heat
15
18
10
11
7
5
7
9
20
16
3
1
1
2
12
7
2
2
WTG: World Transplant Games; M: males; F: females.
722
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
ball. Football is one of the most popular sports,
played by more than 500 million people worldwide. If practiced three times a week at a recreational level, it is considered to be one of the
best guarantees to stay in good health, since it
has effects on arterial pressure and on circulating lipids, improves the fatty mass and lean mass
ratio, increasing muscle mass,45 and reduces cardiovascular risk.46 Furthermore, being a game,
football is a highly motivating leisure activity
which attracts a significant part of the population and so can be considered a useful activity to
promote health,46 even among transplant recipients,29 despite the fact that some may mistakenly
consider it a “dangerous” activity. Nevertheless,
the statistics of the United Kingdom Transplant
Support Service have never reported problems
of organ survival caused by sporting injuries, and
in a study conducted to establish which sports to
allow transplant recipients to practice, football
was one of those to be encouraged.47 This recommendation is consistent with all the studies
promoted by the Medical Assessment and Research Centre of the Federation Internationale de
Football Association (FIFA F-MARC) which show
that the risks for those who play football at a
recreational level are much less than those of the
consequences of a sedentary lifestyle and abstinence from exercise.48
In Italy there are transplant recipients who
play football regularly at amateur level, and in a
group of football players who are also transplant
recipients (11 kidneys, 3 liver) the energy expenditure during an amateur football match appeared to be fully comparable with that of their
non-transplant adversaries, in the same way that
the lacticidemia was comparable at the end of
the match, while injuries which could have compromised the function of the transplanted organs
were not observed.29
gioco del calcio, infatti, è uno degli sport più popolari, praticato da oltre 500 milioni di persone
nel mondo. Se praticato a livello ricreativo per
tre volte alla settimana, è considerato una delle
migliori garanzie per mantenere un buono stato
di salute, poiché ha effetti sulla pressione arteriosa e sui lipidi circolanti, migliora il rapporto
tra massa grassa e massa magra, aumentando
la massa muscolare 45, e riduce il rischio cardiovascolare 46. Inoltre, essendo un gioco, il calcio
è un’attività di svago altamente motivante, che
attrae buona parte della popolazione e quindi può essere considerata un’attività utile alla
promozione della salute 46, anche per i pazienti
trapiantati 29 nonostante possa essere da taluni
pregiudizievolmente considerata un’attività “pericolosa”. Tuttavia, l’United Kingdom Transplant
Support Service nelle sue statistiche non ha mai
riportato problemi di sopravvivenza d’organo
causati da infortuni da sport, e in uno studio
condotto per stabilire quali sport permettere ai
pazienti trapiantati d’organo, il calcio è stato
inserito come sport da incoraggiare 47. Questa
raccomandazione è coerente con tutti gli studi
promossi dal Medical Assessment and Research
Centre della Fédération Internationale de Football Association (FIFA F-MARC) che dimostrano
che i rischi per coloro che praticano calcio a
livello ricreativo sono assai minori rispetto alle
conseguenze della sedentarietà e dell’astinenza
dall’esercizio 48.
In Italia esistono trapiantati che giocano a
calcio regolarmente a livello amatoriale, e in un
gruppo di calciatori trapiantati (11 rene, 3 fegato), il dispendio energetico durante una partita
di calcio amatoriale è risultato assolutamente paragonabile a quello degli avversari non trapiantati, come pure era paragonabile la lattacidemia
al termine della partita, mentre non sono stati
osservati infortuni che possano aver pregiudicato
la funzionalità degli organi trapiantati 29.
Sport for child transplant recipients
Sport per i bambini trapiantati
An Irish study published in 1997 assessed
the state of health of a group of children with a
transplanted kidney who practiced many different sports, trying to establish if there were more
risks or more benefits.47 It was shown how all
the children had improved within a period of 6
months, with a number of negative events connected with the sports activity close to zero. It
was seen how very often the family imposes peremptory restrictions on the sports activity, due to
an excessively defensive attitude connected with
the perception of the transplant as a condition of
Uno studio irlandese pubblicato nel 1997, ha
valutato lo stato di salute di un gruppo di bambini trapiantati di rene che praticavano molti sport
diversi, cercando di stabilire se vi fossero più
rischi o più benefici 47. È stato dimostrato come
tutti i bambini fossero migliorati nell’arco di 6
mesi, con un numero di eventi negativi connessi
con l’attività sportiva vicino allo zero. Si è visto
come molto spesso la famiglia imponga restrizioni perentorie all’attività sportiva, a causa di un
atteggiamento eccessivamente difensivistico legato alla percezione del trapianto come una condi-
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
723
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
weakness, which should not be addressed with
anything other than drugs.
The authors drew up a classification that identified which sports were to be recommended and
which were to be avoided by child transplant recipients. Sports with a high level of traumatic risk
such as rugby, horse riding, judo, karate, boxing,
ice hockey and American football were not recommended, while cycling, downhill skiing, tennis, soccer, baseball and basketball were some of
those recommended.47
zione di fragilità, da non intaccare se non con
approcci farmacologici.
Gli autori hanno stilato una sorta di classifica
in cui sono stati identificati, per i bambini trapiantati, gli sport consigliati e quelli da evitare.
Sono stati sconsigliati gli sport ad elevato rischio
traumatico, come il rugby, l’equitazione, il judo,
il karate, la boxe, l’hockey su ghiaccio e il football
americano, mentre tra gli sport consigliati sono il
ciclismo, lo sci alpino, il tennis, il calcio, il baseball e la pallacanestro 47.
Endurance performances
Prestazioni di lunga durata
In 1985, there are reports of the first case of
a 45 year old heart transplant recipient who
completes the Boston Marathon, in less than six
hours.49
In those same years, Niset et al. studied the
metabolic implications in a heart transplant recipient after having run half a marathon in 2 h
26 min; the same study showed a significant increase in lactacidemia and blood creatine phosphokinase, and in creatinine and urine urea.
These variations were comparable to those of
the healthy control corridors, but highlighted
several differences in the kidney function due to
immunosuppressive therapy.
Douglas et al.51 have published the case of a
45 year old heart transplant recipient who began
to train for the first time after their transplant for
10-15 hours a week, succeeding in taking part in
a triathlon (1.5 km swim, 40 cycle, 10 race) nine
months after the transplant, taking 4 hours and
12 minutes. Holter monitoring performed for
the entire duration of the race showed a heart
rate of 144 bmp (range 139-162 bpm) without
significant alterations in rhythm. The myocardial
contractility indexes were transitorily altered and
returned to the norm within 24 hours, as it happens in normal individuals. The electrolytes and
the muscular enzymes also had a normal trend
in the post-race phase.
