VOLUME 66 - N. 2 - GIUGNO 2013 Indicizzata in Focus O n: Sports

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MEDICINA DELLO SPORT
Rivista trimestrale della Federazione Medico-Sportiva Italiana.
Continuazione di: Studi di Medicina e Chirurgia dello Sport, Medicina Sportiva
Direttori
G. SANTILLI - M. CASASCO
Comitato Editoriale
N. BACHL (Austria) - F. BENAZZO (Italia) - F. BOTRÈ (Italia) - P. CERRETELLI (Italia) - G. CERULLI (Italia)
L. COIANA (Italia) - D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia)
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Comitato di Redazione
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Direttore Responsabile
A. OLIARO
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di cui alla legge 5-8-1981 n. 416 art. 11 con il numero 00 148 vol.
2 foglio 377 in data 18-8-1982. Pubblicazione periodica trimestra
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L. 27/02/2004 N° 46) art. 1, comma 1, DCB/CN
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Medicina dello Sport, official journal of the Italian
Federation of Sports Medicine (FMSI), is an external
peer-reviewed scientific journal, published quarterly by Minerva Medica; editors in-chief have the
input of a distinguished board of editorial consultants representing multiple disciplines concerned
with sports medicine. Medicina dello Sport aims
to publish the highest quality material, both clinical and scientific on all aspects of sports medicine;
Medicina dello Sport includes research findings,
technical evaluations, review articles and in addition provides a forum for the exchange of information on all professional sports medicine issues
including education; reviewers are asked to complete a specific form and to return the paper to the
Editor, with comments, within one month.
The manuscripts submitted for publication must
conform precisely to the following instructions for
authors and are themselves in conformity with the
Uniform Requirements for Manuscripts submitted to
Biomedical Editors published by the International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
The submission of the manuscript implies that the
paper has not previously been published and that, if
accepted, it will not be published elsewhere, either
in its entirety or in part.
All illustrative material must be original.
Illustrations taken from other sources must be
accompanied by the publisher’s permission.
Manuscripts not accepted for publication will not be
returned by the publishers.
In conformity with the Helsinki Declaration, the
journal reiterates that all research involving
human beings must be conducted as indicated by
the Helsinki Declaration. In conformity with the
International Guiding Principles for Biomedical
Research Involving Animals recommended by the
WHO, the journal requires that all research on animals conform to the said principles.
Papers must be accompanied by the following declaration signed by ALL THE AUTHORS: “The undersigned Authors transfer the ownership of copyright
to the journal MEDICINA DELLO SPORT should their
work be published in this journal. They state that the
article is original, has not been submitted for publication in other journals and has not already been
published. They state that they are responsible for the
research that they have designed and carried out; that
they have participated in drafting and revising the
manuscript submitted, which they approve in its contents. They agree to inform Minerva Medica of any
conflict of interest that might arise, particularly any
financial agreements they may have with pharmaceutical or biomedical firms whose products are pertinent
to the subject matter dealt with in the manuscript.
In the case of studies carried out on human beings,
the authors confirm that the study was approved by
the ethics committee and that the patients gave their
informed consent. They also state that the research
reported in the paper was undertaken in compliance
with the Helsinki Declaration and the International
Principles governing research on animals”.
The authors implicity accept the fact that their paper
will be presented anonymously for examination by the
Editorial Board and for editorial revision if accepted.
EDITORIALS are commissioned by the Editor. They
should deal with topics of major importance on
which the authors expresses a personal opinion.
Editorials should not be subdivided into sections.
Medicina dello Sport reserves a certain number of
pages for the publication without charge of a maximum of two graduate theses pertaining to sports
medicine and judged to be worthy of publication
by the schools in questions. They will be printed in
the form of abstracts of six printed pages each.
Manuscripts
Manuscripts, in Italian or English, should be submitted directly to the online Editorial Office at the
Edizioni Minerva Medica website:
www.minervamedica.it
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can access the website www.minervamedica.
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If the first author is a member of the FMSI, a photocopy of the membership card and of the annual
renewal should accompany the manuscript, since
no contribution will be due for printing costs and
the author will receive 20 free reprints with cover
and a discount of 10% on rates for extra reprints
and any additional costs.
For authors who are not FMSI members, printed
pages will be charged to the authors at Euro 40,00
per page. In either case, colour figures, linguistic
revision, and excessive alterations to proofs will be
charged to the authors.
The paper should be presented in electronic format (floppy disk and/or CD) and in doublespaced
sheets, typed on one side only and subdivided into
the following sections:
Title page
• Coincise title without abbreviations in the original
language and accompanied by its translation into
the other language.
• Name, Surname and Signature of the Authors.
• Department and University, Division and Hospital
or Body to which each author belongs.
• Signature authorising publication of the University Department’s Head, the Hospital’s Chief
Medical Officer or the Director of the relevant
Body. They should indicate whether “the work is
the equal work of all authors”, or specify the role
played by each author.
• N ame, address and telephone number of the
author to whom correspondence or proofs
should be addressed.
• Date of any congresses at which the papers has
already been presented.
• Mention of any financial assistance or research
contracts.
• Acknowledgements.
Summary and Key words
The summary must contain a detailed synthesis of
the key elements of the work.
The paper must be accompanied by a summary
in Italian and one in English, containing no more
than 300 words, which should be structured as
follows: Objective, Methods, Results, Discussion,
Conclusions.
A maximum of 5 key words must also be given,
both in Italian and in English.
Key words should use the terminology of the
Medical Subject Headings (MeSH) in the Index
Medicus.
Text
The text should be composed as follows:
Introduction
Outlining current knowledge of the topic and the
purpose of the study, and explaining why the
results are being published.
Materials and methods
A description of the clinical, technical or experimental techniques used in the study. Any methods
and statistical procedures previously published in
detail must be quoted under the appropriate reference numbers. Data referring to the material must
be expressed fully and precisely, but also simply
and concisely.
Authors must comply strictly with the Guidelines
for Statistical Reporting in Articles for Medical
Journals (Ann Int Med 1988, 108 266-273).
The generic name, dose and method of administration must be given for all drugs; no manufacturer’s
brand names will be accepted.
Symbols and signs must be explained the first time
they appear in the text and must conform to international standards.
Results
These should be reported in the form of tables and
graphs, if necessary statistically processed using
illustrative material, and presented concisely in the
text, avoiding comments and interpretations.
Discussion of results and conclusions
This section comments on the results in terms of
their relevance to clinical practice and experimental
research and may compare the results with data
from the literature.
References
Works listed under “References” should be given
consecutive Arabic number. References to these
works in the text should be followed by the relevant
number in parentheses.
References should be listed in the standard form
approved by the International Committee of Medical
Journal Editors.
Journals. Each Reference entry should give the surname and initial(s) of all authors up to six (if the article
has more than six authors, list the first six followed by:
“et al.”), the original title of the article, the title of the
journal (using Index Medicus abbreviations); year of
pubblication; volume number; initial and final page
numbers. Standard international punctuation must be
adopted.
Example: Sutherland DE, Simmons RL, Howard
RJ. Intracapsular technique of transplant nephrectomy. Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Books and Monographs. In the case of non-periodical publications, authors should list the name of
authors and the title, edition, place of publication,
publisher and date of publication.
Example: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia. IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tables
Each table should be presented on a separate sheet
correctly typed, laid out according to the journal’s
own pagination, numbered in Roman figures and
briefly titled. Any notes should be added at the foot
of the page and not incorporated in the title.
Tables must be referred to in the text.
Figures
Photographs should be submitted in the form of
clean copies printed on card. A label on the back
should indicate the number in arabic numerals,
the title of the article, the name of the first author,
the positioning (top or bottom). the photographs
should be referred to in the text.
Do not write on the back of photographs. Do not
scratch them or spoil them with staples. And wording on the figure should be stenciled on in block
letters.
Only the part essential to the article should be
reproduced.
Histological photographs should always indicate
the magnification ratio and staining method.
Captions should be typed onto a separate sheet.
Drawings, graphs and diagrams should be produced in black ink on gloss-finish paper or smooth
white draftsman’s paper, using stencil lettering
where necessary. They may also be produced on a
computer.
Radiology photographs should be printed on
paper. Electrocardiograms, electroencephalograms
etc. should be submitted in their original form or
photographed, never photocopied.
In the case of figures in colour, it should always be
stated whether they are to be reproduced in colour
or in black and white.
Letters, numbers and symbols should be of a size to
remain legible when reduced for publication.
The ideal sizes for reproduction in this journal are
the following:
— cm
— cm
— cm
— cm
7.2
7.2
15,8
15,8
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
(base)×cm
4.8
9,8
9,8
18.5
(height)
(height)
(height)
(height): full page
Figures that do not conform precisely to the above
standards will not be accepted for publication.
Any changes to the proofs should be confined to
typographical corrections. Any modifications to the
text will be charged to the authors.
Corrected proofs should be returned within 15 days
to Medicina dello Sport - Edizioni Minerva Medica Corso Bramante 83-85 - I-10126 Torino.
In the event of delay, the Editorial Board will be
entitled to make its own corrections on the basis of
the original already received.
Forms for requests for extracts will be sent out with
the proofs.
Journal printed on acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
NORME PER GLI AUTORI
Norme generali
Medicina dello Sport, rivista peer-reviewed della Federazione Medico Sportiva Italiana, pubblica
articoli scientifici originali su argomenti di medicina
dello sport.
I manoscritti devono essere preparati seguendo
rigorosamente le norme per gli Autori pubblicate in seguito, che sono conformi agli Uniform
Requirements for Manuscripts Submitted to
Biomedical Editors editi a cura dell’International
Committee of Medical Journal Editors (Ann Int Med
1988;105:258-265).
L’invio del dattiloscritto sottointende che il lavoro
non sia già stato pubblicato e che, se accettato,
non verrà pubblicato altrove né integralmente né
in parte. Tutto il materiale iconografico deve essere
originale. L’iconografia tratta da altre pubblicazioni
deve essere corredata da permesso dell’Editore.
I dattiloscritti, pervenuti alla Redazione, anche se
non accettati per la pubblicazione, non verranno
comunque restituiti.
I lavori vengono sottoposti in modo anonimo a
valutazione da parte di qualificati revisori esterni.
Gli scopi della rivista sono quelli di pubblicare lavori di elevato valore scientifico in tutti i settori della
Medicina dello Sport. Ai revisori viene chiesto di
formulare i loro commenti su un modello apposito e
di rispedirlo all’editor entro un mese dal ricevimento.
La rivista recepisce i principi presentati nella
Dichiarazione di Helsinki e ribadisce che tutte
le ricerche che coinvolgano esseri umani siano
condotte in conformità ad essi. La rivista recepisce altresì gli International Guiding Principles for
Biomedical Research Involving Animals raccomandati dalla WHO e richiede che tutte le ricerche su
animali siano condotte in conformità ad essi.
Il lavoro deve essere accompagnato dalla seguente dichiarazione firmata DA TUTTI GLI AUTORI:
«I sottoscritti Autori trasferiscono la proprietà dei
diritti di autore alla rivista Medicina dello Sport.
Dichiarano che l’articolo è originale, non è stato
inviato per la pubblicazione ad altra rivista, e non
è stato già pubblicato. Essi dichiarano di essere
responsabili della ricerca, che hanno progettato e
condotto e di aver partecipato alla stesura e alla
revisione del manoscritto presentato, di cui approvano i contenuti. Si impegnano a segnalare conflitti
di interesse, in particolare eventuali accordi finanziari con ditte farmaceutiche o biomedicali i cui
prodotti siano pertinenti all’argomento trattato nel
manoscritto. Nel caso di studi condotti sugli esseri
umani gli Autori riferiscono che lo studio è stato
approvato dal comitato etico e che i pazienti hanno sottoscritto il consenso informato. Dichiarano
inoltre che la ricerca riportata nel loro lavoro è stata
eseguita nel rispetto della Dichiarazione di Helsinki
e dei Principi internazionali che regolano la ricerca
sugli animali».
Gli Autori accettano implicitamente che il lavoro
venga sottoposto in modo anonimo all’esame del
Comitato di Lettura e, in caso di accettazione, a
revisione editoriale.
A tutti sarà dato cenno di ricevimento.
L’EDITORIALE viene commissionato su invito del
Direttore. Deve riguardare un argomento di grande
rilevanza in cui l’Autore esprime la sua opinione
personale. L’articolo non deve essere suddiviso in
sezioni.
Medicina dello Sport riserva uno spazio per la
pubblicazione gratuita di tesi di Specializzazione
in Medicina dello Sport giudicate degne di stampa
dalle rispettive Scuole nel numero massimo di due
per numero sotto forma di estratto della lunghezza
di sei pagine di stampa per ciascuna.
Dattiloscritti
I lavori, in lingua italiana o inglese, devono essere
inviati alla redazione online raggiungibile dal sito
Edizioni Minerva Medica:
www.minervamedica.it
Gli autori che desiderino sottomettere i loro
manoscritti devono collegarsi al sito www.
minervamedica.it e accedere alla sezione
“Online submission”. Accedendo per la prima volta, gli Autori devono creare il proprio
account cliccando su “Create new account”.
Dopo aver creato l’account, potrà incominciare
la sottomissione dei manoscritti attraverso la
piattaforma online indirizzando il lavoro alla
Rivista “Medicina dello Sport”. Per loggarsi,
basterà inserire il proprio username e la propria password e cliccare su “Login” seguendo
le istruzioni per la sottomissione di un nuovo
manoscritto.
I lavori devono inoltre essere spediti in tre
copie a “Medicina dello Sport” - Federazione
Medico-Sportiva Italiana, Viale Tiziano 70,
00196 Roma.
Se il primo Autore è socio della FMSI i dattiloscritti
dovranno essere corredati da una fotocopia della
tessera FMSI e del rinnovo annuale comprovante
la regolarità della sua posizione di socio in quanto, in base alle nuove norme contrattuali, non sarà
richiesto alcun contributo stampa e spetteranno n.
20 estratti omaggio con copertina nonché il 10% di
sconto sulle tariffe in vigore per ulteriori estratti ed
eventuali costi aggiuntivi (traduzioni, fotolito, tabelle, ecc.).
L’elaborato dovrà essere presentato in formato elettronico (floppy disk e/o CD Rom) e in cartelle dattiloscritte con spaziatura doppia su una sola facciata
e articolato nelle seguenti sezioni:
Pagina di titolo
• Titolo conciso, senza abbreviazioni, nella lingua
originale, con traduzione nella seconda lingua.
• Nome, Cognome e Firme degli Autori.
• Istituto e Università, Divisione e Ospedale, o Ente
di appartenenza di ciascun Autore.
• Firma di autorizzazione alla stampa del Direttore
dell’Istituto Universitario o del Primario Ospedaliero o del Responsabile dell’Ente di appartenenza. Questi dovranno indicare se “il lavoro spetti
in parti uguali agli autori” ovvero specificare la
funzione svolta da ciascuno degli autori
• Nome, indirizzo e numero telefonico dell’Autore
al quale dovranno essere inviate la corrispondenza e le bozze stampa.
• Dati di eventuali Congressi ai quali il lavoro sia
già stato presentato.
• Menzione di eventuali finanziamenti o contratti
di ricerca.
• Ringraziamenti.
Riassunto e Parole chiave
Il riassunto deve sintetizzare in modo esauriente gli
elementi essenziali del lavoro.
Devono essere inviati un riassunto in lingua italiana
e uno in lingua inglese di non più di 300 parole, strutturati nel seguente modo: Scopo, Metodi,
Risultati, Discussione, Conclusioni (Objective,
Methods, Results, Discussion, Conclusions).
Dovranno inoltre essere indicate le parole chiave
(con un massimo di 5) nella lingua originale e nella
seconda lingua.
Per le parole chiave usare i termini del Medical
Subject Headings (MeSH) dell’Index Medicus.
Testo
Il testo deve essere composto da:
Introduzione
Illustrante lo stato attuale delle conoscenze sull’argomento trattato e lo scopo della ricerca e quali
sono i motivi per cui i risultati vengono pubblicati.
Materiali e metodi
Descrizione delle procedure cliniche, tecniche o
sperimentali seguite nella ricerca. I metodi e le
procedure statistiche pubblicati per esteso in precedenza devono essere citati nelle appropriate voci
bibliografiche. I dati che si riferiscono al materiale
devono essere espressi in modo esauriente e preciso ma anche semplice e breve.
Occorre seguire rigorosamente le Guidelines for
Statistical Reporting in Articles for Medical Journals
(Ann Int Med 1988;108:266-273).
Di tutti i farmaci si deve citare nome generico,
dosaggio e vie di somministrazione; non sono acettati marchi di fabbrica.
I simboli e le sigle vanno spiegati alla prima apparizione nel testo e devono essere conformi agli standards internazionali.
Risultati
Vanno riportati sotto forma di tabelle e grafici eventualmente elaborati statisticamente, con l’ausilio di
materiale illustrativo e una presentazione concisa
nel testo evitando commenti e interpretazioni.
Discussione dei risultati
e considerazioni conclusive
Finalizzate al commento sui risultati con eventuale
confronto con i dati della letteratura, ai fini della
pratica clinica e della ricerca sperimentale.
Bibliografia
La bibliografia, che deve comprendere i soli Autori
citati nel testo, va numerata con numeri arabi in
ordine consecutivo di prima citazione nel testo. Il
richiamo delle voci bibliografiche nel testo deve
essere fatto con numeri arabi posti tra parentesi. La
bibliografia deve essere citata nello stile standardizzato approvato dall’International Committee of
Medical Journals Editors.
Riviste. Per ogni voce si devono riportare il cognome e l’iniziale del nome degli Autori (elencare tutti
gli Autori fino a sei; se sette o più elencare solo i
primi sei nomi seguiti da: et al.), il titolo originale
dell’articolo, il titolo della rivista (attenendosi alle
abbreviazioni usate dall’Index Medicus), l’anno di
pubblicazione, il numero del volume, il numero di
pagina iniziale e finale. Nelle citazioni bibliografiche seguire attentamente la punteggiatura standard
internazionale.
Esempio: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.
Intracapsular technique of transplant nephrectomy.
Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.
Libri e Monografie. Per pubblicazioni non periodi-
che dovranno essere indicati i nomi degli Autori, il
titolo, l’edizione, il luogo di pubblicazione, l’editore
e l’anno di pubblicazione.
Esempio: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia. IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,
1987:67-95.
Tabelle
Ogni tabella deve essere presentata, in foglio separato, correttamente dattiloscritta, preparata graficamente secondo lo schema di impaginazione della
rivista, numerata in cifre romane, corredata da un
breve titolo. Eventuali annotazioni devono essere
inserite al piede della tabella e non nel titolo.
Le tabelle devono essere richiamate nel testo.
Figure
Le fotografie devono essere inviate sotto forma
di nitide copie su carta. Esse devono riportare sul
retro una etichetta che indichi la numerazione in
cifre arabe, il titolo dell’articolo, il nome del primo
autore, l’orientamento (alto, basso) e devono essere
richiamate nel testo.
Non scrivere sul retro delle figure e non graffiare o
rovinare le stesse utilizzando graffe. Eventuali diciture all’interno della figura devono essere realizzate
a caratteri di stampa con i trasferibili.
La riproduzione deve essere limitata alla parte
essenziale ai fini del lavoro.
Le foto istologiche devono sempre essere accompagnate dal rapporto di ingrandimento e dal metodo
di colorazione.
Le didascalie vanno dattiloscritte su un foglio a
parte.
Disegni, grafici e schemi devono essere eseguiti
in forma definitiva a china su carta da lucido o su
cartoncino bianco liscio da disegnatori esperti, utilizzando dove necessario i trasferibili (tipo Letraset),
oppure possono essere realizzati con il computer.