Richard et al.23 have recorded the heart rate of
14 heart transplant recipients involved in a 600
km race between Paris and La Plagne, a relay
race with teams of eight athletes each. The transplant recipients (between 19 and 59 years old;
BMI between 18 and 28 kg/m2, V’O2peak between
23.3 and 50 mL/kg/min) had trained regularly for
36±24 months for 4±2 times a week at an intensity of between 4 and 8 METS. For each, the fraction of race was established on the basis of their
individual abilities and was included between 10
and 30 minutes with average speeds of between
Nel 1985 si ha notizia del primo caso di un
trapiantato di cuore di 45 anni che ha portato
a termine la Maratona di Boston, impiegando
meno di sei ore 49.
In quegli stessi anni, Niset et al. 50 hanno studiato le implicazioni metaboliche in un trapiantato di cuore dopo aver corso una mezza maratona, corsa in 2h26’; nello stesso lavoro hanno
evidenziato un significativo aumento di lattacidemia e di creatin fosfokinasi ematica, e di creatinina e urea urinarie. Queste variazioni erano
paragonabili a quelle dei corridori sani di controllo, ma evidenziavano alcune differenze nella
funzionalità renale dovute alla terapia immunosoppressiva.
Douglas et al. 51 hanno pubblicato il caso di
un trapiantato di cuore di 45 anni, che dopo il
trapianto ha iniziato per la prima volta ad allenarsi per 10-15 ore alla settimana, arrivando
a partecipare ad una gara di triathlon (1,5 km
nuoto, 40 bici, 10 corsa) dopo nove mesi dal trapianto, impiegando 4h12’. Il monitoraggio Holter
effettuato per tutta la durata della gara evidenziava una frequenza cardiaca (FC) di 144 bpm
(range 139-162 bpm) senza alterazioni significative del ritmo. Gli indici di contrattilità miocardica erano transitoriamente alterati e tornavano
alla norma entro 24 ore, così come avviene nei
soggetti normali. Anche gli elettroliti e gli enzimi
muscolari avevano un andamento normale nel
post gara.
Richard et al. 23 hanno registrato la frequenza cardiaca di 14 trapiantati di cuore impegnati nella 600 km di corsa tra Parigi e La Plagne,
una gara a staffetta con squadre di otto atleti
ciascuna. I trapiantati (età compresa tra 19 e 59
anni; BMI tra 18 e 28 kg/m2,V’O2peak compreso tra
23.3 e 50 ml/kg/min) si allenavano regolarmente
da 36±24 mesi per 4±2 volte alla settimana ad
un’intensità compresa tra 4 e 8 METS. Per ciascuno, la frazione di gara è stata stabilita sulla base
delle proprie capacità individuali ed era compre-
724
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
8 and 14 km/h. The average heart rate during
the race was between 146 and 201 bpm (average 179±14 bpm) and was significantly higher
than that recorded in the same individuals at the
end of maximal incremental tests performed at
the cycle ergometer and treadmill. During the
race no electrocardiographic alterations were recorded suggesting pathologic alterations of the
rhythm or ischemic phenomena.
A bilateral lung transplant recipient, because
affected by cystic fibrosis, at the age of 32, at
a distance of 15 months from the transplant
(V’O2max 31.9 mL/kg/min), took part in the New
York Marathon finishing it in 7h18’50”, troublefree and with transitory modifications of hematochemical parameters, comparable to those of
normal individuals.52
A 45-yearold, ex-triathlete, heart transplant recipient, took part in a 10 km race competition 4
months after transplantation.53
Haykowsky and Tymchak 54 reported the case
of a 44 year old transplant recipient who was
able to complete half an Ironman triathlon (1.9
km swim, 90 km cycle and 21,097 km race or
rather half a marathon) in 6h28’, 18 years after
the transplant, improving the following year
(6h15’), and to take 3h02’ to cut the finishing line
of an Olympic triathlon (1.5 km swim, 40 km
cycle, 10 km run). This athlete trained 2-3 times
a week and was gifted with a maximum aerobic
power of 59 mL/kg/min.
Patterson and Walton 38 published the case of
a 39 year old cyclist (maximum aerobic power
58 mL/kg/min), who underwent a heart transplant after having suffered an acute myocardial
infarction at the end of a race. This athlete was
able to withstand a more aggressive than usual post-transplant rehabilitation which, after 13
days, led him to walk for 45 minutes at 4.8 km/h
with a heart rate below 140 bpm; after 31 days
to walk, run or cycle without time restrictions
with a heart rate lower than 150 bpm. 47 days
after surgery, he was able to do 2-3 bike training sessions a week, of 80 km each, without restrictions. His maximum aerobic power after 12
months from the transplant was 36.5 mL/kg/min.
Kidney function was studied in a group of
transplant recipients (11 kidney, 5 liver, 2 heart, 2
bone marrow) who took part in a gran fondo cycling road race (Novecolli: length 130 km, overall
height difference of 1871 m, average time taken
by the transplant recipients 6h36’49”±1h15’14”).
The transplant recipients in good clinical conditions and adequately trained, were able to tackle
intense and prolonged physical exertion, with
Vol. 67 - No. 4
ROI
sa tra 10 e 30 minuti con velocità medie tra 8 e
14 km/h. La frequenza cardiaca media durante
la gara era compresa tra 146 e 201 bpm (media
179±14 bpm) ed era significativamente maggiore
rispetto a quella registrata negli stessi soggetti al
termine di test incrementali massimali effettuati
al cicloergometro e al nastro trasportatore. Durante la gara non sono state registrate alterazioni
elettrocardiografiche suggestive di alterazioni patologiche del ritmo o di fenomeni ischemici.
Un trapiantato di polmone bilaterale, perché
affetto da fibrosi cistica, all’età di 32 anni, a distanza di 15 mesi dal trapianto (V’O2max 31.9
ml/kg/min), ha partecipato alla Maratona di New
York terminandola in 7h18’50”, senza problemi
e con modificazioni transitorie di vari parametri
ematochimici, paragonabili a quelle di soggetti
normali 52.
Un trapiantato di cuore di 45 anni, ex triatleta, ha partecipato a una competizione di corsa di
10 km dopo 4 mesi dal trapianto 53.