Gli esami radiologici vanno presentati in copia fotografica su carta. Elettrocardiogrammi, elettroencefalogrammi, ecc. devono essere inviati in forma originale o eventualmente fotografati, mai fotocopiati.
Per le figure a colori specificare sempre se si desidera la riproduzione a colori o in bianco e nero.
Lettere, numeri, simboli dovrebbero essere di
dimensioni tali che quando ridotti per la pubblicazione risultino ancora leggibili.
Le dimensioni ottimali per la riproduzione sulla
rivista sono:
— cm 7,2 (base)×cm 4,8 (altezza)
— cm 15,8 (base)×cm 18,5 (altezza): 1 pagina
Gli elaborati devono rispondere rigorosamente alle
suddette norme: in difetto non saranno presi in
considerazione.
La correzione delle bozze di stampa dovrà essere
limitata alla semplice revisione tipografica; eventuali modificazioni del testo saranno addebitate agli
Autori. Le bozze corrette dovranno essere restituite
entro 15 giorni a medicina dello sport - Edizioni
Minerva Medica - Corso Bramante 83-85 - 10126
Torino.
In caso di ritardo, la Redazione della rivista potrà
correggere d’ufficio le bozze in base all’originale
pervenuto.
I moduli per la richiesta di estratti vengono inviati
insieme alle bozze.
Rivista stampata su acid-free paper.
pISSN: 0025-7826
eISSN: 1827-1863
Vol. 66
Giugno 2013
Numero 2
INDICE
163
211
AREA FISIOLOGICA
Effetti sull’EPOC di diverse attività fisiche in
una popolazione di donne
Caratteristiche antropometriche e motorie
degli atleti brasiliani di futsal di livello nazionale
179
223
Galvani C., Bruseghini P., Annoni I., Demarie S.,
Salvati A., Faina M.
Ridurre l’ansia nei cavalieri principianti
mediante un simulatore meccanico del cavallo
Vidal Andreato L., Del Conti Esteves J. V., Alves De
Souza E., Magnani Branco B. H., Leme Gonçalves
Panissa V., Franzói De Moraes S. M.
Demarie S., Minganti C., Piacentini M. F., Parisi A.,
Cerulli C., Magini V.
Impatto della tecnologia e delle prime esperienze motorie nell’infanzia sullo sviluppo
delle abilità percettivo-motorie nei bambini
189
231
Coattivazione dei muscoli estensori e flessori
dell’articolazione del ginocchio durante perturbazioni multidirezionali dopo un esercizio
fisico estenuante
Hedayatpour N., Fathi M.
199
AREA ORTOPEDICA
Fratture delle spine iliache anteriori negli
atleti adolescenti: trattamento di tipo chirurgico o conservativo?
Pogliacomi F., Calderazzi F., Paterlini M., Pompili M.,
Ceccarelli F.
241
AREA MEDICA
Associazione tra attività delle citochine e composizione corporea in atleti altamente allenati
Zembroń-Łacny A., Ziemann E. E., Kasperska A.,
Żurek P., Rynkiewicz M., Rynkiewicz T., Laskowski
R., Hübner-Woźniak E.
Vol. 66 - N. 2
Ebrahimi K., Nasiri M., Salehian M. H.
Valutazione RM delle patologie del rachide in
posizione supina e sotto-carico fisiologico in
atleti con macchina RM dedicata
Francavilla G., Sutera R., Iovane A., Candela F.,
Matranga D., Sanfilippo A., Francavilla V. C.,
D’Arienzo M., Midiri M.
IX
INDICE
253
285
Villosio N., Piccazzo R., Paparo F., Muda A.,
Garlaschi G.
Il ruolo dei fattori esogeni ed endogeni
nell’eziologia della tendinopatia achillea e
patellare
Instabilità di ginocchio: confronto preliminare tra RM standard e in carico in pazienti con
lesione completa del LCA
LA MEDICINA DELLO SPORT …
PER SPORT
Bisciotti G. N., Eirale C.
265
Prevenzione degli infortuni agli arti inferiori
usando equazioni di regressione logistica nella ginnastica aerobica
Abalo R., Vernetta M., Gutiérrez-Sánchez A.
301
LA MEDICINA DELLO SPORT …
PER SPORT NEI FASCICOLI
277
CASI CLINICI
Asportazione artroscopica dell’os trigonum:
note di tecnica chirurgica e case report
Morelli F., Serlorenzi P., Ferretti A.
X
305
CONGRESSI
Giugno 2013
Vol. 66
June 2012
No. 2
CONTENTS
163
211
PHYSIOLOGICAL AREA
Excess post-exercise oxygen consumption
after different moderate physical activities in
a healthy female population
Galvani C., Bruseghini P., Annoni I., Demarie S.,
Salvati A., Faina M.
Anthropometric and motor characteristics of
Brazilian Futsal athletes at state level
Vidal Andreato L., Del Conti Esteves J. V., Alves De
Souza E., Magnani Branco B. H., Leme Gonçalves
Panissa V., Franzói De Moraes S. M.
223
179
Reducing anxiety in novel horse riders by a
mechanical horse simulator
Demarie S., Minganti C., Piacentini M. F., Parisi A.,
Cerulli C., Magini V.
The impact of technology and early childhoods’ motor experiences on the development of children’s motor-perceptual abilities
Ebrahimi K., Nasiri M., Salehian M. H.
231
ORTHOPEDIC AREA
189
Coactivation of the knee joint flexor and
extensor muscles during multidirectional perturbations after fatiguing exercise
Anterior iliac spines fractures in the adolescent athletes: surgical or conservative treatment?
Hedayatpour N., Fathi M.
Pogliacomi F., Calderazzi F., Paterlini M., Pompili M.,
Ceccarelli F.
199
241
MEDICAL AREA
Association between cytokine activity and
body composition in highly trained athletes
Zembroń-Łacny A., Ziemann E. E., Kasperska A.,
Żurek P., Rynkiewicz M., Rynkiewicz T., Laskowski
R., Hübner-Woźniak E.
Vol. 66 - N. 2
MRI evaluation of spine abnormalities in the
supine position and under physiological load
in athletes with a dedicated MR scanner
Francavilla G., Sutera R., Iovane A., Candela F.,
Matranga D., Sanfilippo A., Francavilla V. C.,
D’Arienzo M., Midiri M.
XIII
CONTENTS
253
Knee instability signs: preliminary comparison between conventional and weight-bearing
MRI in patients with complete anterior cruciate ligament tear
Villosio N., Piccazzo R., Paparo F., Muda A.,
Garlaschi G.
285
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
The role of exogenous and endogenous factors in the aetiology of achilles and patellar
tendinophathies
265
Prevention of injuries to lower limbs using
logistic regression equations in aerobic gymnastics
Abalo R., Vernetta M., Gutiérrez-Sánchez A.
301
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
IN PAST ISSUES
277
CASE REPORTS
Arthroscopic excision of the os trigonum: a
case report
Morelli F., Serlorenzi P., Ferretti A.
XIV
305
CONGRESSES
June 2013
FEDERAZIONE MEDICO-SPORTIVA ITALIANA
Presidente Onorario: Giorgio SANTILLI
CONSIGLIO DIRETTIVO
Presidente Federale
Maurizio CASASCO
Vice Presidenti
Luigi DI LUIGI
Gabriele PETROLITO
Consiglieri Federali
Gianfranco BELTRAMI - Gabriele BRANDONI
Vincenzo Maria IERACITANO - Adolfo MARCIANO
Claudio PECCI - Prisco Patrizio PETTI
Antonio PEZZANO - Vincenzo RUSSO
Segretario Generale f. f.
Maurizio FORTIN
COLLEGIO DEI REVISORI DEI CONTI
Presidente
Massimo CESSARI
Componenti
Monica VECCHIATI - Vincenzo TATO

Physiological area
Area fisiologica
MED SPORT 2013;66:163-78
after different moderate physical
activities in a healthy female population
Effetti sull’EPOC di diverse attività fisiche
in una popolazione di donne
C. GALVANI 1, P. BRUSEGHINI 2, I. ANNONI 2, S. DEMARIE 3, A. SALVATI 4, M. FAINA 2, 5
1Applied
Exercise Physiology Laboratory, Department of Psychology, Exercise Science Degree Course,
Catholic University of the Sacred Heart, Milan, Italy
2Exercise Science Degree Course, Catholic University of the Sacred Heart, Milan, Italy
3Italian University Sport and Movement “Foro Italico”, Department of Science of Human Movement and
Sport, Rome, Italy
4Private Practitioner, Rome, Italy
5Institute of Sports Medicine and Science, Italian National Olympic Committee, Rome, Italy
SUMMARY
Aim. In the recovery period after exercise there is an increase in oxygen uptake defined as excess post-exercise oxygen consumption (EPOC). The magnitude of EPOC after aerobic exercise may depend on duration and intensity of
exercise, on type of exercise (split exercise or continuous sessions) and on subjects’ training status and sex. Weight
loss can be achieved by increasing energy expenditure (EE). EPOC causes an increase in caloric burn during the
recovery period, to be taken into consideration in relation to energy balance and weight loss. It is not clear whether
various modes of aerobic exercise affect EPOC differently. The aim of this study was to evaluate the acute effects of
moderate intensity of cycling (C), treadmill (T), arm crank (A) exercises, cross-training exercise (CT) and moderate to
vigorous intensity activities of daily living (ADL) on EPOC.
2
Methods.
Six young moderately active females (age,
1288±78.2 kcal/
.
. 24.2±0.8 yr; BMI, 21.5±2.4 kg/m ; RMR,
.
day; VO2peak cycle ergometer, 40.3±4.3 mL/kg/min; V O2peak treadmill, 40.9±6.9 mL/kg/min; VO2peak arm ergometer,
22.2±3.4 mL/kg/min) participated in the study over a three-week period. In the first week subjects filled a Baecke
questionnaire on habitual
. physical activity, underwent a resting metabolic rate (RMR) measurement and 3 incremental tests to exhaustion (VO2peak at treadmill, cycle ergometer
and arm ergometer). In the second and third week they
.
completed five bouts of 30 min of exercise at 60% of VO2peak separated by 48 hours of rest: a continuous C, T, A, a
combined running, cycling and arm crank (CT) for 10 min each and ADL (3-6 METs). Before (30 min pre) and after
(2 hours post) each exercise bout a RMR measurement was carried out in a sitting position with indirect calorimetry
(K4b2, Cosmed, Italy). A MANOVA and a repeated measures ANOVA were used for data analysis.
Results. EPOC ranged in between 7% and 17% of Total Energy Expenditure. EPOC magnitude was also higher for CT
than all the others training modes, even not significantly. O2 consumed during and after T and C was significantly
.
higher than A when normalized to the pre-exercise levels (P<0.001). The higher oxygen consumption (V O2) during
exercise was found for T and C, significantly higher when compared with CT and ADL (P<0.01); on the contrary A was
significantly lower than all the other training modes (P<0.001). The respiratory exchange ratio (QR) was significantly
lower for T when compared with C during exercise (P<0.01). Differences were detected during exercise between
training modes for energy source utilization: fat utilization was significantly higher for T when compared with all the
other training modes (P<0.01), otherwise carbohydrates utilization was significantly higher for C when compared
with T, A, and ADL (P<0.01). There were no significant differences between training modes for energy sources during
the 2-hour post-exercise, although T allowed for a greater fat utilization.
Conclusion. This study shows that 30 min of all exercise modes provided an increase of EE for the first 2-hour after
exercise. This study shows that T can be considered the best weight loss exercise when compared with all the other
training modes measured. Our results indicate that separating a continuous 30 min exercise into three 10 min exercises will elicit an equivalent EPOC; this could be beneficial for subjects with a low fitness level who are unable
to perform one long-bout of exercise on the same ergometer. The equivalent EE during and after exercise between
Vol. 66 - No. 2
163
GALVANI
activities of daily Living and the other training modes underlines the importance of an active lifestyle, especially when
weight loss is concerned.
Key words: Exercise - Activities of daily living - Energy metabolism.
RIASSUNTO
Obiettivo. Nella fase di recupero dopo un esercizio fisico, le attività metaboliche non tornano immediatamente a livelli basali. Questo periodo di eccesso di consumo di ossigeno post-esercizio viene definito excess post-exercise oxygen
consumption (EPOC). La grandezza dell’EPOC (EPOC magnitude) dipende dall’intensità e dalla durata dell’attività
fisica svolta, dal tipo di esercizio (continuo o intervallato), dal livello di allenamento e dal sesso del soggetto. Dato che
la perdita di peso può essere ottenuta incrementando la spesa energetica (EE), in un programma di esercizio-terapia
mirato ad un calo ponderale è necessario considerare che l’EPOC incrementa il consumo calorico post-esercizio.
Non è ancora chiaro se diverse tipologie di esercizio abbiano differenti effetti sull’EPOC. Lo scopo di questo lavoro è
quello di verificare gli effetti sull’EPOC di attività moderate svolte al cicloergometro (C), al treadmill (T) e all’armergometro (A), di un esercizio di cross-training (CT) e di attività della vita quotidiana (ADL) effettuate ad un’intensità
tra moderata e vigorosa.
2
Metodi. .Sei femmine giovani moderatamente attive (età
. 24,2±0,8 anni, BMI 21,5±2,4 kg/m ;. RMR 1288±8,2 kcal/
giorno; V O2peak cicloergometro 40,3±4,3 ml/kg/min; V O2peak treadmill 40,9±6,9 ml/kg/min; V O2peak armergometro
22,2±3,4 ml/kg/min) hanno partecipato allo studio della durata di 3 settimane. Nella prima settimana i soggetti hanno
compilato un questionario (Baecke) sulle abitudini di vita, è stato loro misurato il metabolismo basale (RMR) e hanno
svolto 3 test .incrementali ad esaurimento. Nella seconda e terza settimana hanno svolto 5 esercitazioni di 30 minuti
al 60% del V O2peak separate tra loro da 48 ore di riposo: un esercizio continuo al T, al C e all’A, un CT che integra
pedalata, camminata e esercizio per gli arti superiori di 10 minuti ciascuno, ADL (METs 3-6). Nei 30 minuti prima
dell’esercizio e nelle 2 ore post-post-esercizio il metabolismo è stato misurato in posizione seduta con calorimetria
indiretta (K4b2, Cosmed, Italia). I dati sono stati analizzati con una MANOVA e un’ANOVA per misure ripetute.
Risultati. L’EPOC è risultato essere compreso tra il 7% e il 17% della spesa energetica totale. I valori più elevati di
EPOC magnitude sono stati riscontrati con l’allenamento CT, anche se non in modo significativo rispetto a tutte le altre
tipologie di allenamento. L’O2 consumato durante e dopo T e C è risultato significativamente superiore a quello dell’A,
se considerato. al netto dell’RMR (P<0,001). Gli allenamenti al T e al C sono quelli che hanno ottenuto un consumo
di ossigeno (V O2) durante l’esercizio significativamente più alto rispetto a CT e ADL (P<0,01); al contrario, l’allenamento svolto all’A risulta essere significativamente più basso di tutte le altre modalità di allenamento (P<0,001). Il
quoziente respiratorio (QR) durante l’esercizio è significativamente più basso per il T rispetto al C (P<0,01). Nei 30
minuti di attività sono state rilevate differenze per quanto riguarda l’utilizzo dei substrati energetici: l’utilizzo dei grassi
(FAT) è risultato significativamente più alto per il T rispetto a tutte le altre modalità di allenamento (P<0,01); l’utilizzo
dei carboidrati (CHO) è significativamente più alto per il C rispetto a T, A e ADL (P<0,01). Nelle 2 ore post-esercizio
non ci sono differenze significative tra le tipologie di allenamento in relazione all’utilizzo dei substrati energetici, anche se T è l’allenamento che permette il maggior consumo di FAT.
Conclusioni. Questo studio dimostra che 30 minuti di attività fisica permettono un aumento di EE nelle 2 ore postesercizio. La camminata al T può essere considerata il miglior esercizio per la perdita di peso se confrontato con le
altre modalità di allenamento prese in considerazione. I nostri risultati indicano che un esercizio intervallato di 30 minuti genera un EPOC equivalente a quello di un esercizio continuo: questo potrebbe essere vantaggioso per i soggetti
con un basso livello di forma fisica che non sono in grado di eseguire una lunga sessione di attività sullo stesso ergometro. L’EE equivalente durante e dopo l’esercizio fisico tra le ADL e gli allenamenti strutturati sottolinea l’importanza
di uno stile di vita attivo, soprattutto in relazione ad un programma di controllo del peso corporeo.
Parole chiave: Allenamento - Attività della vita quotidiana - Metabolismo energetico.
A
fter almost any physical exercise, metabolic activities do not immediately return
to basal levels. The first studies that set out to
analyse the mechanics of metabolism during
post-exercise recovery date to the early 20th
century, when the concept of oxygen debt
was introduced.1-29 In 1964 Margaria identified two stages in the
. post-exercise oxygen
consumption curve (VO2): the first, the faster
of the two, defined as alactacid, which is necessary to replenish adenosine triphosphate
164
A
l termine di qualsiasi esercizio fisico le attività metaboliche non tornano immediatamente a livelli basali. I primi studi che si occuparono
di analizzare i meccanismi metabolici durante
la fase di recupero post-esercizio risalgono ai primi anni del ’900 quando fu introdotto il concetto di debito di ossigeno 1-29. Nel 1964 Margaria
identificò
nella curva del consumo di ossigeno
.
(V O2) post-esercizio due fasi: la prima, più veloce, definita alattacida, necessaria alla risintesi
dell’adenosintrifosfato (ATP) e della fosfocreati-
Giugno 2013
GALVANI
(ATP) and phosphocreatine (CP), and the second, the slower of the two, defined as lactacid, used to eliminate the lactate produced
during the exercise.29-43 In 1984 Gaesser and
Brooks revised Margaria’s theories, defining excess postexercise oxygen consumption
in relation to the basal values with the term
excess post-exercise oxygen consumption
(EPOC).25 This new definition implies a different analysis of the phenomena that lie behind the altered post-exercise metabolism. In
particular, the replenishment of ATP and CP
and of glycogen starting from lactate (Cori cycle), the thermogenic effect due to the action
of hormones, and catecholamines, adrenaline and noradrenaline in particular, and the
reoxygenation of the blood are considered
responsible for the rapid components of
EPOC.44 Instead, the mechanisms responsible
for the slow component of EPOC do not seem
to have been understood completely yet. An
increase in body temperature seems to be the
most significant factor (60-70%) of an exercise
.
in which one reaches 50-80% of the VO2max;
the increase in circulation, ventilation, and
the triglyceride/fatty acid cycle and changes
in the use of energy sources from carbohydrates to fats 27 all play a minor part. From
the above, it emerges that the total energy
cost of exercise is also the result of biological
phenomena that occur after the exercise itself
and are not linked only to the bioenergetic
mechanisms. Therefore, in order to define
the global cost of a workout, it might not be
sufficient to measure the energy equivalent
of the accumulated lactate, for example, and
the oxygen consumed during the rapid repayment of the oxygen debt.19 In fact, it might
seem more correct to measure EPOC.