Haykowsky e Tymchak 54 hanno riportato il
caso di un trapiantato di cuore di 44 anni che
dopo 18 anni dal trapianto, è stato in grado di
completare un mezzo triathlon Ironman (1,9 km
di nuoto, 90 km in bici e 21.097 km di corsa cioè
una mezza maratona) in 6h28’, migliorandosi
l’anno successivo (6h15’), e di impiegare 3h02’
per tagliare il traguardo di un triathlon olimpico
(1,5 km nuoto, 40 km bici, 10 km corsa). Questo
atleta si allenava 2-3 volte alla settimana ed era
dotato di una massima potenza aerobica di 59
ml/kg/min.
Patterson e Walton 38 hanno pubblicato il caso
di un ciclista di 39 anni (massima potenza aerobica 58 ml/kg/min), trapiantato di cuore dopo essere stato colpito da infarto acuto del miocardio,
occorso al termine di una gara. Quest’atleta era
in grado di sostenere una riabilitazione post trapianto più aggressiva del solito, che lo ha portato,
dopo 13 giorni, a camminare per 45 minuti a 4,8
km/h con FC inferiore a 140 bpm; dopo 31 giorni a camminare, correre o andare in bicicletta
senza restrizioni di tempo con FC inferiore a 150
bpm. A partire da 47 giorni dall’intervento, è stato in grado di effettuare 2-3 allenamenti settimanali in bici, di 80 km ciascuno, senza restrizioni.
La sua massima potenza aerobica dopo 12 mesi
dal trapianto era di 36,5 ml/kg/min.
La funzionalità renale è stata studiata in un
gruppo di trapiantati (11 rene, 5 fegato, 2 cuore, 2 midollo) che partecipavano ad una gran
fondo di ciclismo su strada (Novecolli: lunghezza 130 km, dislivello complessivo in salita
1871 m, tempo medio impiegato dai trapiantati
6h36’49”±1h15’14”). I trapiantati in buone con-
MEDICINA DELLO SPORT
725
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
transitory modifications of the kidney function
which reduced within 24 hours from the end of
the race, comparable to those of the healthy control individuals (Table X).55
Obviously the clinical significance of these results must be analysed with further longitudinal
studies; nevertheless in a subgroup of 6 transplant athletes (2 heart, 2 liver and 2 kidney) who
participated in two subsequent editions of the
same race, the results in terms of kidney function were fully comparable, to indicate a stable
situation.
As regards the metabolic commitment in the
gran fondo cycling race, out of 28 transplant recipients (21 kidney, 6 liver, 1 heart) who participated in Novecolli and in Maratons dles
Dolomits, the energy expenditure greater than
3 METS was recorded for 5h28’±1h30’ and periods of 33’±29’ were recorded with an energy
expenditure higher than 6 METS.22, 31
Königsrainer et al.56 revealed that after an
80 km road cycle race, the relative increase in
neutrophile granulocytes was significantly less
in transplant recipients than in healthy cyclists
who participated in the same race, though reaching similar values in both groups. Transplant recipients showed a significant alteration in the
expression of metabolism-related genes, as it
happened in the control subjects, to show that
the training effect of long lasting exercise was
present in both groups, while in the transplant
recipients alone the expression of the genes of
immune-regulation was depressed.56 These observations were confirmed in another study 57
in which contact was simulated with a pathogenic agent incubating the blood taken after the
same race, with Lipopolysaccharides (LPS) for
dizioni cliniche e adeguatamente allenati, erano
in grado di affrontare uno sforzo fisico intenso
e prolungato, con modificazioni transitorie della
funzionalità renale che regredivano entro 24 ore
dal termine della gara, sovrapponibili a quelle
dei soggetti sani di controllo (Tabella X) 55.
Ovviamente il significato clinico di questi risultati dovrà essere analizzato con ulteriori studi longitudinali, tuttavia in un sottogruppo di 6
atleti trapiantati (2 cuore, 2 fegato e 2 rene) che
hanno partecipato a due edizioni successive della stessa gara, i risultati in termini di funzionalità renale erano completamente sovrapponibili,
ad indicare una situazione di stabilità.
Per quanto riguarda l’impegno metabolico
nelle gran fondo di ciclismo, su 28 trapiantati
(21 rene, 6 fegato, 1 cuore) che partecipavano
alla Novecolli e alla Maratons dles Dolomits, il
dispendio energetico maggiore di 3 METS è stato
registrato per 5h28’±1h30’ e sono stati registrati
periodi di 33’±29’ con dispendio energetico maggiore di 6 METS 22, 31.
Königsrainer et al. 56 hanno rilevato che dopo
una gara di ciclismo su strada di 80 km, l’aumento relativo dei granulociti neutrofili era significativamente minore nei trapiantati rispetto
ai ciclisti sani che partecipavano alla medesima
gara, pur raggiungendo valori simili in entrambi i gruppi. Nei trapiantati era evidente un’alterazione significativa dell’espressione dei geni
correlati al metabolismo, come del resto avveniva nei soggetti di controllo, a dimostrare che in
entrambi i gruppi era presente l’effetto allenante dell’esercizio di lunga durata, mentre nei soli
trapiantati l’espressione dei geni deputati alla
regolazione dell’immunità risultava depressa 56.
Queste osservazioni erano confermate in un altro
studio 57 in cui veniva simulato il contatto con un
Table X.—Hematochemical and urinary modifications on the occasion of the Gran Fondo cycling Road Race
Novecolli (Novecolli Life project).
Tabella X. — Modificazioni ematochimiche e urinarie in occasione della gran fondo di ciclismo su strada
Novecolli (progetto Novecolli Life) 55.
PRE transplant recipients
POST transplant recipients
POST24 transplant recipients
PRE controls
POST controls
Post24 controls
Laboratory reference values
HCT
%
Lymphocytes
^3
10 /mmc
Urea
mg/dl
Creatinine
mg/dl
Urinary
proteins
mg/die
Micro
albuminuria
mg/l
Specific
weight
42.3±4.3
41.0±5.3
41.9±5.0
43.1±2.8
44.0±2.9
42.3±4.4
42.0-52.0
1.81±0.47
1.63±1.04*
1.73±0.43§
1.75±0.41
1.19±0.39*
1.58±0.37§
0.80-4.32
45±14
68±20*
62±16§
34±8
55±12*
52±8§
15-50
1.12±0.36
1.37±0.42*
1.16±0.38§
0.92±0.16
1.09±0.22*
0.94±0.15*§
0.50-1.20
148±99
341±345*
126±133§
73±40
116±79*
104±35§
<200
55±76
192±278*
35±59§
11±18
34±44*
8±4§
<25
1.015±0.004
1.017±0.005
1.016±0.006§
1.018±0.005
1.020±0.005
1.027±0.005§
1.010-1.025
The data have been gathered on 20 transplant recipients (2 heart, 5 liver, 11 kidney, 2 bone marrow; time it took) and 44 controls
who participated in the same race. PRE: before the race; POST, immediately after the race; POST 24: 24 hours after the race. Significant differences PRE-POST* and POST-POST 24§.
726
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
24 hours: in transplant cyclists the expression of
immune-response genes was depressed.57 These
data indicate that the dosage of immunosuppressive therapy could be reduced in individuals
who practice sport.56, 57
High altitude mountaineering
Literature provides different publications on
transplant recipients who have reached high altitudes, between 4000 and 7000 m.
In 1997, two years after her heart transplant,
Kelly Perkins was the first woman to reach the
summit of Mount Whitney in California (4418
m), becoming also the “first woman to reach the
same peak of 4000 m with two different hearts”.58
The following year she climbed Mount Kilimanjaro (5895 m) in Tanzania and in 2003 the Matterhorn (4478 m) from Zermatt, in 11 and a half
hours (ascent + descent).58
Sylvain Bedard, a Canadian heart transplant
recipient, reached the summit of Mount Sajama (6542 m in Bolivia) 59, 60 accompanied by a
kidney transplant recipient and subsequently
climbed Mont Blanc (4810 m).
A bilateral lung transplant recipient climbed
the Breithorn from Zermatt (4164 m);61 five liver
transplant recipients reached the summit of Kilimanjaro (5895 m) and the medical-scientific aspects of this experience were published 62 and
provide interesting information on how to manage the issues connected with non-European
high altitude mountaineering expeditions.
The liver transplant recipients had begun
preparation six months before departure, training three times a week at a corresponding intensity of 80% of the maximum cardiac reserve.
Acute mountain illness was prevented during
the last part of the expedition with salmeterol
(aerosol 125 µg twice a day) 63 and dexamethazone by mouth (1.5 mg every 4 hours). Antimalaria prophylaxis was done with atovaquone
(250 mg) and progunail (100 mg) for the entire
duration of the expedition and during the seven
days that followed. Furthermore, all the recipients had been vaccinated against hepatitis A, typhoid fever, tetanus, diphtheria and poliomyelitis
(using inactivated vaccines, if indicated). Finally,
levofloxacin was administered (250 mg) every
day for the prophylaxis of travellers’ diarrhoea.
One transplant recipient renounced reaching the
summit due to tiredness and decreased oxygen
saturation at an altitude of 4450. The hepatic
biopsy performed on their return from the expedition showed a recurrent infection from the
Vol. 67 - No. 4
ROI
agente patogeno incubando il sangue prelevato
dopo la stessa gara, con Lipopolisaccaride (LPS)
per 24 ore: nei ciclisti trapiantati l’espressione dei
geni deputati alla risposta immunitaria risultava
depressa 57. Questi dati indicano che nei soggetti
che praticano sport il dosaggio della terapia immunosoppressiva potrebbe essere ridotto 56, 57.
Alpinismo d’alta quota
In letteratura vi sono diverse pubblicazioni riguardanti trapiantati che hanno raggiunto quote
elevate, comprese tra 4000 e 7000 m.
Nel 1997, due anni dopo il trapianto di cuore,
Kelly Perkins è stata la prima donna a raggiungere la vetta del Mount Whitney in California (4418
m), diventando anche “la prima donna a salire
la stessa vetta di 4000 m con due cuori diversi” 58. L’anno successivo scalò il Monte Kilimanjaro (5895 m) in Tanzania e nel 2003 ha scalato il
Cervino (4478 m) da Zermatt, in 11 ore e mezza
(salita + discesa) 58.
Sylvain Bedard, un canadese trapiantato di
cuore, ha raggiunto la vetta del Monte Sajama
(6542 m in Bolivia) 59, 60 assieme a un trapiantato di rene e successivamente ha scalato il Monte
Bianco (4810 m).
Un trapiantato bilaterale di polmone ha scalato il Breithorn da Zermatt (4164 m) 61; cinque
trapiantati di fegato hanno raggiunto la vetta del
Kilimanjaro (5895 m) e gli aspetti medico-scientifici di questa esperienza sono stati pubblicati 62
e forniscono interessanti informazioni su come
gestire le problematiche legate alle spedizioni alpinistiche extraeuropee in alta quota.
I trapiantati di fegato avevano iniziato la preparazione sei mesi prima della partenza, allenandosi tre volte alla settimana ad un’intensità
corrispondente all’80% della massima riserva
cardiaca. Il mal di montagna è stato prevenuto
durante l’ultima parte della spedizione con salmeterolo (aerosol 125 µg 2 x al giorno) 63 e desametazone per os (1,5 mg ogni 4 ore). La profilassi
antimalarica è stata effettuata con atovaquone
(250 mg) e proguanil cloridrato (100 mg) per
tutta la durata della spedizione e nei sette giorni
seguenti. Inoltre tutti i soggetti avevano effettuato
le vaccinazioni contro epatite A, febbre tifoide,
tetano, difterite e poliomielite (utilizzando vaccini inattivi, se indicati). Infine è stata somministrata levofloxacina (250 mg) ogni giorno per
la profilassi della diarrea del viaggiatore. Un
trapiantato ha rinunciato a raggiungere la vetta
per stanchezza e bassa saturazione di ossigeno a
quota 4450. La biopsia epatica effettuata al ritorno dalla spedizione ha evidenziato un’infezione
MEDICINA DELLO SPORT
727
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
hepatitis C virus: this suggests that it is necessary
to have a healthy liver to achieve acclimatization
at high altitude.62
The six liver transplant recipients (from 2-5
years) were all undergoing immunosuppressive
therapy with tacrolimus (N.=2) and tacrolimus +
azathioprine (N.=4), or rather with calcineurin inhibitors, potentially neurotoxic drugs (Table III).