The intensity, duration and type of exercise
influence EPOC magnitude. EPOC increases
as the intensity and/or duration of the aerobic
workout increases:26, 55, 62 it is possible to obtain
a similar EPOC with moderate but protracted
exercise, and with much shorter physical exercise that is performed at much greater intensity.8 However, EPOC magnitude is influenced
to a greater extent by the intensity of the exercise, while the duration of the workout seems
to have more influence on the time necessary to
return to the basal metabolic rate (EPOC duration).5, 8, 9, 18, 26, 30, 36, 44, 49, 55
Taking as our reference a workout with a
constant load over time, one made up of active stages of equal intensity and duration,
Vol. 66 - No. 2
na (CP), e la seconda, più lenta, definita lattacida, utilizzata per smaltire il lattato prodotto durante l’esercizio 29-43. Nel 1984 Gaesser e Brooks
revisionarono le teorie di Margaria, definendo il
consumo di ossigeno post-esercizio in eccesso rispetto ai valori basali con il termine Excess Postexercise Oxygen Consumption (EPOC).25 Questa
nuova definizione sottintende un’analisi diversa
dei fenomeni che sono alla base dell’alterato metabolismo post-esercizio. In particolare, vengono
considerati responsabili delle componenti rapide
dell’EPOC la risintesi di ATP e CP, la risintesi del
glicogeno a partire dal lattato (ciclo di Cori),
l’effetto termogenico dovuto all’azione di ormoni, in particolare le catecolamine, adrenalina
e noradrenalina e la riossigenazione del sangue 44. Invece, i meccanismi responsabili della
componente lenta dell’EPOC non sono stati ancora completamente compresi. L’aumento della
temperatura corporea sembra essere il fattore di
maggior peso (60-70%) in . un esercizio in cui si
raggiunga il 50-80% del V O2max; una parte minore sembra essere svolta dall’aumento della circolazione, della ventilazione, del ciclo trigliceridi/acidi grassi e dal cambiamento dell’utilizzo
delle fonti energetiche da carboidrati a grassi 27.
Da quanto detto sopra, si evince che a determinare il costo energetico totale di un esercizio
contribuiscono anche fenomeni biologici che avvengono dopo l’esercizio stesso e non sono legati
ai solo meccanismi bioenergetici. Pertanto, al
fine di definire il costo globale di un esercizio, la
misura, ad esempio, dell’equivalente energetico
del lattato accumulato e dell’ossigeno consumato
nella fase rapida di ripagamento del debito di
ossigeno, potrebbe non risultare sufficiente 19. Al
contrario, sembrerebbe più corretta la misura
dell’EPOC.
L’intensità, la durata e la modalità dell’esercizio influenzano l’entità dell’EPOC. L’EPOC aumenta con l’aumentare dell’intensità e/o della
durata dell’allenamento aerobico 26, 55, 62: è possibile ottenere un EPOC simile sia mediante un
esercizio moderato, ma protratto nel tempo, che
mediante un’attività fisica di durata molto minore, ma svolta ad intensità più elevata 8. Tuttavia, la grandezza dell’EPOC (EPOC magnitude) è
maggiormente influenzata dall’intensità dell’esercizio, mentre la durata dell’esercizio sembrerebbe influenzare maggiormente i tempi di ritorno
ai valori basali del metabolismo (EPOC duration) 5, 8, 9, 18, 26, 30, 36, 44, 49, 55.
Prendendo come riferimento un esercizio a
carico costante nel tempo, un esercizio costituito
da fasi attive di pari intensità e durata, ma suddiviso in più fasi, determina un EPOC maggio-
165
GALVANI
but with split sessions, determines a higher
EPOC;2, 8, 34, 36, 39 on the other hand, a interval
exercise with the same duration and average
intensity, determines a similar EPOC.45
The muscle mass employed in the exercise
does not seem to influence EPOC, provided the
exercises are performed with
the same relative
.
work intensity (in % of VO2max).51, 53, 55 On the
other hand, exercises performed with the upper limbs produce EPOC with a duration and
a magnitude that are lower than those of an
exercise performed with the legs.40
Physical activity with weights produces a
higher EPOC than an aerobic workout that
burns the same quantity of calories;12, 52 however, Crommet does not note any difference
between the two types of workout.16 Different types of strength training, and the order in
which they are performed do not on the other
hand seem to influence EPOC,17, 60 whereas
recovery times can increase their value, with
shorter recovery times.21, 28
The level of training also influences some
characteristics of EPOC. EPOC magnitude is
similar with the same relative load or higher
with the same absolute load in individuals
who are fit and those who are not,42 while
EPOC duration is always shorter in fit individuals.23, 38, 56
And finally, no differences in EPOC were
found between males and females when it is
standardised on the basis of body mass.57 The
importance of the menstrual cycle on EPOC
is not clear yet: some authors have noted the
influence of the menstrual cycle on the energy cost of exercise,20, 47 while others did not
find any difference between workouts during the follicle phase and during the luteal
phase.24
From a practical viewpoint, it is felt that the
EPOC is important in the context of the use
of exercise as an instrument to manage weight.
For example, the role of EPOC was taken into
consideration to calculate global energy expenditure in physical exercise programmes to
manage weight 38, 50, 60 and some authors have
noted a value of 6-15% of the total.36 Considering the use of energy substrata in greater detail,
it was noted that in two physical workouts with
a similar energy expenditure, one performed at
high intensity and the other at moderate intensity, the first entails a significantly higher EPOC
and oxidation of carbohydrates (CHO), but
marginally lower oxidation of fats (FAT) than
the moderate workout.18, 37, 49, 58 Only one study,
166
re 2, 8, 34, 36, 39; di contro un allenamento di pari
durata ed intensità media, ma di tipo intervallato,
determina un EPOC simile 45.
La massa muscolare impegnata nell’esercizio
non sembra influenzare l’EPOC, a patto di eseguire esercizi alla medesima
intensità di lavoro
.
relativa (in % del V O2max) 51, 53, 55. Al contrario,
esercizi eseguiti con gli arti superiori producono
un EPOC di durata e grandezza minore rispetto
ad un esercizio eseguito con le gambe 40.
L’attività fisica svolta con i pesi produce un
EPOC maggiore rispetto ad un’attività aerobica
caratterizzata dal medesimo dispendio calorico 12, 52; al contrario Crommet non evidenzia alcuna differenza tra i due tipi di allenamento 16.
Diverse modalità di allenamento della forza e l’ordine con cui queste vengono svolte non sembrano
invece influenzare l’EPOC 17, 60, mentre i tempi di
recupero possono aumentarne il valore con recuperi più brevi 21, 28.
Anche il grado di allenamento influenza alcune caratteristiche dell’EPOC. L’entità dell’EPOC è
simile a parità di carico relativo o più grande a
parità di carico assoluto in soggetti non allenati
rispetto agli allenati 42, mentre la durata dell’EPOC
è sempre più breve nei soggetti allenati 23, 38, 56.
Infine, non sono state riscontrate differenze
nell’EPOC tra maschi e femmine quando questo
viene normalizzato in relazione alla massa corporea 57. L’importanza del ciclo mestruale sull’EPOC
non è stata ancora chiarita: alcuni autori hanno
verificato l’influenza del ciclo mestruale sul costo energetico dell’esercizio 20, 47, mentre altri non
hanno invece evidenziato differenze tra allenamenti svolti durante la fase follicolare o durante
la fase luteale 24.
Dal punto di vista pratico, si ritiene che l’EPOC
sia importante nel contesto dell’utilizzo dell’esercizio come strumento per il controllo ponderale. Per
esempio, il ruolo dell’EPOC è stato considerato ai
fini del calcolo del dispendio energetico globale in
programmi di esercizio fisico per il controllo del
peso 38, 50, 60 ed alcuni autori hanno riscontrato un
valore pari al 6-15% del totale 36. Considerando
più dettagliatamente l’utilizzo dei substrati energetici, è stato osservato che in due sedute d’esercizio fisico di pari dispendio energetico, una svolta
ad intensità elevata ed una ad intensità moderata, la prima comporta un EPOC ed un’ossidazione
di carboidrati (CHO) significativamente maggiore, ma un’ossidazione di grassi (FAT) leggermente
minore rispetto a quella moderata 18, 37, 49, 58. Solo
uno studio, svolto su una popolazione di soggetti
femminili sani e fisicamente attivi, ha evidenziato
un’ossidazione dei lipidi maggiore dopo un’attività intensa 37.
Giugno 2013
GALVANI
performed on a population of healthy, physically active females, revealed higher lipid oxidation after intense activity.37
As previously indicated, the study of EPOC is
fundamental to assess the actual calorie expenditure induced by physical activity and therefore
to optimise physical exercise programmes for
weight management.
However, studies performed in this field to
date have compared at the most 2 different
types of workout (exercise for the upper limbs
versus the lower limbs; aerobic workout versus
strength; continuous training vs. interval training). The result is therefore an incomplete picture of all the possible variations of physical exercise, such as the use of different ergometers,
considering the training methods frequently
used in weight loss programmes. Therefore, the
purpose of this study is to analyse EPOC, in a
population of moderately active females, in relation to 5 different types of physical activity (4
workouts with cycle ergometer, treadmill, arm
ergometer and cross-training ergometers and 1
workout comprising activities of daily living),
with the intention of determining the type of
physical activity most indicated for high energy
expenditure.
Come evidenziato precedentemente, lo studio dell’EPOC risulterebbe fondamentale per
valutare l’effettivo dispendio calorico indotto
da un’attività fisica e quindi per ottimizzare la
programmazione dell’esercizio fisico ai fini del
controllo ponderale.
Tuttavia, gli studi finora svolti sull’argomento
hanno confrontato tra loro al massimo 2 differenti modalità di allenamento (allenamento
per gli arti superiori versus arti inferiori; allenamento aerobico versus di forza; allenamento
continuo vs. intervallato). Ne risulta, quindi,
un quadro incompleto di tutte le possibili variabili proprie dell’esercizio fisico, quali per esempio l’utilizzo di diversi ergometri, considerando
modalità di allenamento frequentemente utilizzate nei programmi di allenamento per il calo
ponderale. Pertanto, scopo di questo studio è
quello di analizzare l’EPOC, in una popolazione di donne moderatamente attive, in relazione a 5 differenti tipi di attività fisica (4 allenamenti agli ergometri cicloergometro, treadmill,
armergometro, cross-training e 1 allenamento
comprendente activities of daily living), con
l’intento di determinare il tipo di attività fisica
più indicato per un maggiore dispendio energetico.
Materiali e metodi
Soggetti
Study population
The study was conducted into a sample of
6 moderately active women; all participants
gave their consent after having been informed
about the goals of the study and the investigation method for each assessment tool adopted.
Each individual was given an information sheet
indicating the behaviour to adopt during the experimental protocol.8, 11, 61 They were asked to
eat breakfast or lunch no more than 2-3 hours
before each session, not to take any physical
exercise in the weeks in which they were occupied in the experimental protocol (tests and
workarts), to maintain a stable calorie intake,
and to avoid consuming coffee, alcohol, drugs
and tobacco in the 24 hours before the workout, and to eat dinner and go to bed at the
same time every day, sleeping at least 8 hours.
The experimentation occupied each individual
for a period of 3 weeks. Before the start of the
experimental protocol, a session was held to
familiarise with the ergometers and metabolic
measurement system.
Vol. 66 - No. 2
Lo studio è stato condotto su un campione di
6 donne moderatamente attive; tutte le partecipanti hanno dato il loro consenso dopo essere
state informate sulle finalità dello studio e sulle
modalità di indagine di ciascun strumento di
valutazione adottato. A ciascun soggetto è stato
consegnato un promemoria con le indicazioni
comportamentali da seguire durante tutto il protocollo sperimentale 8, 11, 61. È stato loro chiesto
di consumare la colazione o il pranzo al massimo 2-3 ore prima della seduta, di non praticare attività fisica nelle settimane in cui erano
impegnate con il protocollo sperimentale (test e
allenamenti), di mantenere un apporto calorico
stabile, di evitare, nelle 24 ore precedenti l’allenamento, l’assunzione di caffè, alcool, farmaci e
di fumo di tabacco e di cenare e coricarsi sempre
al medesimo orario, dormendo almeno 8 ore. La
sperimentazione ha occupato ogni soggetto per
un periodo di 3 settimane. Prima dell’inizio del
protocollo sperimentale è stata effettuata una seduta di familiarizzazione con gli ergometri e il
metabolimetro.
167
GALVANI
Experimental procedures
Procedure sperimentali
The study entailed four preliminary days to
carry out the tests related to the assessment of
the relevant anthropometric and physiological
parameters. Subsequently, the individuals performed the five workouts in the lab. at an intensity corresponding to 60% of the VO2peak, during which EPOC was monitored continuously.
The air temperature and humidity, the time the
tests were administered and the way each individual arrived in the laboratory were maintained constant throughout the experimental
protocol.11, 61
Lo studio ha comportato quattro giornate preliminari per svolgere i test inerenti la valutazione
dei parametri antropometrici e fisiologici di riferimento. Successivamente, i soggetti hanno svolto
le cinque sedute di allenamento in laboratorio
ad
.
un’intensità corrispondente al 60% del V O2peak,
durante le quali è stato studiato in modo continuativo l’EPOC. La temperatura e umidità dell’aria,
l’ora di somministrazione dei test e le modalità di
arrivo di ciascun soggetto in laboratorio sono stati
mantenuti costanti per tutta la durata del protocollo sperimentale 11, 61.
Anthropometric measurements
Misure antropometriche
The anthropometric measurements were taken
on the first day: weight and height were measured with a scale and a stadiometer (Vandoni
Salus, Italy) to calculate the Body Mass Index
(BMI), body fat was measured using the skinfold
technique with a mechanical skinfold caliper
(Harpenden, GB, 55 mm). The body density was
calculated using Jackson and Pollock’s formula.31
The body fat percentage (%MG) was calculated
using Brozek’s formula.10
In prima giornata sono state effettuate le misurazioni antropometriche: peso e altezza sono stati
misurati con una bilancia e uno statimetro (Vandoni, Gaggiano, Milano, Italia) per il calcolo del
Body Mass Index (BMI), la massa grassa è stata valutata con la tecnica plicometrica utilizzando un
plicometro meccanico (Harpenden, GB 55 mm).
La densità corporea è stata calcolata utilizzando
la formula di Jackson e Pollock 31. La percentuale
di massa grassa (MG%) è stata calcolata utilizzando la formula di Brozek 10.
Lifestyle
The lifestyles and level of physical activity
were assessed with a questionnaire.4
Resting metabolic rate
Resting metabolic rate (RMR) was measured
in a supine position 15 for a total time of 15
minutes, with indirect calorimetry, averaging
the values
of the last 10 minutes of acquisition.
.
The VO2 values were transformed directly into
kcal by dedicated software, applying
. Weir’s
modified
formula:
[1440
min/day
(3.9
V
O2 + 1.1
.
VCO2)].63
A portable breath-by-breath gas analysis system (K4b2, Cosmed, Italy) was used to measure
the resting
metabolic
rate, but also to measure
.
.
peak VO2 and VO2 during the workouts. Before each measurement was taken, the metabolic system was warmer up for at least 45
minutes, afterward all the calibrations indicated
by the manufacturer were performed: the turbine calibraton included setting the flawmeter
with a 3-litre syringe; the O2 and CO2 analysers
were calibrated with a reference gas of known
composition (16% O2 and 5% CO2); the delay
calibration was performed to compensate for
168
Stile di vita
Con l’utilizzo di un questionario sono stati valutati lo stile di vita e il livello di attività fisica 4.
Metabolismo basale
Il metabolismo basale (RMR) è stato misurato in
posizione supina 15 per un tempo complessivo di 15
minuti, con calorimetria indiretta e mediando i
valori degli
ultimi 10 minuti di acquisizione. I va.
lori di V O2 sono stati direttamente trasformati dal
software dedicato in kcal applicando la. formula
modificata
di Weir: [1440 min/day (3,9 V O2 + 1,1
.
VCO2)] 63.
Per la misura del. metabolismo basale,
. così come
per le misure del V O2 di picco e del V O2 durante le sedute di allenamento, è stato utilizzato un
metabolimetro portatile respiro per respiro (K4b2,
Cosmed, Milano, Italia). Prima di ogni singola
misura, il metabolimetro è stato riscaldato per
almeno 45 minuti e successivamente sono state
svolte tutte le calibrazioni indicate dalla casa costruttrice: la turbina è stata tarata con una siringa da 3 litri; gli analizzatori dell’O2 e della CO2
sono stati calibrati collegando il metabolimetro
ad una bombola contenente una miscela di gas
Giugno 2013
GALVANI
the time lag between the expiratory flow measurement and the gas analyzers in order to correctly integrate the data from the turbine (V’E)
with the data processed by the analysers (FEO2
and FECO2). And finally, the room air calibration
was automatically run before test.
The heart rate (HR) was measured constantly
using a Polar heart rate monitor (Polar, Finland).
.
V O2peak
During the second, third and fourth workout,
three maximal incremental tests were performed
to
. exhaustion in order to identify the individual
V.O2/load ratio and peak oxygen consumption
(VO2peak) of each individual on each ergometer.
A 48 hour recovery was granted between one
test and the other.6
The modified Balke Test was used for the
treadmill (Run Race, Technogym, Italy), preceded by 12 minutes of warm-up (4 min at 3.5
km/h, 4 min at 4.5 km/h, 4 min at 5.5 km/h).
The subject began walking at a speed of 4.5
km/h, keeping this speed constant throughout
the test with a slope of 0% in the 1st minute
and of 2% in the 2nd minute. From the 3rd step
on, the slope was increased by one percentage
point each minute.13, 32, 46, 54
For the cycle ergometer (Excalibur Sport,
Lode, The Netherlands), after a warm-up of 12
min (4 min at 40 Watt, 4 min at 50 Watt, 4 min
at 60 Watt), an incremental test was used, in
which the subject began to pedal at an intensity
of 20 Watt for 1 min; the load was subsequently
increased by 10 Watt each minute.14, 48
For the arm ergometer (Ergoline 500-800,
Cosmed, Italy), after a warm-up of 12 min (4
min at 10 Watt, 4 min at 20 Watt, 4 min at 30
Watt), the incremental test was begun at an
intensity of 0 Watt for 1 minute and the load
was subsequently increased by 10 Watt every
minute.22,.41
Peak VO2 was calculated considering the
maximum value obtained at the end of the test,
analysing the indirect data with a 30-second
time average. Every test was considered maximal in the presence of at least 3 of the following criteria: exhaustion of the subject, heart rate
(FC) at the end of the test ± 5 bpm with respect
to the maximal theoretical heart rate,59 respiratory quotient .stable above 1.1, achievement
of
. a stationary VO2 (defined by a difference in
VO2 between the last step and the previous step
not above 150 mL/min), peak lactatemia at the
end of the test above 8 mmol/L.
Vol. 66 - No. 2
noti di riferimento (16% O2 e 5% CO2); il tempo di
ritardo (delay) dei gas, dalla bocca all’analizzatore (tempo di percorrenza dell’aria espirata nel
permapure), è stato calcolato per poter integrare. correttamente i dati provenienti dalla turbina
(V E) con i dati elaborati dagli analizzatori (FEO2
e FECO2). Infine una calibrazione aria ambiente
è stata svolta prima di iniziare qualsiasi acquisizione.
La Frequenza Cardiaca (FC) è stata rilevata in
continuo con cardiofrequenzimetro Polar (Polar,
Finland).
.
VO2peak
Durante la seconda, la terza e la quarta seduta sono stati effettuati tre test incrementali massimali diretti ad esaurimento
per individuare la
.
relazione individuale
V
O
/carico
e il consumo di
2
.
ossigeno di picco (V O2peak) di ogni soggetto su ogni
ergometro. È stato concesso un recupero di 48 ore
tra un test e l’altro 6.
Per il treadmill (Run Race, Technogym, Italia)
è stato utilizzato il test di Balke modificato, preceduto da un riscaldamento di 12 min (4 min a
3,5 km/h, 4 min a 4,5 km/h, 4 min a 5,5 km/h). Il
soggetto ha iniziato a camminare alla velocità di
4,5 km/h, velocità mantenuta costante per tutto il
test con una pendenza dello 0% nel 1° minuto e
del 2% nel 2° minuto. Dal 3° step in poi, la pendenza è stata aumenta di un punto percentuale
ogni minuto 13, 32, 46, 54.