These drugs could expose the patients to acute
mountain illness, nevertheless no neurological
symptoms were found in the patients during
the expedition: it is important to underline that
in these patients the blood levels of tacrolimus
in blood were well-monitored, with values between 5 and 8 ng/mL. The authors conclude that
there is no reason not to recommend that transplant recipients in good physical conditions take
part in high altitude mountaineering expeditions
as long as they establish a suitable prophylaxis
to acute mountain illness. Even the assumption
of immunosuppressive therapy does not in itself
represent a contraindication to participation in
mountaineering expeditions in distant lands as
long as an adequate prophylaxis is established
and that medical assistance is available.63
For high altitude mountaineering the risks connected with permanence in areas where pathogenic agents such as malaria, typhoid, smallpox,
yellow fever etc. can be present must be considered…, which impose a suitable prophylaxis and
an attentive assessment of the risk case by case,
as indicated by Hillebrandt 64 who reports the
case of a kidney transplant recipient who took
part in an alpine expedition for which the risk of
contracting malaria had to be tackled.
It is interesting to observe how literature
does not report cases of infections contracted
by transplant recipients during mountaineering
expeditions.
In general, the risk with mountaineering is due
to the climbing harness used by kidney transplant recipients, since it has been shown that the
harness compresses the area of the abdomen in
which the kidney is positioned following a heterotopical transplant.65
ricorrente da virus dell’epatite C: ciò suggerisce
che è necessario un fegato sano per ottenere l’acclimatazione in alta quota 62.
I sei trapiantati di fegato (da 2-5 anni) erano
tutti in terapia immunosoppressiva con tacrolimus (N.=2) e tacrolimus + azatioprina (N.=4),
cioè con inibitori delle calcineurine, farmaci
potenzialmente neurotossici (Tabella III). Questi
farmaci potrebbero esporre i pazienti a mal di
montagna acuto, tuttavia non sono stati riscontrati sintomi neurologici nei pazienti durante la
spedizione: è importante sottolineare che in questi pazienti i livelli ematici di tacrolimus erano
ben monitorizzati, con valori compresi tra 5 e
8 ng/ml. Gli autori concludono che non vi sono
ragioni per sconsigliare ai trapiantati in buone
condizioni fisiche la partecipazione a spedizioni
alpinistiche in alta quota, a patto di instaurare
un’adeguata profilassi verso il mal di montagna
acuto. Anche l’assunzione di terapia immunosoppressiva non costituisce in sé una controindicazione per la partecipazione alle spedizioni
alpinistiche in terre lontane a patto che s’instauri
un’adeguata profilassi e sia disponibile l’assistenza medica 63.
Per l’alpinismo d’alta quota vanno quindi considerati i rischi connessi con il soggiorno in luoghi dove possono essere presenti agenti patogeni
quali la malaria, il tifo, il vaiolo, la febbre gialla,
ecc…, che impongono una adeguata profilassi e
un’attenta valutazione del rischio caso per caso,
come indicato da Hillebrandt 64 che porta il caso
di un trapiantato di rene che partecipava ad una
spedizione alpinistica per il quale si è dovuto affrontare il rischio di infezione malarica.
È interessante notare che non sono riportati in
letteratura casi di infezioni contratte durante le
spedizioni alpinistiche da parte di trapiantati.
Per l’alpinismo in generale è riportato un rischio dovuto all’imbragatura per i trapiantati di
rene, poiché è stato dimostrato che l’imbragatura
andrebbe a comprimere la zona dell’addome in
cui è allocato il rene dopo trapianto etero topico 65.
Conclusions
Alla luce di quanto pubblicato in letteratura
e sommariamente riassunto in quest’articolo, i
trapiantati d’organo solido che praticano attività sportiva in competizioni e prove di vario tipo,
presentano tutti una buona tolleranza alla terapia immunosoppressiva, una buona funzionalità dell’organo trapiantato a riposo e dopo sforzo
anche intenso e prolungato, una buona forma fi-
In light of what has been published in literature and summarized in this article, solid organ
transplant recipients who practice sports in different kinds of competitions and trials all present
good tolerance to immunosuppressive therapy,
good function of the transplanted organ at rest
728
Conclusioni
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
and following exertion, even of the intense and
prolonged kind, a good overall physical shape
and good recovery abilities, as a result of training at least twice a week, in addition to a positive
perception of their physical and psychological
condition (Table XI).
There is evidence of solid organ transplant recipients who have been able to return to their
sport at the same level as that before the illness
which had led to the transplant, succeeding also
in competing on a par with healthy athletes of
the top level or of the same Master category.
In solid organ transplant recipients, the principal risks connected with practicing sports are
those of infection and cardiovascular risk, due
to the side-effects of immunosuppresive therapy.
And yet, we have been unable to find cases in literature which show a clear relationship between
practicing sports and infectious diseases or sideeffects of immunosuppressive therapy, including cardiovascular diseases. Those who practice
sport deal with the risk of infection by means
of suitable prophylactic measures which range
from personal hygiene to vaccinations.5, 62, 64 The
risk caused by immunosuppressive therapy is
dealt with primarily with personalised exercise
used as a drug 66, 67 as well as with adequate
pharmacological support therapies.62
Though no epidemiological data exist in this
respect, the risk of trauma does not appear to be
substantially different from that encountered by
non-transplant athletes and it does not appear to
imply dangers for the transplanted organ, even
in several contact sports. In this respect it should
be noted that there is evidence of athletes who
ROI
sica generale e buone capacità di recupero come
risultato dell’allenamento effettuato per almeno
due volte alla settimana, nonché una percezione
positiva della propria condizione fisica e psicologica (Tabella XI).
Vi sono varie evidenze di trapiantati d’organo
solido che sono riusciti a tornare a praticare il
loro sport allo stesso livello precedente alla malattia che ha portato al trapianto, riuscendo anche
a competere alla pari con atleti sani di categoria
assoluta o di pari categoria Master.
Nei trapiantati d’organo solido, i principali rischi connessi con la pratica sportiva sono il
rischio infettivo e quello cardiovascolare, dovuti
agli effetti collaterali della terapia immunosoppressiva. Ciò nonostante, non siamo riusciti a reperire in letteratura casi in cui sia stata evidenziata una chiara relazione tra pratica sportiva e
patologie infettive o effetti collaterali della terapia
immunosoppressiva, comprese quelle cardiovascolari. Il rischio infettivo, infatti, è affrontato da
chi pratica sport con adeguate misure profilattiche che vanno dall’igiene personale alle vaccinazioni 5, 62, 64. Il rischio da terapia immunosoppressiva è affrontato principalmente con l’esercizio
personalizzato e utilizzato come un farmaco 66, 67
nonché con adeguate terapie farmacologiche di
supporto 62.
Pur non esistendo dati epidemiologici al riguardo, il rischio traumatologico non sembra essere sostanzialmente diverso da quello incontrato
dagli atleti non trapiantati e non sembra comportare pericoli per l’organo trapiantato, anche
in alcuni sport da contatto. A questo proposito
va osservato che esistono testimonianze di atleti
Table XI.—Intrinsic and extrinsic characteristics of transplant recipients who practice sporting activity. The
details of the immunosuppressive therapy can be found in the bibliographical sources mentioned.
Tabella XI. — Caratteristiche intrinseche ed estrinseche dei trapiantati che praticano attività sportiva. I dettagli della terapia immunosoppressiva possono essere reperiti nelle fonti bibliografiche citate.
Bibliographic references
Intrinsic characteristics
Good tolerance to immunosuppressive therapy
Good function of organ at rest
Good capacity of recovery after exertion
Good overall physical conditions
V’O2max > 30 mL/kg/min
BMI<28 kg/m2
Energy expenditure > 200 kcal/h
Positive perception of one’s own psycho-physical condition
Extrinsic characteristics
Mid-high socio-economic level
Training at least twice a week in preceding months
Specific anti-infective prophylaxis
Prophylaxis against acute mountain sickness due to the high altitude
Preceding technical experience for high level sports
Vol. 67 - No. 4
MEDICINA DELLO SPORT
19, 20, 22, 32, 33, 55
19, 20, 22, 32, 54, 55
20, 49, 54, 63
19, 20, 37, 50
23, 33, 50, 51, 53
20, 21, 22, 23, 56
20, 22, 28, 29, 31,
12, 13, 15, 16, 17, 18, 29
12, 13
13, 32, 33, 37, 53, 59,
7, 59, 61
59
13
729
Sports activities and solid organ transplantation
ROI
have returned to practicing their sport troublefree, but we are not aware of data on athletes
who have reported negative consequences on
the transplanted organ due to practicing sport,
even considering the 155 athletes recorded in
the last 5 years (from 2009 to 2014) in the project
“Transplants.. and now it’s time to sport” promoted by the National Transplant Centre and
which have participated in some of the studies
mentioned in this article. We can report a single case of an expert skier with a transplanted
kidney who died as a result of a serious chest
trauma following a fall during a downhill skiing
training session, without suffering damage to the
transplanted organ. Instead, we have recorded
several cases of athletes who have not been able
to continue to train for more or less long periods because of complications occurred to the
function of the transplanted organ, which are not
attributable to physical activity and sports, but
rather to typical problems that follow a transplant, including rejection.
In actual fact, the transplant recipients who
present important psycho-physical consequences due to the chronic pathology which has led
to the transplant or who manifest more or less
important forms of rejection or side-effects of immunosuppressive therapy, not only are unable
to practice sporting activities (in training and
in the race), but their health conditions require
frequent therapeutic interventions so these patients present lifestyles which are not likely to
be compatible with a physical and sporting activity, even one of the lowest intensity. The fact
that there is no data in literature that declares
important alterations in organ functions or complications during sports practiced by transplant
recipients would confirm this statement which,
in any case, requires specific investigation.
To conclude this review, it is necessary to observe that the data and the experiences which
we have summarized here show that transplant
recipients who practice sports competitively at
an amateur or professional level cannot be considered representative of the entire population
of transplant recipients, but they do offer us a
unique opportunity to become acquainted with
and study the higher limits of the possibilities
of functional recovery following an organ transplant. This aspect must be considered in order to
formulate the criteria for granting suitability for
competitive sports, but above all it allows us to
use the data originating from these experiences
to counteract the preconception that transplants
and sports cannot co-exist.
730
che sono tornati a praticare lo sport senza problemi, ma non siamo a conoscenza di dati su
atleti che hanno riportato conseguenze negative
sull’organo trapiantato praticando sport, anche
considerando i 155 atleti censiti negli ultimi 5
anni (dal 2009 al 2014) nell’ambito del progetto
“Trapianti… e adesso sport” promosso dal Centro Nazionale Trapianti e che hanno partecipato
ad alcuni degli studi citati in questo articolo. Un
unico caso che possiamo riportare è quello di un
esperto sciatore trapiantato di rene, che in seguito
ad una caduta durante un allenamento di sci
alpino, è deceduto per le conseguenze di un grave trauma contusivo al torace, senza riportare
danni per l’organo trapiantato. Abbiamo invece
registrato alcuni casi di atleti che non sono stati
in grado di continuare ad allenarsi per periodi
più o meno lunghi, per sopravvenute complicazioni a carico della funzionalità dell’organo
trapiantato, non riconducibili all’attività fisica e
alla pratica sportiva, ma piuttosto a problematiche tipiche del follow-up del paziente trapiantato,
compresi gli episodi di rigetto.
In effetti, i trapiantati che presentano importanti conseguenze psicofisiche dovute alla patologia cronica che ha portato al trapianto o che manifestano più o meno importanti forme di rigetto
o effetti collaterali della terapia immunosoppressiva, non solo non riescono a praticare l’attività
sportiva (in allenamento e in gara), ma le loro
condizioni di salute richiedono frequenti interventi terapeutici per cui questi pazienti presentano abitudini di vita difficilmente compatibili con
un’attività fisica e sportiva, anche di bassissima
intensità. Il fatto che non siano presenti in letteratura dati che attestino alterazioni importanti della funzionalità d’organo o complicazioni
durante la pratica sportiva dei trapiantati confermerebbe questa affermazione, che comunque
necessita di indagini specifiche.
A conclusione di questa rassegna, è necessario
osservare che i dati e le esperienze che abbiamo
qui riassunto evidenziano che i trapiantati che
praticano attività sportiva agonistica a livello
amatoriale o professionistico, non possono essere considerati rappresentativi dell’intera popolazione dei trapiantati d’organo, ma ci offrono
un’occasione unica per conoscere e studiare i
limiti superiori delle possibilità di recupero funzionale dopo trapianto d’organo. Quest’aspetto
deve essere considerato per formulare i criteri di
concessione dell’idoneità sportiva agonistica, ma
soprattutto ci permette di utilizzare i dati provenienti da queste esperienze per contrastare il pregiudizio secondo il quale trapianto e sport non
possono coesistere.
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Sports activities and solid organ transplantation
Longitudinal studies are necessary to define
the actual risks connected with practicing sports
at a competitive and amateur level in transplant
recipients.
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Part of the data was presented as poster communication at the XXXIV Congress of FMSI, in Catania, 23-26 October 2014.
Acknowledgments.—The authors wish to thank Mario Cerato for the technical support provided in preparing this manuscript.