Per il cicloergometro (Excalibur Sport, Lode, Paesi Bassi), dopo un riscaldamento di 12 min (4
min a 40 Watt, 4 min a 50 Watt, 4 min a 60 Watt),
è stato utilizzato un test incrementale, in cui il
soggetto ha iniziato a pedalare ad un’intensità di
20 Watt per 1 min; il carico è stato successivamente aumentato di 10 Watt ogni minuto 14, 48.
Per l’armergometro (Ergoline 500-800, Cosmed), dopo un riscaldamento di 12 min (4 min a
10 Watt, 4 min a 20 Watt, 4 min a 30 Watt), il test
incrementale è iniziato ad un’intensità di 0 watt
per 1 minuto e successivamente il carico è stato
aumentato
di 10 Watt ogni minuto 22, 41.
.
Il VO2 di picco è stato calcolato considerando il
valore massimo ottenuto alla fine del test, analizzando i dati mediati ogni 30 secondi. Ogni test è
stato considerato massimale in presenza di almeno 3 dei seguenti criteri: esaurimento del soggetto,
FC a fine test ± 5 bpm rispetto alla FC massimale
teorica 59, quoziente respiratorio stabile superiore
a. 1.1, raggiungimento dello stato stazionario
del
.
VO2 (definito da una differenza di VO2 tra l’ultimo
step e il precedente non superiore a 150 ml/min),
picco di lattatemia a fine test maggiore di 8 mmol/l.
169
GALVANI
Training load
Carico di allenamento
In order to determine a load corresponding
to a stationary oxygen consumption, the load
for
. each type of ergometer related to 60% of
V. O2peak was calculated using the individual
VO2/load ratio of the warm-up, created using
the oxygen consumption values measured in
the last minute of each load.
Al fine di determinare un carico corrispondente
ad un consumo di ossigeno in stato stazionario, il
carico
. per ogni tipo di ergometro relativo al 60%
del V O2peak è stato calcolato
utilizzando la rela.
zione individuale V O2/carico del riscaldamento
costruita con i valori di consumo di ossigeno misurati nell’ultimo minuto di ogni carico.
EPOC assessment
Valutazione dell’EPOC
In the subsequent sessions, also separated by
48 hours of recovery, the subjects performed 5
workouts each lasting 30 min: 4 at the ergometers
(cycle ergometer, C; treadmill, T; arm ergometer,
A; cross-training, CT), and 30 min of activities of
daily living (ADL). ADL comprise 6 activities each
performed for 5 min, selected from those that reflect the presumed lifestyle of the sample 1, 18, 49
which, based on literature, are classified as activities of moderate-vigorous intensity, in other
words between 3 and 6 METs.1 The following
activities were included: walking (4.0 METs),
climbing the stairs (5.5 METs), sweeping floors
(3 METs), washing windows (3.5 METs), carrying
weights (6
. METs), gardening (4/5 METs).
The VO2 and FC were measured continuously 30 min before the exercise, in the 30 min
of workout and in the 120 min of subsequent
rest.56, 64 In the 30 min pre-exercise and the
120 min post-exercise the subjects maintained
a sitting position; they were allowed to read a
book.
. In the 30 min before the exercises, the
. rest
VO2 was measured, as was the average VO2 for
the last 5 minutes.
During the 30 min of . workout, the average
oxygen consumption (VO2 ex), the average
heart rate (FC ex), the average respiratory quotient (QR ex) and the quantity of oxygen consumed (O2 ex) were all measured.
During the 120 min post-exercise, EPOC corresponding
to the value of the integral of the
.
VO2 post-exercise
curve, net of the basal pre.
exercise VO2, was assessed.28 This value was
subsequently linked to total O2 consumption
(EPOC + O2 ex = O2 150 min), to obtain the
percentage incidence of EPOC (EPOC %) on
the total cost of the workout.
The various energy substrata used (FAT and
CHO) during the workout and during EPOC
were assessed taking into consideration the caloric equivalent of the oxygen for a non-protein
respiratory quotient.44
Nelle successive sedute, anch’esse intervallate da
48 ore di recupero, i soggetti hanno svolto 5 allenamenti della durata di 30 min ciascuno: 4 allenamenti agli ergometri (cicloergometro, C; treadmill,
T; armergometro, A; cross-training, CT) e 30 min
di activities of daily living (ADL). Le ADL erano costituite da 6 attività protratte ciascuna per 5 min,
selezionate tra quelle che più si avvicinavano al
presunto stile di vita del campione 1, 18, 49 e che, sulla base della letteratura sono classificate come attività ad intensità moderata-vigorosa cioè comprese
tra i 3 e i 6 METs 1. In particolare sono state inserite
le seguenti attività: camminare (4 METs), fare le
scale (5,5 METs), lavare i pavimenti (3 METs), lavare i vetri (3,5 METs), trasportare pesi (6 METs),
praticare
. attività di giardinaggio (4/5 METs).
Il V O2 e la FC sono stati misurati in maniera
continua 30 min prima dell’esercizio, nei 30 min
di allenamento e nei 120 min di riposo successivi 56, 64. Nei 30 min pre-esercizio e nei 120 min
post-esercizio i soggetti hanno mantenuto la posizione seduta; è stato loro concessa la possibilità di
leggere un libro.
Nei
. 30 min prima degli. esercizi è stato valutato
il V O2 di riposo come il V O2 medio degli ultimi 5
minuti.
Durante i 30 min di esercizio sono stati
deter.
minati: il consumo di ossigeno medio (V O2 ex), la
frequenza cardiaca media (FC ex) e il quoziente
respiratorio medio (QR ex) e la quantità di ossigeno consumata (O2 ex).
Durante i 120 min post-esercizio è stato valutato l’EPOC corrispondente
al valore dell’integra.
le. della curva del V O2 post-esercizio al netto del
VO2 basale pre-esercizio 28. Tale valore è stato successivamente posto in relazione con il consumo di
O2 totale (EPOC + O2 ex = O2 150 min) al fine di
ricavare l’incidenza percentuale dell’EPOC (EPOC
%) sul costo totale dell’esercizio.
I differenti substrati energetici (FAT e CHO) utilizzati sia durante la fase di esercizio che durante
l’EPOC sono stati valutati considerando l’equivalente calorico dell’ossigeno per un quoziente respiratorio non proteico 44.
170
Giugno 2013
GALVANI
.
VO2 data were expressed in ml/kg/min or
ml/min and transformed into kcal using Weir’s
modified formula, as illustrated previously for
resting metabolic rate.63 The energy expenditure (kcal 150 min) was determined by summing the data for the 30 min of workout to
those for the 120 min post-exercise, starting
from the calculations performed by the dedicated software of the metabolic system on a daily
basis (kcal/day).
.
I dati di V O2 sono stati espressi in ml/kg/min
o in ml/min e trasformati in kcal utilizzando
la formula modificata di Weir, come precedentemente illustrato per il metabolismo basale.63
Sommando i dati relativi ai 30 min di esercizio
con quelli relativi ai 120 min post-esercizio, è stato determinato il dispendio energetico (kcal 150
min), partendo dai calcoli effettuati dal software
dedicato del metabolimetro su base giornaliera
(kcal/day).
Rate of perceived exertion
Sensazione di fatica percepita
The individuals were rated by the Borg scale
at the end of each workout in order to obtain
an addition parameter to assess the 5 types of
exercise; an assessment of the subjective rate of
perceived exertion (RPE) was performed using
the 10-point Borg scale (CR10).7
Al fine di ottenere un ulteriore parametro di
valutazione delle 5 tipologie di allenamento, ai
soggetti è stata somministrata la scala di Borg al
termine di ogni esercitazione; è stata chiesta la
valutazione della percezione soggettiva dello sforzo (RPE) utilizzando la scala di Borg a 10 punti
(CR10) 7.
Statistical analysis
Statistical analysis was undertaken using the
STATVIEW program version 5.0 for Windows. All
the results were expressed as average±standard
deviation. MANOVA statistical analysis was used
to highlight the statistically significant effects of
the principal factor (the type of activity) on the
dependant variables. An ANOVA for repeated
measurements also made it possible to identify
significant variations in the development of the
metabolic parameters over time. The Bonferroni/Dunn post hoc test was used. The accepted
threshold of significance was set at P<0.05.
Analisi statistica
L’analisi statistica è stata effettuata usando
il programma STATVIEW versione 5.0 per Windows. Tutti i risultati sono stati espressi come
media±deviazione standard. L’analisi statistica
MANOVA è stata utilizzata per evidenziare gli effetti
statisticamente significativi del fattore principale (il
tipo di attività) sulle variabili dipendenti. Un’ANOVA per misure ripetute ha permesso inoltre di individuare le variazioni significative nell’andamento
temporale dei parametri metabolici. Il post hoc test
utilizzato è il Bonferroni/Dunn. La soglia di significatività accettata è stata posta a P<0,05.
Results
Table I summarises the preliminary data for
the anthropometric tests, the lifestyle questionnaire, the resting metabolic rate and the results
of the maximal incremental tests on the three
ergometers of the subjects taking part in the
study.
MANOVA statistical analysis highlighted
the fact that the type of training has several
important effects on the sum of the dependant variables analysed. In particular, the variables that differ significantly between types of
training are the total oxygen consumed in 150
minutes not considering the resting metabolic
rate, the total kilocalories burned and all the
variables analysed for the 30 minutes of workout (Table II).
The EPOC values for the five types of exercise fall between 1.8l and 6.1l, which corre-
Vol. 66 - No. 2
Risultati
La Tabella I riassume i dati preliminari relativi
ai test antropometrici, al questionario sullo stile di
vita, al metabolismo basale e ai risultati dei test
massimali sui tre ergometri dei soggetti partecipanti allo studio.
L’analisi statistica MANOVA ha messo in evidenza che esistono effetti principali del fattore tipo
di allenamento sull’insieme delle variabili dipendenti analizzate. In particolare le variabili che
risultano essere significativamente differenti tra
gli allenamenti sono l’ossigeno totale consumato
nei 150 minuti normalizzato per il metabolismo
basale, il totale delle chilocalorie bruciate e tutte
le variabili analizzate per i 30 minuti di esercizio
(Tabella II).
I valori di EPOC per i cinque allenamenti sono
compresi tra 1.8 l e 6.1 l, che corrispondono al
171
GALVANI
Table I.—Anthropometric and physiological data of
subjects.
Tabella I. — Dati antropometrici e fisiologici dei soggetti.
Variables
Average ± SD
Age (yr)
Weight (kg)
Height (m)
BMI (kg/m2)
%MG
Baecke Score
RMR
(kcal/day)
.
V. O2peak (mL/kg/min) Cycle ergometer
V. O2peak (mL/kg/min) Treadmill
VO2peak (mL/kg/min) Arm ergometer
24.2±0.8
57.1±4.7
1.3±0.1
21.5±2.4
24.4±2.4
9.1±2.5
1288±78.2
40.3±4.3
40.9±6.9
22.2±3.4
BMI: Body
Mass Index; MG: body fat; RMR: resting metabolic
.
rate; VO2peak: peak oxygen consumption.
sponds to 7-17% of the total oxygen consumed
in the 2 hours post-exercise. A CT workout produces a higher EPOC than all the other activities proposed (6.1±4.6l; 17±12.6%) although the
difference from the other types of training was
not statistically significant (Figure 1).
Quantitative analysis (Figure 2) of the O2 used
by the subjects during and after their workout
indicates that the exercise performed on the
A entails a lower metabolic response than the
other activities (O2net 150 min=16.03±2.60 l).
In particular, exercise on the T and the C made
it possible to reach significantly higher results
than on the A, P<0.0001 and P<0.001, respectively (T: O2net 150 min 40.1±12.5 l; C: O2net
150 min 37.5±11.2 l).
Analysis of the data during the 30 min of
workout
(Table III) reveals that, in relation to
.
the VO2, exercise on the A produced the lowest consumption of oxygen, which was also significantly lower than that of all the other types
of workout (P<0.001); what is more, exercise
on the T and on the C recorded a significantly
lower oxygen consumption than on the CT and
ADL (P<0.01).
Analysis of the heart rate during the 30 min of
workout (FC ex) reveals that a workout on the
C is the most intense in cardiovascular terms;
in particular, there are significant differences in
relation to the CT and ADL (P<0.01). On the
other hand, exercise using only the upper limbs
proved to be the least intense activity: significant differences were measured in relation to all
the other types of exercise (P<0.01).
A workout on the C recorded the highest RPE
in absolute terms, in particular compared to the
172
Table II.—Principal effects of type of workout on
sum of dependent variables analysed with MANOVA statistical test.
Tabella II. — Effetti principali del fattore tipo di allenamento sull’insieme delle variabili dipendenti
analizzate con test statistico MANOVA.
MANOVA
P value - power
EPOC magnitude
EPOC %
O. 2 net 150 min
VO2 ex
FC ex
RPE ex
QR ex
kcal 150 min
FAT ex
FAT post-ex
CHO ex
CHO post-ex
ns
ns
<0.01
<0.001
<0.001
<0.05
<0.05
<0.001
<0.001
ns
<0.01
ns
-
0.593
0.398
0.961
1.000
1.000
0.828
0.775
0.988
0.997
0.168
0.940
0.350
EPOC:
excess post-exercise oxygen consumption; O2: oxygen;
.
VO2: oxygen consumption; FC: heart rate; RPE: rating of perceived exertion; QR: respiratory quotient; kcal: kilocalories; FAT:
fats; CHO: carbohydrates.
7-17% del totale dell’ossigeno consumato nelle 2
ore post-esercizio. L’allenamento CT produce un
EPOC maggiore rispetto a tutte le altre attività proposte (6,1±4,6 l; 17±12.6%) anche se le differenze
con gli altri allenamenti non sono risultate statisticamente significative (Figura 1).
L’analisi quantitativa (Figura 2) dell’O2 utilizzato dai soggetti durante e dopo l’allenamento
indica come l’esercizio svolto all’A implichi una
minore risposta metabolica rispetto alle altre attività (O2netto 150 min =16,03±2,60 l). In particolare gli allenamenti sul T e sul C hanno permesso
di raggiungere valori significativamente maggiori
rispetto all’A, P<0,0001 e P<0,001, rispettivamente
(T: O2netto 150 min 40,1±12,5l; C: O2netto 150
min 37,5±11,2 l).
L’analisi dei dati durante i 30 min di esercizio
. (Tabella III) evidenzia come, in relazione al
VO2, l’allenamento all’A risulti produrre il minor
consumo di ossigeno, che risulta, infatti, significativamente più basso rispetto a tutti gli altri tipi di
allenamento (P<0,001); inoltre, l’allenamento al
T e quello al C risultano avere un consumo di ossigeno significativamente maggiore rispetto al CT e
all’ADL (P<0,01).
L’analisi della FC durante i 30 min di allenamento (FC ex) evidenzia come l’allenamento al C
sia l’esercizio più intenso a livello cardiovascolare;
in particolare le differenze significative si evidenziano con CT e ADL (P<0,01). Al contrario l’allenamento con i soli arti superiori risulta essere l’attività
Giugno 2013
GALVANI
Figure 1.—EPOC values for the 5 types of workout.
EPOC: excess post-exercise oxygen consumption; T: treadmill; C: cycle ergometer; A: arm ergometer; CT: cross training; ADL: activities of daily living.
Figura 1. — Valori di EPOC relativi alle 5 modalità di allenamento.
Figure 2.—Oxygen consumption values for the 5 types of workout.
NB O2net. *Significant difference (P<0.0001) of treadmill and #significant difference (P<0.001) of cycle ergometer with
arm ergometer. O2: oxygen; T: treadmill; C: cycle ergometer; A: arm ergometer; CT: cross training; ADL: activities of
daily living.
Figura 2. — Valori di ossigeno consumato relativi alle 5 modalità di allenamento.
.
Table III.—VO2, FC, RPE and
. QR values measured during 30 min of exercise for the 5 types of workout.
Tabella III. — Valori di VO2, FC, RPE e QR rilevati durante i 30 min di esercizio relativi alle 5 modalità di
allenamento
.
VO2 ex (mL/kg/min)
FC ex (bpm)
RPE ex
QR ex
T
C
A
25.5±2.2$
125.3±7.9
2.5±0.8
0.8±0.1
24.7±3.3$
137.6±10.9$
3.7±0.8$
0.9±0$
12.7±1.3#
99.1±8.2$
3.2±0.4
0.9±0
CT
19.9±2.4
120.4±3.6
2.9±0.4
0.9±0
ADL
19.9±2.5
116.2±10.6
2.5±0.5
0.8±0.1
.
VO2 ex: #significant difference between A and all the other workouts (P<0.001); $significant difference between T and CT and ADL
and between C and CT and ADL (P<0.01). FC ex: $significant difference between C and CT and ADL (P<0.01); $significant difference
between A and all the other workouts (P<0.01). RPE ex: $significant difference between C and T and ADL (P<0.01). QR ex: $significant difference between C and T (P<0.01).
Vol. 66 - No. 2
173
GALVANI
Table IV.—EE, FAT and CHO values for the 5 types of workout.
Tabella IV. — Valori di EE, FAT e CHO relativi alle 5 modalità di allenamento.
T
EE 150 min (kcal)
FAT ex (kcal)
FAT post-ex (kcal)
CHO ex (kcal)
CHO post-ex (kcal)
356.8±35
135.6±42.8$
93.4±28.5
66±34.2
23.1±14.7
C
A
CT
ADL
344.2±38.6
84.8±14.4
68.9±25.2
116.2±29.7$
41.7±20.8
242.3±23.7#
314.4±59.1
75.8±12.5
79.2±32.6
83.3±25.2
36.6±11
307.5±40.1
85.5±38
80.8±32.1
70.5±21.6
33.5±25.5
45.2±7.8
85.2±22.4
53.9±9.9
23.2±10.4
EE 150 min: #significant difference between A and T and C (P<0.001). FAT 30 min ex: $significant difference between T and all the
other workouts (P<0.01). CHO 30 min ex: $significant difference between C and ADL, T and A (P<0.01).
.
Figure 3.—VO2 trend values for the 5 types of workout.
NB Basal. *Significant difference between 30 min post-ex and basal and the. subsequent recovery stages 60-90-120
min (P<0.0001); no significant difference emerges between the ergometers. VO2: oxygen consumption; T: treadmill;
C: cycle ergometer; A: arm ergometer; .CT: cross training; ADL: activities of daily living.
Figura 3. — Valori dell’andamento di VO2 relativi alle 5 modalità di allenamento.
T and ADL (P<0.01) and it was also the exercise
with the highest QR, particularly compared to
T (P<0.01).
Analysis of the energy expended during the
150 min, which include the 30 min of workout
plus two hours post-ex (Table IV), reveals that a
workout on the A induces a significantly lower
calorie consumption than the T or C (P<0.001).
Considering only the 30 min of exercise, a
workout on the T activates lipid metabolism
significantly more than all the other types of
workout (P<0.01). Exercise on the C, on the
other hand, has the highest CHO consumption,
particularly compared to ADL, T and A (P<0.01).
However, the post-exercise phase does not
reveal significant differences between the 5
types of workout, where the use of energy substrata is concerned.
174
meno intensa: le differenze significative si rilevano
rispetto a tutti gli altri allenamenti (P<0,01).
L’allenamento al C è quello in cui si rileva in assoluto un RPE più elevato, in particolare rispetto a
T e ADL (P<0,01) e risulta essere l’esercizio con un
QR maggiore, in particolare rispetto a T (P<0,01).
L’analisi della spesa energetica durante i 150
min, che comprendono i 30 min di esercizio più le
due ore post-ex (Tabella IV), evidenzia come l’allenamento all’A induca un consumo calorico significativamente inferiore rispetto al T e al C (P<0,001).
Considerando solamente i 30 min di esercizio,
l’allenamento al T attiva in maniera significativamente maggiore il metabolismo lipidico rispetto a
tutti gli altri allenamenti (P<0,01). L’allenamento
al C risulta, invece, essere quello con il maggior
consumo di CHO, in particolare in relazione a
ADL, T e A (P<0,01).
Giugno 2013
GALVANI
.
The general trend of the VO2 (Figure 3) reveals that in the first 30 minutes post-exercise
the oxygen consumption is significantly higher
than the basal value and the subsequent recovery stages (P<0.0001). The basal metabolism
values pre-exercise
do not differ significantly
.
from the VO2 after 60, 90 and 120 minutes of recovery. On average, oxygen consumption postex returns to the basal values in 76 min.
Discussion
This study aimed to compare EPOC magnitude after five different types of workout (cycle ergometer, treadmill, arm ergometer, crosstraining and activities of daily living) at the
same relative intensity (moderate-vigorous), to
observe which type of exercise produced the
highest EPOC in 6 females of normal weight
who were not athletes. In literature, studies of
EPOC have tended to compare 2 types of activity 8, 16, 52, 60 whereas our study, for the first time,
compared 5 different types of workout by the
same individuals.
The .intensity of the exercise was set at 60%
of the VO2peak because: 1) from the guidelines
it emerged as the optimal intensity to perform
physical activities without risks or contraindications;3 2) it is the recommended intensity for an
aerobic workout of about 30 min;39, 40, 45, 53 3) it
is also the minimum working intensity to obtain
an effect on the EPOC.16
In addition to the studies present in literature, which have primarily considered workouts
on the treadmill, cycle ergometer and arm ergometer,2, 34, 39 our study examined two types
of exercise that had not been studied previously: (i) the CT was chosen because only studies of interval workouts exist in the bibliography,17, 39, 45 performed on a single ergometer,
and EPOC has never been recorded at the end
of workouts that envisage the use of more than
one ergometer;39 (ii) the choice of the six activities of daily living proposed reflect the indications of the guidelines for weight management
which underline the importance of an active
lifestyle.33
Our research allowed us to verify that after
workouts
of 30 min at an intensity of 60% of
.
VO2peak, and between 3 and 6 METs, EPOC
corresponds to 7-17% of the total oxygen consumed, confirming the hypotheses found in the
bibliography.5, 8, 9, 18, 26, 30, 36, 44, 49, 55 It is therefore
fundamental to consider this increase in post-
Vol. 66 - No. 2
La fase di recupero post-esercizio non evidenzia, invece, differenze significative tra i 5 allenamenti, per quanto riguarda l’utilizzo dei substrati
energetici.
.
L’andamento generale del V O2 (Figura 3) evidenzia come nei primi 30 min post-esercizio il
consumo di ossigeno sia significativamente maggiore rispetto al basale e alle successive fasi di recupero (P<0.0001). I valori di metabolismo basale
pre-esercizio non presentano
differenze signifi.
cative con i valori di V O2 a 60, 90 e 120 minuti
di recupero. Mediamente il consumo di ossigeno
post-ex ritorna ai valori basali in 76 min.
Discussione
Questo studio si è proposto di confrontare l’entità dell’EPOC dopo cinque diversi allenamenti
(cicloergometro, treadmill, armergometro, crosstraining e activities of daily living) a pari intensità
relativa (moderata-vigorosa) per osservare quale
modalità di esercizio producesse un EPOC maggiore in 6 donne normopeso non atlete. In letteratura gli studi sull’EPOC hanno generalmente
confrontato tra loro 2 tipi di attività 8, 16, 52, 60 mentre, per la prima volta, nel nostro studio sono state
confrontate 5 diverse modalità di allenamento sugli stessi soggetti.
L’intensità
dell’esercitazione è stata fissata al
.
60% del VO2peak perché: 1) dalle linee guida è emerso essere l’intensità ottimale per praticare attività
fisica senza rischi né controindicazioni 3; 2) è l’intensità consigliata per svolgere un lavoro aerobico
di circa 30 min 39, 40, 45, 53; 3) è anche l’intensità
di lavoro minima per ottenere effetti sull’EPOC 16.
In aggiunta agli studi presenti in letteratura,
che hanno preso principalmente in considerazione allenamenti svolti su treadmill, cicloergometro
e armergometro 2, 34, 39, il nostro studio ha preso
in esame due allenamenti mai studiati fino ad
oggi: 1) il CT è stato scelto in quanto in bibliografia esistono solamente studi su allenamenti frazionati 17, 39, 45 svolti su un unico ergometro e l’EPOC
non è mai stato osservato al termine di allenamenti che prevedono l’utilizzo di più ergometri 39; 2)
la scelta delle sei activities of daily living (ADL)
proposte rispecchiano le indicazioni tratte dalle linee guida per il controllo del peso che enfatizzano
l’importanza di uno stile di vita attivo 33.
La ricerca ha permesso di verificare che l’EPOC,
dopo allenamenti di. 30 minuti ad un’intensità pari al 60% del V O2peak e tra i 3 e i 6 METs,
corrisponde al 7-17% del totale dell’ossigeno consumato, confermando le ipotesi presenti in bibliografia 5, 8, 9, 18, 26, 30, 36, 44, 49, 55. Risulta quindi
175
GALVANI
exercise metabolic activity in a programme to
manage body weight, in which physical exercise is the fundamental component to create an
energy deficit.36
The EPOC data obtained do not reveal significant differences between the various training
methods: an exercise performed with the upper
part of the body produces an EPOC similar to
a workout performed primarily with the lower
limbs, in absolute and percentage values. Similarly, continuous exercise on an ergometer produces an EPOC comparable to a cross-training
workout, therefore performed on several ergometers. EPOC has never been assessed previously
in relation to activities of daily living: our research
has shown that 30 min of activities of daily life
trigger an increase in the metabolic activity of the
organism post-exercise that is comparable with
that induced by a structured workout. Although
we did not find statistically significant differences
between the various activities, a workout on the
CT did prove to be the type that recorded the
highest EPOC values, backing up the indications
present in literature for interval training.8, 17, 36, 39
At the same time, it seems confirmed that to obtain higher EPOC values one has to perform activities that imply the development of muscular
force capacity52 or which strenuously involve the
muscles of the lower limbs.40, 60
Analysis of the energy consumption and the
use of the substrata indicates that a workout
on the treadmill is the activity that implies the
highest calorie consumption in the 150 min total, and a higher use of fats as a source of energy: in a workout on the treadmill, the trend
of the respiratory quotient values indicates that
this type of workout significantly stimulates the
fat oxidation cycle, electively using this biochemical method to produce energy.
Our study has certain limitations: 1) the
highly articulated working protocol limited the
number of subjects tested to 6 and the small
size of the sample caused a certain variability
between the individuals where EPOC values
are concerned; 2) considering the importance
of physical activity to create a calorie deficit,
and because our work aimed to identify which
type of activity was preferable in a programme
to manage body weight, in order to enlarge on
the work performed it would have been advisable also to include some overweight and obese
subjects in the study, analysing in parallel the
trend and the variation in the metabolic parameters, during and after exercise, particularly the
respiratory quotient.
176
fondamentale considerare questo aumento dell’attività metabolica post-esercizio in un programma
di controllo del peso corporeo, in cui l’esercizio fisico rappresenta la componente fondamentale per
creare un deficit energetico 36.
I dati ottenuti sull’EPOC non dimostrano differenze significative tra le diverse metodologie di
allenamento: un esercizio svolto con la parte superiore del corpo produce un EPOC simile ad un
allenamento effettuato prevalentemente con gli
arti inferiori sia in valori assoluti che percentuali.
Allo stesso modo, un allenamento continuo su un
ergometro produce un EPOC equiparabile ad un
allenamento cross-training, svolto quindi su più
ergometri. L’EPOC non è stato finora mai valutato
in relazione alle activities of daily living: la nostra ricerca rileva come 30 min di attività della
vita quotidiana provochino un aumento dell’attività metabolica dell’organismo post-esercizio
comparabile a quella indotta da un’esercitazione
strutturata. Pur non riscontrando differenze statisticamente significative tra le diverse attività, l’allenamento al CT risulta comunque essere quello
che determina i valori di EPOC maggiori, a completamento delle indicazioni presenti in letteratura per l’allenamento intervallato 8, 17, 36, 39. Allo
stesso tempo sembra confermato che per ottenere
valori di EPOC elevati è necessario avvalersi di
attività che implichino lo sviluppo della capacità
di forza muscolare 52 o che coinvolgano in modo
massivo la muscolatura degli arti inferiori 40, 60.
L’analisi del consumo energetico e dell’utilizzo
dei substrati indica come l’allenamento al treadmill sia l’attività che implichi nei 150 min totali il
maggior dispendio calorico e un maggior utilizzo
dei grassi come fonte di energia: nell’allenamento
al treadmill l’andamento dei valori di quoziente
respiratorio indica come questo tipo di esercizio
stimoli significativamente il ciclo di ossidazione
dei grassi, utilizzando in maniera elettiva questa
via biochimica per la produzione di energia.
Il nostro studio presenta alcune limitazioni: 1)
il protocollo di lavoro molto articolato ha limitato
il numero di soggetti testati a 6 e questa esiguità
del campione ha provocato una certa variabilità
tra i soggetti per quanto riguarda i valori di EPOC;
2) considerando l’importanza dell’attività fisica
per creare un deficit calorico e essendo il nostro
lavoro indirizzato all’individuazione di quale tipo
di attività preferire in un programma di controllo
del peso corporeo, per approfondire il lavoro svolto
sarebbe stato opportuno coinvolgere nello studio
anche dei soggetti sovrappeso e obesi, analizzando
parallelamente l’andamento e la variazione, durante e dopo l’esercizio, dei parametri metabolici,
in particolare il quoziente respiratorio.
Giugno 2013
GALVANI
Conclusions
Conclusioni
To conclude, EPOC represents a non-negligible part of the energy expenditure induced by
physical activity and must be taken into consideration when proposing a workout that aims
to increase energy expenditure. EPOC data revealed that: (i) exercise on the treadmill can
be considered the optimal training as part of a
weight loss programme based on exercise; (ii) a
workout on the CT can be considered appropriate, above all for those individuals who have a
limited cardiovascular capacity and would not
be able to perform prolonged workouts on a
single ergometer, invalidating participation in
a programme of structured training over time;3
(iii) activities of daily life can replace a structured workout, considering that, for the same
energy expenditure, the exertion perceived during daily activities is lower than that of a specific exercise, and considering how important
an active lifestyle is to maintain a good state of
health.35
In conclusione, l’EPOC rappresenta una parte
non trascurabile del dispendio energetico indotto
dall’attività fisica e va preso in considerazione nella
proposta di un allenamento mirato ad un aumento
della spesa energetica. Dai dati sull’EPOC è emerso
che: (i) l’esercizio al treadmill può essere considerato l’allenamento ottimale in un programma di esercizio terapia mirato alla perdita di peso; (ii) un allenamento di CT, può essere considerato appropriato
soprattutto per quei soggetti che presentano una ridotta capacità cardiovascolare e non sarebbero in
grado di svolgere sessioni di esercizio prolungate su
uno stesso ergometro, inficiando l’aderenza ad un
programma di allenamento strutturato nel tempo;3
(iii) le attività della vita quotidiana possono sostituire un allenamento strutturato, considerando che,
a parità di spesa energetica, la percezione dello
sforzo durante le attività quotidiane è inferiore a
quella di una esercitazione specifica e considerando quanto sia importante uno stile di vita attivo per
il mantenimento di un buon stato di salute.35
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Acknowledgements.—The authors would like to thank Simona Boniello (MD), Clara Mauri (MD), Gabriele Ricci (MD).
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 3, 2013 - Accepted for publication on June 7, 2013.
Corresponding author: C. Galvani, PhD, Applied Exercise Physiology Laboratory, Department of Psychology, Exercise Science Degree Course, Catholic University of the Sacred Heart, viale Suzzani 279, 20162 Milan, Italy. E-mail: christel.galvani@
unicatt.it
178
Giugno 2013

MED SPORT 2013;66:179-88
Reducing anxiety in novel horse riders
by a mechanical horse simulator
Ridurre l’ansia nei cavalieri principianti mediante
un simulatore meccanico del cavallo
S. DEMARIE 1, C. MINGANTI 2, M. F. PIACENTINI 1, A. PARISI 1, C. CERULLI 1, V. MAGINI 1
1Italian
University of Sport and Movement, Foro Italico, Rome, Italy
2Magna Graecia University, Catanzaro, Italy
SUMMARY
Aim. The process of learning a motor task that provokes some sort of fear in the athlete, as in the case of horseback
riding, can be enhanced by the use of specific mechanical apparatus simulating the condition of the real exercise.
Practicing the motor task of riding without actually having to mount on a “real” horse can facilitate the familiarization
with the correct movement in a relaxed attitude. Purpose of our study was to assess the usefulness of this mechanical
horse in reducing riders level of anxiety and in enhancing their perception of own self-efficacy while improving their
ability in horse riding, in order to gain better performance in riding a real horse.
Methods. Forty-eight riders were subdivided in two groups. The control group practiced a 40 min horse riding lesson
twice a week, the experimental group replaced one lesson by two 20 min lessons on the mechanical horse. Mean
heart rate (mHR), rate of perceived exertion (RPE), perceived levels of cognitive and somatic state anxiety (STAI 1) and
individual self-efficacy perception in performing physical activities (S–EMS) were assessed before and at the end of a
four week training program.
Results. STAI 1 and mHR were lower after training in the experimental group, but not in the control group. RPE and
SEM–S remained unchanged.
Conclusion. In conclusion, it can be assumed that the mechanical horse can be a useful instrument for teaching and
training in a reduced anxiety condition, which can lead to more efficient further training sessions on a real horses.
The mechanical horse can be utilized when technical aspects need to be in direct control of the coach end/or when
hazardous exercise has to be faced, as well as in the case horses are not available in a sufficient quantity or when
weather conditions are adverse.
Key words: Anxiety - Motor activity - Physical education and training.
RIASSUNTO
Obiettivo. I processi di apprendimento di un attività motoria che provoca una qualche sorta di timore o paura, come
l’attività equestre, possono essere facilitati dall’uso di uno strumento meccanico che simuli l’esercizio sul cavallo.
L’esecuzione del movimento tecnico senza che venga eseguito a cavallo può facilitare la familiarizzazione con l’esercizio in una situazione di rilassamento. Scopo del lavoro era di stabilire l’utilità di un cavallo meccanico nel ridurre
lo stato d’ansia e nel aumentare la propria percezione di efficacia motoria durante il processo di apprendimento e
sviluppo dell’abilità nel montare a cavallo.
Metodi. Quarantotto cavalieri e amazzoni sono stati divisi in due gruppi. Il gruppo di controllo seguiva due lezioni
di equitazione a settimana della durata di 40 minuti ciascuna, il gruppo sperimentale sostituiva una lezione a cavallo
con due lezioni su un cavallo meccanico della durata di 20 minuti ciascuna. Il periodo di allenamento sperimentale
aveva la durata di 4 settimana. Prima dell’inizio e alla fine del periodo di allenamento venivano misurati la frequenza
cardiaca media (mHR), il livello di fatica percepita (RPE), il livello percepito di ansia di stato cognitiva e somatica
(STAI 1) e la percezione dell’efficacia personale nell’esecuzione di attività fisiche (S-EMS).
Risultati. STAI 1 e mHR risultavano inferiori dopo il periodo di allenamento nel gruppo sperimentale ma non nel
gruppo di controllo. RPE e S–EMS risultavano, invece, invariati.
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DEMARIE
Conclusioni. In conclusione si può asserire che il cavallo meccanico può essere uno strumento utile per l’insegnamento e lo sviluppo della capacità di montare a cavallo conducendo le lezioni in condizioni rilassate e prive di stress.
Il cavallo meccanico può anche essere utilizzato quando c’è la necessità di intervento diretto da parte dell’istruttore
per correzioni di postura e assetto, e quando si devono affrontare situazioni che possano comportare rischi, ma anche,
semplicemente in condizioni meteorologiche avverse che non permettono il lavoro a cavallo.
Parole chiave: Ansietà - Attività fisica - Educazione fisica e allenamento.
T
he traditional assumption that anxiety is always negative and detrimental to sport performance has been challenged, anxiety symptoms are interpreted as facilitative by elite sport
performers, while less skilled counterparts
consider anxiety debilitative to performance,
indeed, experiencing competitive anxiety can
result in positive performance consequences if
the individual remains in control and “on the
edge”.1 However, equestrian sports are unique
in more ways than one, first of all, it is clear from
the literature that horse riding is a dangerous
sport,2 therefore, learning how to ride a horse
could induce nervousness or even fear in the
neophytes. In a second place, the relationship
between horse and rider is such a close one that
it seems plausible that moods and emotions of
the two interact in some way.3 Any signal indicating anxiety from the rider, such as increased
muscle tonus, respiratory or heart rates, may be
interpreted as imminent danger by the horse,
which is likely to react with a flight response.4
It has been suggested that one of the contributing factors to better performance among elite
riders is their ability to control the physiological and psychological symptoms of anxiety, and
that any conditions that raise perceptions of
threat, or decrease coping appraisal, may lead
to both an increase in anxiety and a decrease in
performance.3 In the rider suffering from symptoms of somatic arousal previously trained signals will appear distorted due to muscular tension or increased respiratory frequency or heart
rates. The lower levels of somatic anxiety and
more self–confidence found in elite riders then
in amateur riders confirms that in horse riding
anxiety symptoms can be regarded as debilitative to the learning process.5
The process of learning a motor task that provokes some sort of fear in the athlete can be
enhanced by the use of specific mechanical apparatus simulating the condition of the real exercise. Practicing the motor task of riding without actually having to mount on a “real” horse
can facilitate the familiarization with the correct
movement in a relaxed attitude. The need to
180
I
l presupposto tradizionale che l’ansia sia sempre
negativa e nociva per la performance sportiva è
stato messo in discussione: i sintomi dell’ansia sono
interpretati come utili dagli atleti di élite, mentre
gli atleti meno esperti considerano l’ansia nociva
per la loro performance; in effetti, sperimentare ansia da competizione può avere effetti positivi sulla
performance se l’individuo mantiene il controllo e “non oltrepassa il limite” 1. Tuttavia, gli sport
equestri possiedono diverse caratteristiche uniche:
innanzitutto, la letteratura mostra chiaramente
che l’equitazione è uno sport pericoloso 2, pertanto, apprendere a cavalcare un cavallo può indurre
nervosismo o persino paura nei neofiti; in secondo
luogo, la relazione tra uomo e cavallo è così intima
che sembra plausibile che l’umore e le emozioni dei
due interagiscano in maniera reciproca 3. Qualsiasi segnale che indica ansia del cavaliere, come un
aumento del tono muscolare o un aumento della
frequenza cardiaca o respiratoria, può essere interpretato come un pericolo imminente dall’animale,
il quale tende a reagire con una risposta di fuga 4.
È stato suggerito che uno dei fattori favorenti per
una migliore performance tra i cavalieri di élite sia
la loro capacità di controllare i sintomi fisiologici
e psicologici dell’ansia; inoltre, qualsiasi condizione che genera percezioni di minaccia o diminuisce
la capacità di fronteggiare le situazioni (coping),
può condurre sia a un aumento dell’ansia che a
una riduzione della performance 3. Nel cavaliere
che soffre di sintomi di arousal somatico i segnali precedentemente allenati appariranno distorti
a causa della tensione muscolare o dell’aumento
della frequenza cardiaca o respiratoria. I minori
livelli di ansia somatica e la maggiore fiducia in se
stessi osservati nei cavalieri di élite rispetto ai cavalieri amatoriali confermano che nell’equitazione i
sintomi dell’ansia possono essere considerati come
nocivi per il processo di apprendimento 5.