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 13, 2014. - Accepted for publication on November 27, 2014.
Corresponding author: G. S. Roi, Isokinetic Medical Group, via Casteldebole 8/4, 40132 Bologna, Italy.
E-mail: [email protected]
732
MEDICINA DELLO SPORT
Dicembre 2014
Ringraziamenti
MED SPORT 2014;67:631
“Medicina dello Sport” desidera ringraziare tutti gli Autori che nel corso del 2014 hanno
sottoposto i loro lavori per la pubblicazione sulla Rivista e che con la loro attività hanno
permesso alla Rivista Federale di migliorare il livello qualitativo e la diffusione internazionale.
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.
Buon Anno 2015!
G. Santilli - M. Casasco
Massimiliano APPODIA
Giovanna Berlutti
Andrea Bernetti
Saverio Bettuzzi
Marco Bonifazi
Paolo Borrione
Salvatore Chiodo
Alessandra Dei Cas
Luigi Di Luigi
Antonio Fiore
Giuseppe Flotti
Calogero Foti
Gian Pasquale Ganzit
Antonio Gianfelici
Silvana Giannini
Arrigo Giombini
Vol. 67 - No. 4
Nicola Giuliani
Emanuele Guerra
Andrea Lino
Umberto Manili
Renato Manno
Claudio Marini
Gianni Mazzoni
Gaia Pecorelli
Giovanna Pelà
Lorenzo Pugliese
Italo RICAGNI
Angelo Rodio
Tiziana Sansolini
Antonella Santilli
Franco Sardella
Maurizio Vanelli
Riccardo Volpi
MEDICINA DELLO SPORT
733
MEDICINA
DELLO SPORT
Quarterly Journal
of the Italian Sport Medicine
Federation
Rivista trimestrale
della Federazione Medico-Sportiva
Italiana
VOLUME 67 - 2014
Subjects and Authors’ indexes
Indice alfabetico per materie e degli Autori
Subjects Index
Indice alfabetico per materie
A
Achilles tendon, 309.
Acupuncture, 653.
Adolescents, 603.
Altitude, 633.
Anaerobic threshold, 205.
Antioxidants, 251.
Arrhythmias, cardiac, 159.
Athletes, 1, 27, 93, 341, 411.
Athletic performance, 75, 369, 383,
397, 513, 555, 703.
B
Baclofen, 75.
Balance, 555.
Basal metabolism, 603.
Basketball, 397.
Blood pressure, 643.
Body composition, 423.
— image, 99.
Breathing exercises, 411.
C
Cardiovascular fitness, 47.
Creatine kinase, 251.
Emergency medical services, 93.
8-epi-prostaglandin F2alpha 437.
Exercise, 47, 61, 195, 703.
K
F
L
Fitness, 241.
Football, 273.
Kayak, 555.
L-lactate dehydrogenase, 251.
Low back pain, 473.
M
G
Girls, 261.
Glutathione S-Transferase M1, 437.
Glycemic Index, 465.
Goal-setting, 261.
Groin, 1, 341.
Growth and development, 241.
— hormone, 61.
H
Hockey, 473.
Hyaluronic acid, 289.
8-hydroxydeoxyguanosine, 219.
Magnetic resonance imaging, 175,
485.
Malondialdehyde, 219.
Martial arts, 309, 369, 383, 539.
Medicine, Chinese traditional, 653.
Metabolic syndrome X, 309.
Metabolism, 465.
Motor abilities, 273.
— activity, 423, 465, 603, 617.
Muscle fatigue, 227.
— stretching exercise, 119.
Muscular atrophy, 175.
N
Neurophysiological monitoring, 109.
I
D
Diathermy, 129.
DNA damage 437.
Down Syndrome, 219.
E
Eating disorders, 99.
Elderly, 617.
Electrocardiogram, 159.
Electromyography, 185, 227.
Vol. 67 - 2014
Iliotibial band syndrome, 569.
Imagery (psychotherapy) , 297.
Immunosuppression, 703.
Injections, 289.
Inspiratory pressure, 411.
Insulin-like growth factor binding
protein 3, 61.
Iontophoresis, 129.
O
Obesity, 603.
Osteoarthritis, knee, 653.
Oxidative stress, 219.
Oximetry, 83.
Oxygen, 205.
8-oxo-7-hydrodeoxyguanosine 437.
P
J
Joints, 341, 485.
MEDICINA DELLO SPORT
Pain, 1, 341, 569.
Parasympathetic nervous system, 109.
735
INDICE ALFABETICO PER MATERIE
Pedometer, 261.
Personal satisfaction, 99.
Pharynx, 83.
Physical activity, 261.
— education and training, 297, 449,
555.
— endurance, 75, 109, 633.
— fitness, 273, 383.
Plyometric exercise, 27, 539.
Postural balance, 297, 539.
Power, 241.
Psychomotor performance, 369.
Q
Quadriceps muscle, 185.
Rotator cuff, 175.
Rugby, 449.
S
Saliva, 195.
Sex characteristics, 227.
Skinfold thickness, 423.
Smoking, 593.
Spine, 83.
Spirometry, 593.
Sports, 93, 513, 593.
— medicine, 159.
Stress, psychological, 581.
Stroke volume, 633.
Students, 397.
Swimming, 119.
R
Racquet sports, 47.
Radiology, 473.
Range of motion, articular, 119.
Reproducibility of results, 185.
Resistance training, 83, 109, 195, 205,
219, 513, 643.
736
Tennis elbow, 289.
Testosterone, 449.
Thinness, 99.
Training, 581.
Transaminases, 251.
Transplantation, 703.
Travel medicine, 309.
U
Ultrasound, 485.
Upper extremity, 643.
W
Walking, 617.
Wounds and injuries, 1.
Wounds and injuries, 341.
T
Table tennis, 93.
Taekwondo, 581.
Tendinopathy, 129, 309.
Tennis, 569.
MEDICINA DELLO SPORT
Y
Young adult, 27.
Young adult, 423.
Young adult, 61.
Vol. 67 - 2014
Authors’ index
Indice alfabetico degli Autori
A
Abade E., 185.
Abdullahi Y., 47.
Açak M., 569.
Ahmadi R., 437.
Akbarpour M., 61.
Albano M., 129.
Anedda A., 703.
Antonetti T., 703.
Apostol A., 205.
Appodia M., 593.
Astegiano P., 129.
Azarbayjani M. A., 61.
B
Bartolomei S., 513.