Il processo di apprendimento di un compito motorio che provoca un certo tipo di timore nel cavaliere può essere potenziato con l’utilizzo di specifici
dispositivi meccanici che simulano le condizioni
dell’esercizio fisico reale. Eseguire il compito motorio equestre senza dover effettivamente montare
su un cavallo “reale” può agevolare la familiarizzazione con il movimento corretto mantenendo
un atteggiamento rilassato. La necessità di poter
fornire l’allenamento, anche quando i cavalli non
Giugno 2013
DEMARIE
provide training, even when horses could not
be used for that purpose, has been around for a
long time. The US Army resorted to simulators
made of wood and barrels when horses were
not available to train cavalry troops.6 Appropriately designed apparatus, that permit personal
assistance from trainers and coaches, enabling
them to provide a direct guidance, can allow the
practice of movements that look like the ones
the subject wants to learn, in this way the trainer
can gradually let athletes to experience more of
the actual task dynamics while limiting performance errors. Guidance might, thus, allow a person to begin to perform movements that are too
difficult or dangerous to practice without guidance. Then, superimposing a differential amount
of error augmentation on this background level
of guidance may provoke faster or better learning. Guidance could then be gradually removed
and error augmentation increased as learning
proceeds. Physical guidance has an important
role to play in that it can make difficult or dangerous tasks doable while still allowing learning.7 For this reason, on the one hand, training on a mechanical horse makes it possible
to avoid the psychological tension produced
by the uncontrolled reactions of a real horse.
On the other hand, the improved ability of the
rider gained through training on the mechanical horse can make the work on the real horse
more relaxed and thus more effective. Recently,
a mechanical apparatus has been developed to
reproduce the back of the horse and the movement of its legs. The horse back is a fibreglass
mold and it is connected to springs that act like
four independent legs. A saddle with its stirrups
and girth can be positioned on the back, while
there is no binding for the reins. This apparatus permits the rider to perform the three horse
gaits by the movement of his pelvis, legs and
feet acting upon the saddle and stirrups.
Purpose of our study was to assess the usefulness of this mechanical horse in reducing
riders level of anxiety and in enhancing their
perception of own self–efficacy while improving their ability in horse riding, in order to gain
better performance in riding a real horse.
possono essere utilizzati a tale scopo, è qualcosa di
cui si è sempre sentito il bisogno. L’esercito statunitense aveva fatto ricorso a simulatori costruiti in
legno e botti quando i cavalli non erano disponibili
per allenare le truppe di cavalleria 6. Un dispositivo
correttamente progettato, che permette l’assistenza individuale di allenatori e preparatori atletici,
consentendo loro di fornire indicazioni dirette, può
consentire di praticare movimenti che assomigliano
a quelli che il soggetto deve apprendere; in tal modo
l’allenatore può gradualmente condurre gli atleti a
sperimentare un maggior numero di effettivi compiti dinamici limitando al contempo gli errori nella
performance. Le indicazioni dell’allenatore potrebbero così permettere al cavaliere di iniziare a praticare in sicurezza quei movimenti che sono troppo
difficili o pericolosi da praticare senza assistenza.
Pertanto, sovrapporre una quantità differenziale
di incremento delle difficoltà in tale livello di assistenza di sfondo può favorire un apprendimento
migliore o più rapido. In seguito, l’assistenza può
essere gradualmente rimossa e le difficoltà aumentate con il procedere dell’apprendimento. L’assistenza fisica dell’allenatore riveste un ruolo importante
poiché può rendere realizzabili compiti difficili o
pericolosi consentendo nel contempo l’apprendimento 7. Per tale motivo, l’allenamento su un cavallo meccanico rende da un lato possibile evitare la
tensione psicologica indotta dalle reazioni incontrollate di un cavallo reale, mentre dall’altro lato
la migliore abilità del cavaliere ottenuta attraverso
l’allenamento sul cavallo meccanico può rendere il
lavoro sul cavallo reale più rilassato e quindi più
efficace. Di recente, è stato sviluppato un dispositivo
meccanico per riprodurre il dorso del cavallo e i
movimenti delle sue zampe. Il dorso del cavallo è
composto di una forma in vetroresina ed è collegato
a molle che agiscono come quattro zampe indipendenti. Una sella con staffe e cinghia può essere posizionata sul dorso, mentre non vi è alcun attacco
per le redini. Tale dispositivo permette al cavaliere
di eseguire le tre andature del cavallo mediante il
movimento del bacino, delle gambe e dei piedi sulla
sella e sulle staffe.
Obiettivo del presente studio è stato quello di valutare l’utilità di tale cavallo meccanico nel ridurre
il livello di ansia dei cavalieri, nel potenziare la loro
autoefficacia percepita e nel migliorare al contempo le loro abilità equestri, al fine di ottenere una
performance migliore durante l’esercizio con un
cavallo reale.
Materiali e metodi
Research received Institutional Board approval and appropriate consent has been obtained pursuant to law from all subjects taking
part to the study after written information of
La ricerca ha ricevuto l’approvazione del Comitato Etico-Scientifico; tutti i soggetti che hanno preso
parte allo studio hanno fornito il consenso previsto
dalla legge dopo aver letto le informazioni scritte
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DEMARIE
the potential risks and benefits associated with
participation were provided.
sui potenziali rischi e benefici derivanti dalla loro
partecipazione allo studio.
Participants
Partecipanti
Fortyeight students form the Italian University Sport and Movement, attending the horse
riding optional course, participated in the study
(15 males, M age=23.7 years, SD=0.7 years, M
height=179.6 cm, SD=6.3 cm, M weight=71.5 kg,
SD=5.7 kg; and 33 females, M age=24.2 years,
SD=1.2 years, M height=161.3 cm, SD=5.6 cm,
M weight=58.7 kg, SD=4.9 kg). Their horse riding level ranged from totally beginner to slightly
experienced (those who have ridden for leisure
or trekking).
Quarantotto studenti dell’Università degli studi di Roma Foro Italico (Italian University Sport
and Movement, IUSM), iscritti al corso facoltativo
in equitazione, hanno preso parte allo studio (15
uomini, età media=23,7 anni, DS=0,7 anni; altezza media=179,6 cm, DS=6,3 cm; peso corporeo
medio=71,5 kg, DS=5,7 kg; e 33 donne, età media=24,2 anni, DS=1,2 anni; altezza media=161,3
cm, DS=5,6 cm; peso corporeo medio=58,7 kg,
DS=4,9 kg). Il loro livello di abilità equestre andava
dai neofiti totali a coloro che possedevano una moderata esperienza (coloro che avevano svolto equitazione per divertimento o trekking).
Procedures
Procedure
Participants were randomly subdivided into
a control group (CG) and an experimental
group (EG) of 24 subjects each. The CG practiced a classical horse riding lesson of 40 min
twice a week for four weeks. The EG replaced
one lesson a week by two 20 min lessons on
the mechanical horse. All subjects were familiarized with the use of the mechanical horse
and all of them were able to reproduce the
three horse gaits (walk, trot, and canter) before starting the training period. Total lesson
time was the same for both groups. In order
to assess the different training programs efficacy riders underwent two identical evaluation
sessions consisting of a 40 min horse riding
lesson conducted part at walk and part at trot,
the first one before starting the training programs (pre) and the other one at the end of
the four week training period (post). During
both evaluation sessions, mean heart rate, rate
of perceived exertion, perceived levels of cognitive and somatic state anxiety and individual
self–efficacy perception in performing physical
activities were assessed.
Self-report measure
Misure di autovalutazione
Before performing the evaluation sessions all
riders completed two questionnaires in which
items were rated on a four-point Likert scale
ranging from 1 “not at all” to 4 “very much”. The
first one was the Italian-language version of the
State-Trait Anxiety Inventory 1 (STAI 1), which
is a 20-item questionnaire developed by Spielberg 8 to measure perceived levels of cognitive
and somatic state anxiety in athletes prior to
182
I partecipanti sono stati suddivisi in un gruppo
di controllo (GC) e in un gruppo sperimentale (GS)
di 24 soggetti ciascuno. Il GC ha effettuato una classica lezione di equitazione da 40 minuti due volte
alla settimana per quattro settimane. Il GS ha sostituito una delle due lezioni settimanali con due
lezioni da 20 minuti sul cavallo meccanico. Tutti
i soggetti hanno svolto una sessione di familiarizzazione con il cavallo meccanico e tutti sono stati
in grado di riprodurre le tre andature del cavallo
(passo, trotto e galoppo) prima di iniziare il periodo di allenamento. Il tempo totale delle lezioni era
lo stesso per entrambi i gruppi. Al fine di valutare
l’efficacia di diversi programmi di allenamento, i
cavalieri sono stati sottoposti a due identiche sessioni di valutazione composte da una lezione di equitazione da 40 minuti condotta in parte a passo e in
parte a trotto; la prima sessione è stata svolta prima di iniziare i programmi di allenamento (pre-)
mentre la seconda sessione è stata svolta al termine del periodo di allenamento di quattro settimane
(post-). Durante entrambe le valutazioni, sono state
valutate la frequenza cardiaca media, il tasso di
sforzo percepito, i livelli percepiti di ansia di stato
somatica e cognitiva e l’autoefficacia percepita dal
singolo soggetto nell’eseguire le attività fisiche.
Prima di effettuare le sessioni di valutazione,
tutti i cavalieri hanno completato due questionari nei quali gli elementi erano classificati su
una scala Likert a quattro punti, che andava da
1 (per niente) a 4 (molto). Il primo questionario
somministrato era la versione in lingua italiana
dello State-Trait Anxiety Inventory 1 (STAI 1, questionario di autovalutazione per l’ansia di stato
e di tratto), che è un questionario di 20 elementi
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DEMARIE
competition, was administered. Secondly, riders
completed the Self-Efficacy for Physical Abilities
questionnaire (SEM-S) developed by Bortoli and
Robazza 9 to measure an individual view of his/
her own physical abilities. Riders were asked to
complete the questionnaire approximately 15
min before warming up their horses in order not
to interfere with their usual warm-up routine.
Heart rate and rate of perceived effort assessment
During the evaluation sessions heart frequency (HR) was continuously monitored by the
electrode areas of a transmitter held around the
chest of the rider by an elastic strap and sending heart rate signal to a wristwatch like computer recording values every 5 s (Polar, Electro,
Finland). Mean HR values were then calculated
over the whole evaluation session duration
(mHR). At the end of each evaluation session
rate of perceived exertion (RPE) was assessed
for each rider by the Borg 6-20 RPE scale.10
Horse riding ability evaluation
In order to ensure that substituting part of
the training on a horse with training on the
mechanical horse did not result detrimental for
the EG, horse riding ability (HRA) was evaluated pre- and post the four weeks of training
on eight subjects from each group. HRA was
assessed by expert judges during a technical
course in an indoor field where riders had to
negotiate some trial such as pick up a hat or a
cup form a pole and reposition it on another
pole. The technical course had to be performed
in the shortest time possible getting over all trials. Judges evaluated the posture of the rider
on the saddle, his ability to maintain a correct
posture during horse walk and trot, his ability
to utilise aids and to control the horse. Two
independent judges provided their evaluation
on a point scale from 0 to 10 for each technical
aspect. The mean value was calculated from the
values of the two judges and then the total score
was calculated for each rider from the sum of
the point obtained for each technical aspect. To
verify that the EG had the same improvement as
the CG despite the shorter time spent on a real
horse, for both groups HRA values measured
before the training period were compared with
those measured at the end.
Vol. 66 - No. 2
sviluppato da Spielberg 8 per misurare i livelli percepiti di ansia di stato somatica e cognitiva negli
atleti prima della competizione. Successivamente,
i cavalieri hanno completato il Self-Efficacy for
Physical Abilities questionnaire (SEM-S) sviluppato
da Bortoli e Robazza 9 per misurare la percezione
individuale delle proprie capacità fisiche. Ai cavalieri è stato chiesto di completare il questionario
circa 15 minuti prima del riscaldamento dei cavalli al fine di non interferire con la loro normale
routine di riscaldamento.
Valutazione della frequenza cardiaca e del tasso di
sforzo percepito
Durante le sessioni di valutazione, la frequenza cardiaca (heart rate, HR) è stata monitorata
costantemente mediante gli elettrodi di un trasmettitore collocato intorno al torace del cavaliere con
una fascia elastica, il quale inviava il segnale della
frequenza cardiaca a un computer da polso che registrava i valori ogni 5 secondi (Polar, Electro, Finlandia). I valori della frequenza cardiaca media
(mean heart rate, mHR) sono stati quindi calcolati
nel corso dell’intera durata della sessione di valutazione. Al termine di ciascuna sessione di valutazione, il tasso di sforzo percepito (rate of perceived
exertion, RPE) è stato valutato per ciascun cavaliere
mediante la scala RPE di Borg (6-20) 10.
Valutazione dell’abilità equestre
Al fine di garantire che la sostituzione di una lezione di equitazione su un cavallo reale con due lezioni su un cavallo meccanico non avesse esiti negativi per il GS, l’abilità equestre è stata valutata prima
e dopo le quattro settimane di allenamento su otto
soggetti di ciascun gruppo. L’abilità equestre è stata
valutata da giudici esperti durante una prova tecnica indoor nella quale i cavalieri dovevano eseguire
alcuni compiti come alzare un cappello o una coppa
da un palo e riposizionarli su un altro palo. La prova
tecnica doveva essere effettuata nel minor tempo possibile eseguendo tutti i compiti. I giudici hanno valutato la postura del cavaliere sulla sella, la sua abilità
nel mantenere una postura corretta durante il passo
e il trotto del cavallo, la sua capacità di utilizzare
ausili e di controllare il cavallo. Due giudici indipendenti hanno fornito la loro valutazione su una scala
da 0 a 10 per ciascun aspetto tecnico. Il valore medio
è stato calcolato dai valori dei due giudici e quindi il
punteggio totale è stato calcolato per ciascun cavaliere dalla somma dei punti ottenuti per ciascun aspetto
tecnico. Per verificare che il GS avesse ottenuto lo stesso miglioramento del GC nonostante il minor tempo
passato su un cavallo reale, per entrambi i gruppi i
valori di abilità equestre misurati prima del periodo
di allenamento sono stati confrontati con quelli misurati al termine del periodo di allenamento.
183
DEMARIE
Analisi statistica
The IBM SPSS Statistics (SPSS 19) was used
for the analysis. Data are presented as mean values and standard deviations for each group and
statistical significance was set at an alpha level
of P£0.05. The Shapiro-Wilk test was applied to
test the normal distribution of the data. A mixed
between-within subjects analysis of variance
(ANOVA for repeated measures) was conducted
to asses differences in variables before and after
the training period for the two different groups.
In order to control for assumptions which must
be met in this kind of analyses the Levene’s test
for homogeneity of variance and the Mauchly’s
test for the sphericity, were performed. For significant differences the Cohen’s effect sizes (ES)
were also calculated, considering trivial ES≤0.2,
small ES from 0.3 to 0.6, moderate ES<1.2 and
large ES>1.2.11
Per l’analisi statistica è stato utilizzato il software statistico per le scienze sociali IBM (SPSS 19). I
dati sono presentati come valori medi e deviazioni
standard per ciascun gruppo; la significatività statistica è stata accettata a un livello alfa di P£0,05.
Il test di Shapiro-Wilk è stato applicato per verificare la normale distribuzione dei dati. Un’analisi
della varianza mista, tra-entro i soggetti (ANOVA
per misure ripetute), è stata condotta per valutare
le differenze nelle variabili prima e dopo il periodo di allenamento per i due diversi gruppi. Al fine
di controllare i presupposti da soddisfare in tali tipi
di analisi, sono stati condotti il test di Levene per
l’omogeneità della varianza e il test di Mauchly
per verificare la condizione di sfericità. Per le differenze significative, sono state calcolate anche le
dimensioni dell’effetto (DE) di Cohen considerando
DE irrilevanti ≤0,2, DE piccole da 0,3 a 0,6, DE moderate <1,2 e DE grandi >1,2 11.
Risultati
Results
Values gathered in the pre and post training
evaluation sessions for each group are reported
in Tables I, II for STAI 1, SEM-S, mHR, RPE, and
HRA, respectively.
In the pretraining evaluation session non-
I valori raccolti nelle sessioni di valutazione pree post-allenamento per ciascun gruppo sono riportati rispettivamente nelle Tabelle I e II per STAI 1,
SEM-S, mHR, RPE e abilità equestre.
Nella sessione di valutazione preallenamento
sono stati osservati valori statisticamente non diffe-
Table I.—Means, standard deviations and significance level of all variables measured before and after the
training period for the experimental group.
Tabella I. — Medie, deviazioni standard e significatività di tutte le variabili misurate prima e dopo il periodo
di allenamento del gruppo sperimentale.
Variables
STAI 1
SEM-S
mHR
RPE
HRA
Pre
Post
Mean
SD
Mean
SD
35
37
114
11
26.88
7
3
8
2
3.06
31
37
108
11
28.41
4
3
7
1
1.12
Significance level
**
*
Table II.—Means, standard deviations, F values of all variables measured before and after the training period
for the control group.
Tabella II. — Medie, deviazioni standard e significatività di tutte le variabili misurate prima e dopo il periodo
di allenamento del gruppo di controllo.
Variables
STAI 1
SEM-S
mHR
RPE
HRA
184
Pre
Post
Mean
SD
Mean
SD
35
37
113
11
26.50
6
3
8
2
2.52
36
37
114
11
28.06
6
3
8
1
1.52
Significance level
Giugno 2013
DEMARIE
statistically different values of all variables were
found between the CG and the EG, ensuring
that the similar entry level of riders in both
group did not influence the outcome of the values measured at the end of the training period.
After training RPE and SEM-S did not show
any difference either between groups, or between pre and post evaluation sessions. Conversely, mHR and STAI 1 showed lower values
after training in the EG, while CG values remained unchanged. HRA measured on eight
subject from each group improved non significantly in both cases.
renti di tutte le variabili tra il GC e il GS, garantendo che il simile livello di abilità iniziale dei cavalieri
in entrambi i gruppi non influenzasse l’esito dei valori misurati al termine del periodo di allenamento.
Dopo l’allenamento, RPE e SEM-S non hanno
mostrato nessuna differenza tra i gruppi o tra le
sessioni di valutazione pre- e post-allenamento. Per
contro, mHR e STAI 1 hanno mostrato valori inferiori dopo l’allenamento nel GS mentre i valori del
GC sono rimasti inalterati. L’abilità equestre misurata su otto soggetti di ciascun gruppo è migliorata
in maniera non significativa in entrambi i casi.
Discussion
Nelle discipline equestri la posizione in sella è
un modo per comunicare con l’animale e può essere una condizione per un cavaliere di garantire la sicurezza 12. Un’errata posizione sulla sella
rende rigido il corpo del cavaliere e rende anche
scomoda ciascuna parte corporea del cavallo;
inoltre, può aumentare il pericolo di cadere dal
cavallo e rende il cavaliere incapace di cambiare efficacemente direzione al cavallo, generando
nervosismo nell’animale 13. Al fine di migliorare
le proprie capacità equestri è innanzitutto necessario apprendere i movimenti del cavallo e ottenere successivamente un’armonia di movimento 14.
Successivamente, bisogna apprendere ad utilizzare gli ausili corretti per adoperare efficacemente il
proprio peso corporeo, le gambe e le braccia al fine
di controllare il cavallo 15. Quando il cavaliere
ha guadagnato una sufficiente esperienza, è possibile utilizzare precisi ausili; inoltre il cavaliere
deve apprendere come utilizzare il peso corporeo,
le gambe e le mani per controllare il cavallo, potendo acquisire un buon senso dell’equilibrio una
volta raggiunta un’adeguata posizione in sella 15.
Accumulando esperienza, i cavalieri raggiungono
un livello di abilità tale che il cavallo può rispondere in maniera adeguata al segnale 16. Un recente studio ha confermato che il gruppo di neofiti ha
acquisito una postura relativamente stabile nel
passo dopo 12 settimane di allenamento, sebbene
non fosse in grado di mantenere una postura sufficientemente stabile al trotto dopo 24 settimane di
allenamento 13. Gli autori hanno suggerito che è
necessario un allenamento notevole per mantenere un’adeguata postura sul cavallo. È stato anche
proposto che una crescente consapevolezza dei segnali inconsci che gli individui possono trasmettere al cavallo, in particolare quelli associati al
nervosismo o all’ansia, può aiutare a ridurre gli
incidenti 17. I risultati del presente studio hanno
dimostrato che il GC e il GS hanno migliorato la
loro abilità equestre allo stesso livello, confermando che parte dell’allenamento di un cavaliere può
essere condotta su un cavallo meccanico, permet-
In horse riding disciplines the seat position is
a means to communicate with a horse and can
be a condition for a rider to secure safety.12 An
incorrect seat position makes the rider’s body
stiff and also makes each body part of the horse
uncomfortable, it may increase the danger of
falling off the horse, for the rider is unable to
effectively deliver direction to the horse, making the horse uneasy.13 In order to improve
one’s riding skills, it is first necessary to learn
a horse’s movements and then a harmony of
movement can be learned.14 Subsequently, one
should learn proper aids to effectively use one’s
own body weight, legs, and arms to control the
horse.15 When the trainee has gained sufficient
experience, it is possible to use precise aids,
also, riders should learn how to use the weight,
legs, and hands to control a horse and could
acquire a good sense of balance when a proper
seat position has been achieved.15 As the riders
accumulate experience, they attain a high skill
level such that the horse can respond to their
signal appropriately.16 A recent study confirmed
that the beginners group acquired a relatively
stable posture at walk after 12 weeks of training, but they could not sufficiently maintain a
steady posture at trot after 24 weeks of training.13 Authors suggested that consistent training
is necessary to maintain an appropriate riding
posture. It has been also proposed that increasing awareness of the unconscious signals
individuals may be giving to a horse, particularly those related to nervousness or anxiety,
could help to reduce accidents.17 Results of the
present study demonstrated that the EG and
the CG improved their HRA at a same level,
confirming that part of a rider’s training can be
carried out on a mechanical horse allowing a
Vol. 66 - No. 2
Discussione
185
DEMARIE
more direct approach by the coach that can actually touch the riders body segments. Indeed,
training on a mechanical horse could allow
for haptic guidance to be applied to the rider.
Haptic guidance is a motor–training strategy in
which a human or machine trainer physically
assists in a desired pattern of kinematics during
movement practice. This strategy is commonly
used to reduce performance errors for tasks that
are dangerous to learn.18 Based on the work
by Crespo, the hypothesis has been developed
that mechanical devices can enhance the motor
learning experience by temporarily altering task
dynamics during movement practice.18 By task
dynamics, the physical relationship between the
forces a person applies to an object and the resulting motion of the object, is meant. Altering
this relationship would be expected to change
the learning process because the motor system
adjusts motor commands based on movement
performance and task dynamics influence performance. However, the salient point is that the
dynamics of movement are fundamentally different when a human or machine trainer applies force to body segments. Thus, training
with haptic guidance is paradoxical: it may be
helpful for reducing performance errors during
training, but the experienced task is dynamically
different from the actual one to be learned and
this may impair learning. It would be desirable
to have the safety and trajectory demonstration
benefits of haptic guidance while still allowing
participants to learn a desired task. One strategy for achieving both goals simultaneously is
to fade the guidance, that is, to provide less
guidance as practice progresses. Consistently,
it has been demonstrated that faded guidance
reduced performance errors while it allowed
participants to progressively experience more
of the actual task to be learned.19 Haptic guidance can be used to enhance motor learning for
motor task for which large errors are undesirable because they are potentially unsafe. The
guidance could physically limit movement errors, therefore making training safe and allowing subjects to complete it autonomously. Then,
it may be possible to facilitate motor learning
by fading the guidance. Thus, training could be
safely automated, allowing the intense practice
that enables learning.18, 19
In horse riding performance does not
merely depend on human ability and skill,
but equally on that of the equine partner and,
most importantly, the quality of the interaction between horse and rider. An effective
186
tendo un approccio più diretto da parte dell’allenatore, il quale può efficacemente guidare le parti
corporee dei cavalieri. In effetti, l’allenamento su
un cavallo meccanico può consentire di applicare
una guida aptica al cavaliere. La guida aptica è
una strategia di allenamento motorio nella quale
un allenatore umano o un dispositivo artificiale
guidano fisicamente il cavaliere in uno schema
cinematico desiderato durante la pratica del movimento. Tale strategia è comunemente utilizzata
per ridurre gli errori nella performance per compiti che sono difficili da apprendere 18. Secondo il
lavoro di Crespo, i dispositivi meccanici possono
potenziare l’esperienza di apprendimento motorio alterando temporaneamente la dinamica del
compito (task dynamics) durante la pratica del
movimento 18. Per dinamica del compito s’intende la relazione fisica tra le forze che una persona applica a un oggetto e il risultante movimento
dell’oggetto. Alterare tale relazione modificherebbe
il processo di apprendimento perché il sistema motorio aggiusta i comandi motori in base alla performance del movimento e la dinamica del compito influenza la performance. Tuttavia, il punto
saliente è che le dinamiche del movimento sono
fondamentalmente diverse quando un allenatore
umano o un dispositivo meccanico applicano una
forza alle parti del corpo. Pertanto, l’allenamento con la guida aptica è un paradosso: può essere
utile per ridurre gli errori nella performance durante l’allenamento ma il compito sperimentato
è dinamicamente diverso da quello che si vuole
apprendere e ciò può ostacolare l’apprendimento.
Sarebbe auspicabile ottenere i benefici per la sicurezza e la dimostrazione della traiettoria forniti
dalla guida aptica consentendo ai partecipanti
di apprendere al contempo un compito desiderato. Una strategia per ottenere entrambi gli obiettivi in maniera simultanea è quella di diminuire
gradualmente la guida, fornendo cioè meno assistenza aptica con l’avanzare della pratica. È stato
dimostrato in maniera sistematica che diminuire
gradualmente la guida aptica ha ridotto gli errori
nella performance, consentendo ai partecipanti
di sperimentare progressivamente una quantità
maggiore del compito effettivo da apprendere 19.
La guida aptica può essere utilizzata per potenziare l’apprendimento motorio nei compiti motori
dove errori eccessivi sono sconsigliati perché potenzialmente pericolosi. La guida può fisicamente
limitare gli errori nel movimento, rendendo sicuro
l’allenamento e consentendo ai soggetti di completarlo in maniera autonoma. Successivamente, può
essere possibile agevolare l’apprendimento motorio
diminuendo gradualmente la guida aptica. In tal
modo, l’allenamento può essere automatizzato in
sicurezza, consentendo la pratica intensa che permette l’apprendimento 18, 19.
Nell’equitazione, la performance non dipende
Giugno 2013
DEMARIE
human command involve subtle application
of pressure and its immediate removal once
the horse complies. However, when horses cannot consistently obtain freedom from
such pressure, conflict may arise that can
make horses sour, unresponsive, and dangerous.4 Even if riders are able to contain their
horses urge to flee, subsequent performance
will nevertheless be marred by tension on the
horse’s part and probably also from the rider
and lead to actual faults.20 It is, therefore, riders responsibility to work towards achieving
an effective cooperation with their equine
partners, also in face of the fact that the horse
has a will and motivation of its own and, as a
pray animal, is also prone to violent reactions
when faced with seemingly threatening situations, making equestrianism one of the most
dangerous sport.20, 21 Indeed, more trained
riders and those more in harmony with their
equine partner are at lower risk of inducing
nervousness in the horse.22 It appears therefore vitally important for equestrian athletes
not only to understand the potential effects
of human emotions on equine behaviour,
but also, as a consequence, to be in control
of their own body and mind.20 The findings
of a study aimed to explore the relationship
between state competitive anxiety and trait
anxiety, riding experience, and accident/injury status for equestrian athletes, suggested
that the anxiety experience of equestrian athletes may in some respects be unique from
that of other sporting populations.20 An elite
rider’s enhanced ability to control symptoms
of arousal and anxiety may, in part, be due to
grater coping capacities that come along with
superior skills and experience in the sport,
greater riding–specific skill in the elite rider
may result in increased levels of self–confidence allowing for task–focused concentration and improved performance.23 Although
the threat of practicing a dangerous sport
could remain, athletes that are taught coping
self-efficacy strategies will feel that they are
more equipped to deal with such threats and
may experience less anxiety.24 At this regard,
the reduction in mHR and STAI 1 values found
in the EG after the four week training period
suggests a more relaxed attitude in riding a
real horse, probably due to the possibility
they have had to exercise intensively without
muscular and mental tensions. On the contrary, SEM–S values remained constant in both
group, indicating that four weeks of training
Vol. 66 - No. 2
solamente dalla capacità umana, ma anche da
quella del cavallo e, cosa ancor più importante,
dalla qualità dell’interazione tra uomo e animale.
Un efficace comando umano prevede una leggera
applicazione di pressione e la sua immediata eliminazione una volta che il cavallo esegue l’ordine.
Tuttavia, quando i cavalli non possono ottenere
un alleggerimento costante da tale pressione, può
insorgere un conflitto che rende il cavallo nervoso,
non responsivo e pericoloso 4. Anche se i cavalieri
sono in grado di contenere l’impellenza alla fuga
del loro cavallo, la successiva performance sarà
ciononostante inficiata dalla tensione del cavallo
e probabilmente anche del cavaliere, portandolo a
commettere errori 20. È pertanto responsabilità dei
cavalieri lavorare per ottenere un’efficace cooperazione con il loro partner equino, considerando
anche che l’animale ha una volontà e motivazione
proprie che, in quanto animale preda, è anche prono a reazioni violente quando si trova dinanzi a situazioni che percepisce come minacciose, rendendo
l’equitazione uno degli sport più pericolosi 20, 21. In
effetti, i cavalieri più allenati sono quelli che hanno più armonia con il loro partner equino e hanno quindi un minor rischio di indurre nervosismo
nell’animale 22. Sembra pertanto estremamente importante per i cavalieri non solo comprendere i potenziali effetti delle emozioni umane sul comportamento del cavallo ma anche, di conseguenza, avere
un controllo del proprio corpo e della propria mente 20. I risultati di uno studio che ha esplorato la relazione tra ansia di stato competitiva, ansia di tratto,
esperienza equestre e stato delle lesioni/incidenti per
gli atleti equestri, hanno suggerito che l’esperienza
dell’ansia negli atleti equestri può per certi versi
essere unica rispetto a quella di altre popolazioni
sportive 20. L’abilità superiore di un cavaliere d’élite
nel controllare i sintomi di arousal e ansia può, in
parte, essere dovuta alla maggiore capacità di fronteggiare le situazioni (coping); oltre a un’esperienza
e capacità superiori nello sport, la maggiore abilità
specifica dei cavalieri di élite può comportare livelli maggiori di fiducia in se stessi consentendo una
maggiore concentrazione sul compito e una performance migliore 23. Sebbene i rischi derivanti dalla
pratica di uno sport pericoloso possano rimanere,
gli atleti che apprendono strategie di autoefficacia
per fronteggiare le situazioni sentiranno di avere
maggiori strumenti per affrontare tali minacce e
potranno sperimentare meno ansia 24. A tal proposito, la riduzione dei valori mHR e STAI 1 rilevata nel
GS dopo il periodo di allenamento di quattro settimane suggerisce un atteggiamento più rilassato nel
cavalcare un cavallo reale, probabilmente dovuto
al fatto che tali cavalieri si fossero esercitati in maniera intensa senza tensioni muscolari e mentali.
Al contrario, i valori SEM-S sono rimasti costanti in
entrambi i gruppi, indicando che quattro settimane di allenamento possono essere un periodo troppo
187
DEMARIE
could be a too short period to influence the
individual perception of self–efficacy in beginners riders. RPE values found in the pre
and post evaluation sessions were almost unchanged and showed an average intensity of
effort, this result could indicate that the rider’s
technical ability were actually stressed while
physical effort was not preeminent.
breve per influenzare la percezione individuale di
autoefficacia nei cavalieri alle prime esperienze. I
valori RPE rilevati prima e dopo le sessioni di valutazione erano quasi inalterati e hanno mostrato
un’intensità dello sforzo nella media: tale risultato
potrebbe indicare che l’abilità tecnica dei cavalieri
era effettivamente adoperata mentre lo sforzo fisico
non era preminente.
Conclusions
Conclusioni
In conclusion, it can be assumed that the
mechanical horse can be a useful instrument
for teaching and training in a reduced anxiety
condition, which can lead to more efficient
further training sessions on a real horses. The
mechanical horse can be utilized when technical aspects need to be in direct control of
the coach end/or when hazardous exercise
has to be faced, as well as in the case horses
are not available in a sufficient quantity or
when weather conditions are adverse.
Per concludere, si può dedurre che il cavallo
meccanico può essere uno strumento utile per
l’insegnamento e l’allentamento in una condizione di ansia minore, che può condurre a successive sessioni di allenamento più efficaci su
cavalli reali. Il cavallo meccanico può essere utilizzato quando gli aspetti tecnici devono essere
sotto diretto controllo dell’allenatore e/o quando
si deve affrontare un esercizio fisico pericoloso,
oltre che nei casi in cui i cavalli non sono disponibili in quantità sufficienti o quando le condizioni meteorologiche sono avverse.
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Received on March 20, 201 - Accepted for publication on May 22, 2013.
Acknowledgements.—The authors wish to aknowledge the contribution of the Federal Instructors Lt-Col Salvatore Oppes and
Mr. Michele Costantini. They also wish to express their appreciation to Mr. Jorge H. Carrajana Almeida for his technical support.
Corresponding author: S. Demarie, Italian University of Sport and Movement, Foro Italico, Rome, Italy. E-mail: sabrina.
[email protected]
188
Giugno 2013

MED SPORT 2013;66:189-98
Co-activation of the knee joint flexor and
extensor muscles during multidirectional
perturbations after fatiguing exercise
Coattivazione dei muscoli estensori e flessori
dell’articolazione del ginocchio durante perturbazioni
multidirezionali dopo un esercizio fisico estenuante
N. HEDAYATPOUR 1, M. FATHI 2
1Department
2Faculty
of Physical Education and Sport Science, University of Bojnord, Bojnord, Iran
of Physical Education and Sport Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad Iran
SUMMARY
Aim. Coactivation of the knee agonist-antagonist muscles plays an important role in knee joint stability in different
planes of motion. Fatigue is common after high intensity exercise and may affect on muscle co-activation to regulate
joint stiffness during unexpected postural perturbations. The aim of the study was to investigate muscle co-activation
of the knee flexor and extensor muscles in response to sagital (forward-backward) and frontal (medial-lateral) perturbations before and after dynamic fatiguing exercise.
Methods. Bipolar surface EMG signals were recorded from 14 healthy men with five pairs of electrodes located on
the knee extensor muscles (vastus medialis, rectus femoris, and vastus lateralis) and knee flexor muscles (the medial
and lateral heads of the hamstring) of the right leg during sagittal/frontal perturbations.
Results. Maximal voluntary contraction force and time to task failure were significantly reduced after fatiguing exercise with respect to baseline (P<0.001). During the postexercise sagittal/frontal perturbations, reflexive activity in
knee extensor muscles was significantly lower than baseline (P<0.05). Moreover, a significant reduction in the level
of co-activation between the hamstring and quadriceps muscles was observed during sagittal/frontal perturbations
(P<0.05), with a greater reduction identified for the frontal perturbation (P<0.05).
Conclusion. Fatigue alters muscle co-activation around knee joint, particularly when knee is subjected to the frontal
perturbation.
Key words: Reflex - Fatigue - Muscle strength.
RIASSUNTO
Obiettivo. La coattivazione dei muscoli agonisti e antagonisti del ginocchio riveste un ruolo importante nella stabilità
articolare del ginocchio in diversi piani di movimento. L’affaticamento è comune dopo un esercizio fisico ad alta
intensità e può influire sulla coattivazione muscolare che regola la rigidità articolare durante perturbazioni posturali
inattese. Obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare la coattivazione muscolare dei muscoli estensori e
flessori del ginocchio in risposta a perturbazioni sagittali (in avanti-indietro) e frontali (mediale-laterale) prima e dopo
un esercizio fisico estenuante dinamico.
Metodi. I segnali EMG di superficie bipolari sono stati registrati da 14 uomini sani mediante cinque coppie di elettrodi
posizionati sui muscoli estensori (vasto mediale, retto femorale e vasto laterale) e flessori (sommità mediale e laterale
dei muscoli ischiocrurali) del ginocchio destro durante perturbazioni sagittali/frontali.
Risultati. la forza di contrazione volontaria massima e il tempo per il fallimento nel compito motorio sono stati ridotti
in maniera significativa dopo l’esercizio fisico estenuante rispetto al baseline (P<0,001). Durante le perturbazioni
sagittali/frontali post-esercizio, l’attività del riflesso nei muscoli estensori del ginocchio era significativamente inferiore rispetto al baseline (P<0,05). Inoltre, è stata osservata una riduzione significativa nel livello di coattivazione tra i
muscoli ischiocrurali e il muscolo quadricipite durante le perturbazioni sagittali/frontali (P<0,05), con una riduzione
maggiore osservata nella perturbazione frontale (P<0,05).
Conclusioni. l’affaticamento altera la coattivazione muscolare intorno all’articolazione del ginocchio, in particolare
quando il ginocchio è soggetto alla perturbazione frontale.
Parole chiave: Riflessi - Fatica - Forza muscolare.
Vol. 66 - No. 2
189
HEDAYATPOUR
COACTIVATION OF THE KNEE JOINT FLEXOR AND EXTENSOR
C
L
o-activation of the knee flexor-extensor
muscles play an important role in knee
joint stability during routine activity of daily
living and various sport activities.1 For example previous studies examined co-activation
of the knee flexor-extensor muscle in sagittal
plan during walking,2 jumping,3 isotonic and
isokinetic knee extensions.4 These studies have
all demonstrated that coactivation of muscles
around knee joint would not only contribute in
greater joint stiffness but would also increase
and regulate the contact of knee joint surfaces
to prevent joint laxity.1 In fact, during an unexpected perturbation muscular coactivation level is dependent on the cortically programmed
muscle activations and reflex-supplied muscle
contractions.3 Fatigue is common after high intensity exercise, most likely due to high accumulation of the metabolites within the skeletal
muscle.5 After high intensity exercise an increase in the accumulation of metabolites (e.g.
acid lactate, inorganic phosphate) alters proprioceptive function 6, 7 and muscle fiber membrane properties 8 within the skeletal muscle,
which in turn contribute to a reduced reflexive
muscular activity. Any changes in reflex activity around knee joint may impair the ability
to properly activate agonist-antagonist muscle
groups surrounding the knee joint. An inappropriate co-activation of agonist-antagonist
muscles can impede knee stability, therefore
leaving structures of the knee more vulnerable to injury during unexpected perturbations.
Athletes and/or individuals are usually faced
with demanding tasks during daily and sport
activities that may challenge knee stability in
the frontal and sagital plan. The frontal plan
knee moment has been linked to a higher incidence of non-contact ACL injury,9, 10 medial
knee osteoarthritis (OA) 11 and lateral compartment knee OA.12 Although, previous studies
have investigated co-activation of the agonistantagonist muscles around knee joint in different planes of motion, there seems to be a lack
of information about muscle co-activation in
the mentioned planes of motion following fatiguing exercise. In this study, it was hypothesized that muscle coactivation elicited by frontal perturbation could be reduced to a greater
extant after exercise-induced muscle fatigue.