Bartolucci C., 633.
Battaglia C., 99.
Bernetti A., 289.
Bianchini L., 323.
Biasini E., 669.
Bisciotti G. N., 27, 175.
Bomprezzi A., 323.
Bonetti A., 75.
Boni G., 485, 669.
Borrione P., 99.
Bottoni A., 323.
Branca J. J. V., 449.
Brandoni G., 633.
Briganti C., 323.
Bronikowski M., 261, 369.
Costantino C., 1, 341.
Coutinho De Oliveira C. V.,
83.
D
D’Amato A., 633.
Da Trindade C. 83.
Dantas E., 119.
De Crée C., 309.
De Filippo M., 1, 341.
De Souza C. T., 195.
Dei Cas A., 75.
Del Vecchio F. B., 383.
Di Cagno A., 99.
Di Castro A., 323.
Di Cave P., 593.
Di Masi F., 119.
Di Sante L., 289.
Dimare M., 383.
Drago E., 617.
Due Jakobsen M., 539.
Durigon V., 141.
Durmuş B., 569.
Calleja-Gonzalez J., 109.
Capodicasa A., 669.
Carvalho A., 185.
Carvalho C., 185.
Cataldo A., 465.
Ceccarelli F., 1, 341.
Cerasola D., 465.
Ceroti M., 449.
Ciacci S., 513.
Cichy I., 369.
Coelho Pereira B., 83.
Cofano G., 27.
Comotto S., 323.
Conceição M., 119.
Costa E., 119.
Vol. 67 - 2014
H
Hoor Z. M. B., 437.
I
Idrizovic K., 109, 273.
Igbokwe N. U., 47.
Ionescu A., 205.
J
E
Eirale C., 27, 175.
Emiliani F., 75.
Emin Kafkas M., 569.
Esposito G. M., 175.
F
C
Ghiasi A., 643.
Ghods Mirheydari S. B.,
297.
Giaccone M., 633.
Giada F., 159.
Gianfelici A., 323, 495.
Giannini S., 485, 669.
Giglio A., 465.
Giglio V., 465.
Giombini A., 99.
Gulisano M., 449.
Fabiano C., 323.
Federici A., 633.
Fernández-García B., 539.
Fernández-Río J., 539.
Ferri A. C., 669.
Flis-Masłowska M., 473.
Fornieles G., 219.
Franchini E., 195, 383.
Franci M., 669.
G
Ganzit G. P., 129.
Gargaglia F., 669.
Gervasi M., 633.
Gharaat M. A., 581.
Jafarabadi M. A., 61.
Jourkesh M., 109.
Julio U. F., 195.
K
Kantanista A., 261.
Kayihan G., 423.
Khoshkhahesh F., 251.
Kong H., 93.
Kong Z., 93.
Krivolapchuk I. A., 241.
L
Lai Z., 93.
Laudańska-Krzemińska I.,
261.
Laurent L., 669.
Levi Micheli M., 449.
Lewandowski J., 473.
Lira F. S., 195.
Lo Presti R., 465.
Lucertini F., 633.
MEDICINA DELLO SPORT
M
Ma H., 653.
Magnati G., 75.
Mangone M., 289.
Mariani P. P., 529.
Massari G., 141.
Mattiacci F., 669.
Melchiorri G., 227.
Merni F., 513.
Minganti C., 411.
Mirzaei B., 437.
Mohebbi H., 643.
Monaco M. M., 617.
Monyeki M. A., 603.
Morucci G., 449.
Mosconi G., 703.
Moss S. J., 603.
Murgia M., 289.
Musumeci L., 411.
N
Nakhostin-Roohi B., 251.
Nanni Costa A., 703.
Nazem F., 581.
Nerozzi E., 617.
Neves R. X., 195.
Novaes J., 119.
O
Ordonez F. J., 219.
Osiński W., 261.
Ostojic S. M., 109.
P
Pacini S., 449.
Palma A., 633.
Pampanelli G., 669.
Panissa V. L. G., 195.
Paoloni M., 289.
Parandak K., 251.
Parisi A., 411.
Pasqualoni F., 495.
Pedrini M. F., 1, 341.
Peeri M., 61.
Pegreffi F., 617.
Pereira A. K. F., 83.
Piccinno A., 27.
737
INDICE ALFABETICO PER AUTORI
Pigozzi F., 99.
Pistone E. M., 99.
Pizzi A., 141.
Pogliacomi F., 1, 341.
Polizzi G., 633.
Popowczyk M., 369.
Pourjafar S., 1, 341.
R
Rahimi R., 437.
Rahmani-Nia F., 437.
Rainoldi A., 227.
Ramazanzadeh R., 251.
Ramezani S., 61.
Rodrigues B., 195.
Rohani H., 643.
Roi G. S., 703.
Rokita A., 369.
Rosety I., 219.
Rosety M. A., 219.
Rosety-Rodriguez M., 219.
Ruggiero M., 449.
Russo G., 465.
738
Rynkiewicz M., 555.
Rynkiewicz T., 555.
S
Şahin Kafkas A., 569.
Salehi Z., 437.
Salvati A., 323.
Samadi M., 581.
Sampaio J., 185.
Sannicandro I., 27.
Santilli V., 289.
Santos L., 539.
Saravani M. F., 437.
Schaun G. Z., 383.
Seelaender M., 195.
Shahbazi M., 397.
Silva A. S., 83.
Silva G., 119.
Silveira A., 119.
Solito F., 75.
Spaccapanico Proietti S.,
669.
Spigoni V., 75.
Squeo M. R., 411.
Stojanovic M., 109.
T
Tahmasebi Boroujeni S.,
297, 397.
Tamburri R., 323.
Tancredi V., 227.
Tentoni C., 617.
Todaro A., 593.
Toriola A. L., 47.
Totti V., 703.
Trabalza M., 669.
Traina M., 465.
Tranchita E., 411.
Trerotola M., 703.
Triossi T., 227.
Trzaska T., 473.
Viero V., 227.
Voglino N., 495.
W
Wiernicka M., 473.
Witkowski M., 369.
Wushe S. N., 603.
Y
Yan D., 93.
Z
U
Urso A., 495.
V
Varalda C., 495.
Vasilescu M., 205.
MEDICINA DELLO SPORT
Zancanaro M., 703.
Zangh X., 653.
Zangla D., 465.
Zhang S., 653.
Zhou B., 93.
Zhou Q., 93.
Zourbanos N., 397.
Żurek P., 555.
Vol. 67 - 2014

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