This knowledge may be useful to understand
the mechanisms underlying the development
of knee disorders (e.g., patella, ligament and
tendon injuries) after fatiguing exercise. Therefore, the purpose of this study was to assess
190
a coattivazione dei muscoli estensori e flessori
del ginocchio riveste un ruolo importante nella stabilità articolare del ginocchio durante le attività di routine della vita quotidiana e durante
diversi tipi di attività sportive 1. Ad esempio, precedenti studi hanno esaminato la coattivazione
dei muscoli estensori e flessori nel piano sagittale
durante la camminata 2, il salto 3 e i movimenti
di estensione isotonici ed isocinetici del ginocchio
4. Tali studi hanno dimostrato che la coattivazione
dei muscoli intorno all’articolazione del ginocchio
non solo favorisce una maggiore rigidità articolare
ma aumenta e regola anche il contatto delle superfici articolari del ginocchio per prevenire la lassità
articolare 1. In effetti, durante una perturbazione
inattesa, il livello di coattivazione muscolare dipende dalle attivazioni muscolari programmate a
livello corticale e dalle contrazioni muscolari fornite dal riflesso 3. L’affaticamento è comune dopo
l’esercizio fisico a elevata intensità ed è dovuto
verosimilmente all’elevato accumulo di metaboliti
nei muscoli scheletrici 5. Dopo un esercizio fisico a
elevata intensità, un aumento nell’accumulo dei
metaboliti (ad es. acido lattico, fosfato inorganico)
altera la funzione propriocettiva 6, 7 e le proprietà
della membrana delle fibre muscolari 8 dei muscoli
scheletrici, contribuendo di conseguenza a una ridotta attività del riflesso muscolare. Qualsiasi alterazione nell’attività del riflesso muscolare intorno
all’articolazione del ginocchio può compromettere la capacità di attivare in maniera adeguata i
gruppi muscolari agonisti e antagonisti intorno
all’articolazione del ginocchio. Un’inadeguata coattivazione dei muscoli agonisti e antagonisti può
ostacolare la stabilità del ginocchio, rendendo le
strutture del ginocchio più predisposte agli infortuni durante perturbazioni inattese. Gli atleti e/o
individui eseguono in genere compiti impegnativi durante le attività quotidiane e sportive, i quali possono ostacolare la stabilità del ginocchio nel
piano frontale e sagittale. Il momento del ginocchio
sul piano frontale è stato associato a una maggiore
incidenza di infortuni senza contatto del LCA 9, 10,
osteoartrosi (OA) del ginocchio mediale 11 e OA
del compartimento laterale del ginocchio 12. Nonostante precedenti studi abbiano esaminato la
coattivazione dei muscoli agonisti e antagonisti
intorno all’articolazione del ginocchio in diversi
piani di movimento, sono disponibili poche informazioni sulla coattivazione muscolare nei piani
di movimento summenzionati in seguito a un esercizio fisico estenuante. Nel presente studio, è stato
ipotizzato che la coattivazione muscolare provocata dalla perturbazione frontale venga ridotta in
misura maggiore dopo l’affaticamento muscolare
indotto dall’esercizio fisico. Tale conoscenza può
essere utile per comprendere i meccanismi soggiacenti allo sviluppo dei disturbi del ginocchio (ad
es. lesioni della rotula, dei legamenti e del tendi-
Giugno 2013
co-activation of knee muscles during frontal
and sagital perturbations after dynamic fatiguing exercise.
HEDAYATPOUR
ne) dopo un esercizio fisico estenuante. Pertanto,
obiettivo del presente studio è stato quello di valutare la coattivazione dei muscoli del ginocchio durante le perturbazioni frontali e sagittali in seguito
a un esercizio fisico estenuante e dinamico.
Materiali e metodi
Subjects
Fourteen healthy men (mean±SD; age=23.2±
3.2 yr, body mass=73.5±6.4 kg, height=1.77±0.03
m) participated in the study. All subjects were
right leg dominant and had no history of previous knee injury. The study was conducted in accordance with the Declaration of Helsinki and
approved by the local ethics committee (No.
20070019). Subjects provided informed written
consent before participation in the study.
Protocollo dell’esercizio fisico estenuante
Fatiguing Exercise Protocol
A KinCom Isokinetic Dynamometer (Chattanooga, TN) was used to induce fatigue to
quadriceps muscle. The subject sat comfortably
on the adjustable chair of the KinCom with his
hip flexed at 90° flexion. The dynamometer axis
of rotation was carefully aligned with the knee
center of rotation, and the right leg was secured
to the lever arm with a Velcro strap. Subjects
performed two maximal voluntary concentric
contractions during knee extension at 60°/s.
The highest recorded peak torque value for
knee extension was considered as the maximal
voluntary concentric contraction (MVCC). The
subjects were asked to perform voluntary concentric-eccentric knee contractions at a speed
of 60°/s between 90 and 170°of knee extension
until exhaustion. Fatigue was defined as force
below 50% MVCC for at least 3 consecutive concentric-eccentric knee contractions.
Un dinamometro isocinetico KinCom (Chattanooga, TN) è stato utilizzato per indurre l’affaticamento del muscolo quadricipite. Il soggetto si è
seduto in maniera confortevole sulla poltrona KinCom regolabile con l’anca flessa di 90°. L’asse di
rotazione del dinamometro è stato accuratamente
allineato al centro di rotazione del ginocchio e la
gamba destra è stata fissata al braccio di leva con
una striscia di velcro. I soggetti hanno effettuato
due contrazioni concentriche volontarie massime
durante l’estensione del ginocchio a 60°/s. Il più
elevato valore di torsione massima registrato per
l’estensione del ginocchio è stato considerato come
la contrazione concentrica volontaria massima
(CCVM). Ai soggetti è stato chiesto di effettuare contrazioni concentriche-eccentriche volontarie del
ginocchio a una velocità di 60°/s tra 90 e 170° di
estensione del ginocchio fino all’esaurimento. L’affaticamento è stato definito come una forza inferiore al 50% della CCVM per almeno 3 contrazioni
concentriche-eccentriche consecutive del ginocchio.
Funzionalità muscolare
Muscle function
In order to assess muscle fatigue, maximal
knee extension and time to task failure were
measured before and after dynamic fatiguing
exercise. The subject was asked to perform
two maximal isometric knee extensions (3-5 s
in duration) on the KinCom dynamometer, in
90° - knee flexion, with 2 min of rest between
contractions. The highest MVC value was used
as a reference for the definition of the submaximal force level. The subjects were also asked
to maintain a sub maximal sustained contrac-
Vol. 66 - No. 2
Soggetti
Quattordici uomini sani (media±DS; età=
23,2±3,2 anni, massa corporea=73,5±6,4 kg, altezza= 1,7±0,03 m) hanno preso parte allo studio. Tutti
i soggetti avevano la gamba destra dominante e non
presentavano alcuna storia clinica di precedenti infortuni del ginocchio. Lo studio è stato condotto in
accordo alla Dichiarazione di Helsinki ed è stato
approvato dal Comitato etico locale (n. 20070019).
Prima di prendere parte allo studio i soggetti hanno
fornito il loro consenso informato per iscritto.
Al fine di valutare l’affaticamento muscolare,
l’estensione massimale del ginocchio e il tempo per
il fallimento nel compito motorio sono stati misurati prima e dopo l’esercizio fisico estenuante e
dinamico. Ai soggetti è stato chiesto di effettuare
due estensioni isometriche massimali del ginocchio
(durata 3-5 s) sul dinamometro KinCom, in flessione di 90° del ginocchio, con 2 minuti di riposo
tra le contrazioni. Il più elevato valore di contrazione volontaria massima (CVM) è stato utilizzato
come riferimento per la definizione del livello di
forza submassimale. Ai soggetti è stato chiesto anche di mantenere una contrazione submassimale
191
HEDAYATPOUR
tion at 50% MVC until task failure. Task failure
was defined as a drop in force greater than
5% MVC for more than 5 s after strong verbal encouragement to the subject to maintain
the target force. Surface EMG signals were recorded from knee flexor and extensor muscles
during maximal knee force and over submaximal isometric contraction which was sustained
until task failure. Visual feedback of force was
provided on a screen positioned in front of the
subject.
sostenuta al 50% della CVM fino al fallimento nel
compito motorio. Il fallimento nel compito motorio
è stato definito come una perdita di forza superiore
al 5% nella CVM per più di 5 secondi dopo un forte
incoraggiamento verbale al soggetto per mantenere la forza target. I segnali EMG di superficie sono
stati registrati dai muscoli estensori e flessori del ginocchio durante la forza massimale del ginocchio
e durante la contrazione isometrica submassimale
che è stata sostenuta fino al fallimento nel compito motorio. Uno schermo posizionato di fronte al
soggetto ha fornito un feedback visivo della forza.
EMG recording
Registrazione elettromiografica
Five pairs of circular (Ag–AgCl surface electrodes Ambu Neuroline, Ambu, conductive
area=28 mm2) were placed in bipolar configuration (interelectrode distance=2 cm) over the
knee extensor and flexor muscles. For knee extensor muscles three pairs of surface electrodes
were placed on the most distal portion of the
vastus medialis, vastus lateralis and rectus femoris. For the knee flexor muscles, two pairs of
electrodes were also positioned on the medial
(long head of biceps femoris) and lateral (semitendinosus) belly of the hamstring muscle. Before electrode placement, the skin was shaved
and lightly abraded at the selected locations.
Surface EMG signals obtained from five knee
muscles were amplified (EMG amplifier (EMG128; LISiN-OT Bioelettronica, Turin, Italy; bandwidth of 10–500 Hz), sampled at 2048 Hz, and
stored after 12-bit A/D conversion.
Cinque coppie di elettrodi circolari (elettrodi di
superficie Ambu Neuroline in Ag-AgCl, Ambu, area
conduttiva=28mm2) sono state collocate in una
configurazione bipolare (distanza interelettrodica=2 cm) sui muscoli estensori e flessori del ginocchio. Per i muscoli estensori del ginocchio, tre coppie
di elettrodi di superficie sono state posizionate sulla
porzione più distale del vasto mediale, del vasto laterale e del retto femorale. Per i muscoli flessori del
ginocchio, due coppie di elettrodi sono state posizionate anche sul ventre mediale (capo lungo del bicipite femorale) e laterale (semitendinoso) dei muscoli
ischiocrurali. Prima del posizionamento degli elettrodi, la pelle è stata rasata e raschiata leggermente
nei punti selezionati. I segnali EMG di superficie ottenuti dai cinque muscoli del ginocchio sono stati
amplificati (amplificatore EMG [EMG-128; LISiN-OT
Bioelettronica, Torino, Italia; larghezza di banda
di 10-500 Hz]), campionati a 2048 Hz e memorizzati dopo una conversione A/D a 12-bit.
Perturbazioni ed EMG di superficie
Perturbations and surface EMG
The subject stood comfortably with equal
weight on each limb, and their right limb on
a movable platform. The subject’s left foot was
positioned on the ground. Platform was translated 6 cm frontally (forward and backward
direction) and sagittally (medial and lateral direction). Two 3-s trials were collected in which
the plate was triggered to move at a random
interval within the 3 s. Subjects were unaware
of when the plate would be triggered to move.
Surface EMG signals were recorded from the
knee flexor and extensor muscles of the right
limb.
I soggetti hanno assunto una confortevole posizione eretta, caricando un pari peso su ciascuna
gamba, e hanno posizionato la loro gamba destra
su una piattaforma mobile. Il piede sinistro dei
soggetti è stato posizionato sul pavimento. La piattaforma è stata spostata di 6 cm in maniera frontale (direzione in avanti e indietro) e sagittale (direzione mediale e laterale). Sono state raccolte due
prove di 3 secondi nelle quali il movimento della
piastra è stato azionato a un intervallo casuale
entro i 3 secondi. I soggetti non erano a conoscenza di quando la piastra sarebbe stata azionata. I
segnali EMG di superficie sono stati registrati dai
muscoli flessori ed estensori del ginocchio destro.
Analisi dei segnali
Signal analysis
For the time to task failure ARV and mean
power frequency (MPF) was estimated from
192
Per quanto concerne il tempo per il fallimento nel
compito motorio, il valore medio rettificato (average rectified value, ARV) e la frequenza media dello
spettro di potenza (mean power frequency, MPF)
Giugno 2013
the EMG signals for epochs of 1 s., and was averaged to obtain one representative value for
each 10% interval of the time to task failure.
To assess the amplitude of muscle reflex activity, the ARV of individual muscles was calculated over a fixed window, which was 180 ms
after the onset of plate movement (monosynaptic stretch reflex). The ARV obtained from
the 180-ms epochs in two trials were averaged
to obtain a representative value. Co-activation
is defined as the simultaneous activation of
quadriceps and hamstrings muscle and was
calculated within a time window of 180 ms after the onset of plate movement using the formula of Rudolph et al., 2001.13 This equation
was calculated for both forward-backward and
medial-lateral perturbations for the following
muscle pairs; vastus medialis-medial hamstring
(VM-MH) and vastus lateralis-lateral hamstring
(VL-LH).
HEDAYATPOUR
sono stati stimati dai segnali EMG per epoche di 1
secondo, e ne è stata calcolata la media per ottenere
un valore rappresentativo per ciascun intervallo del
10% del tempo per il fallimento nel compito motorio.
Al fine di valutare l’ampiezza dell’attività del riflesso muscolare, l’ARV dei muscoli individuali è stato
calcolato in una finestra fissa, che era 180 ms dopo
l’inizio del movimento della piastra (riflesso monosinaptico da stiramento). Per quanto concerne l’ARV
ottenuto dalle epoche di 180 ms nelle due prove, ne è
stata calcolata la media al fine di ottenere un valore
rappresentativo. La coattivazione è definita come la
simultanea attivazione del muscolo quadricipite e
dei muscoli ischiocrurali ed è stata calcolata entro
una finestra temporale di 180 ms dopo l’inizio del
movimento della piastra utilizzando la formula di
Rudolph e colleghi, 2001 13. Tale equazione è stata
calcolata per le perturbazioni in avanti-indietro e
mediale-laterale per le seguenti coppie di muscoli;
vasto mediale-ischiocrurali mediali (VM-IM) e vasto
laterale-ischiocrurali laterali (VL-IL).
Analisi statistica
A one-way repeated-measures ANOVA was
used to assess MVC and time to task failure
before and after dynamic fatiguing contraction. Two-way repeated-measures ANOVA was
applied to analyze the percent change of ARV
and MPF over sustained contraction at 50%
MVC (percent change from the first to the last
epoch), with session and muscle as dependent
factors. Three-way analysis of variance used
to measure muscle reflex activity with muscle,
perturbation direction and session as dependent factors. Moreover, two ways ANOVA was
used to evaluate co-activation index with perturbation directions and sessions as dependents factors.
Results
One-way repeated-measures ANOVA reflected a significant reduction in MVC (F=8.6,
P<0.001) and time to task failure (F=8.6,
P<0.001) after fatiguing exercise. The rate of
reduction over time in ARV and MPF were significantly greater during sustained contraction
after fatiguing exercise (F=8.6, P<0.001). The
three-way repeated measures ANOVA revealed
that there was a significant reduction in reflexive muscular activity after fatiguing contraction
(F=4.4, P<0.05), with a more reduction identified for medial-lateral direction as compared
Vol. 66 - No. 2
Un’ANOVA a una via per misure ripetute è stata
utilizzata per valutare la contrazione volontaria
massima (CVM) e il tempo per il fallimento nel compito motorio prima e dopo la contrazione affaticante
dinamica. L’ANOVA a due vie per misure ripetute è
stata applicata per analizzare la variazione percentuale di ARV e MPF sulla contrazione sostenuta al
50% della CVM (variazione percentuale dalla prima
all’ultima epoca) con la sessione e i muscoli come
fattori dipendenti. L’analisi della varianza a tre vie è
stata utilizzata per misurare l’attività del riflesso muscolare; i fattori dipendenti erano costituiti dal muscolo, dalla direzione di perturbazione e dalla sessione. Inoltre, l’ANOVA a due vie è stata utilizzata per
valutare l’indice di coattivazione con le direzioni di
perturbazione e le sessioni quali fattori dipendenti.
Risultati
L’ANOVA a una via per misure ripetute ha riflesso una riduzione significativa nella CVM (F=8,6,
P<0,001) e nel tempo per il fallimento nel compito motorio (F=8,6, P<0,001) dopo l’esercizio fisico
estenuante. Il tasso di riduzione nel tempo di ARV
e MPF era significativamente maggiore durante la
contrazione sostenuta dopo l’esercizio fisico estenuante (F=8,6, P<0,001). L’ANOVA a tre vie per
misure ripetute ha rivelato una riduzione significativa nell’attività del riflesso muscolare dopo la
contrazione affaticante (F=4,4, P<0,05) con una
riduzione maggiore osservata nella direzione
mediale-laterale rispetto alla direzione in avantiindietro (P<0,05). Inoltre, la coattivazione dei
muscoli estensori e flessori del ginocchio era dipendente dalla sessione e dalla direzione di perturba-
193
HEDAYATPOUR
Figure 1.—Percent decrease in average rectified value of EMG (N.=14 subjects) obtained from 180-ms epochs after the
onset of plate movement (averaged for three knee extensor muscles) during forward, backward, medial and lateral
perturbations after fatiguing exercise.
Figura 1. — Riduzione percentuale nel valore medio rettificato (ARV) dell’EMG (n=14 soggetti) ottenuto da epoche di
180 ms dopo l’inizio del movimento della piastra (effettuando una media per i tre muscoli estensori del ginocchio)
durante le perturbazioni in avanti, indietro, mediale e laterale dopo un esercizio fisico estenuante.
with backward- forward direction (P<0.05).
Moreover, co-activation of the knee flexor and
extensor muscles was dependent on session
and perturbation direction (F=5.6, P<0.05). Muscle co-activation was significantly reduced after
fatiguing exercise ((F=7.2, P<0.05). Reduction
in muscle co-activation for medial-lateral direction was larger than forward-backward directions during post fatigue perturbations (F=3.4,
P<0.05) Figures 1, 2.
Discussion
The study demonstrates lower values of
reflexive muscular activity and significant reduction in co-activation of the agonist and
antagonist muscles around knee joint during
knee perturbations after dynamic fatiguing exercise. Following dynamic fatiguing exercise,
medial-lateral perturbation resulted in higher
reduction in co-activation level of the agonist
and antagonist muscles with respect to forward- backward perturbation. The lowest coactivation level of the agonist and antagonist
194
zione (F=5,6, P<0,05). La coattivazione muscolare era significativamente ridotta dopo l’esercizio
fisico estenuante (F=7,2, P <0,05). La riduzione
nella coattivazione muscolare per la direzione mediale-laterale era superiore rispetto alle direzioni
in avanti-indietro durante le perturbazioni postaffaticamento (F=3,4, P<0,05) (Figure 1, 2).
Discussione
Lo studio ha dimostrato valori inferiori per l’attività del riflesso muscolare e una riduzione significativa nella coattivazione dei muscoli agonisti e
antagonisti intorno all’articolazione del ginocchio
durante le perturbazioni del ginocchio in seguito
a un esercizio fisico estenuante e dinamico. In seguito all’esercizio fisico estenuante e dinamico, la
perturbazione mediale-laterale ha comportato una
maggiore riduzione nel livello di coattivazione dei
muscoli agonisti e antagonisti rispetto alla perturbazione in avanti-indietro. Il minore livello di coattivazione dei muscoli agonisti e antagonisti osservato nella direzione mediale-laterale può indicare che
le strutture del ginocchio sono più vulnerabili agli
infortuni durante perturbazioni inattese nel piano
frontale in seguito a un esercizio fisico estenuante.
Giugno 2013
HEDAYATPOUR
Figure 2.—Coactivation indices (mean±SE, n=14 subjects) calculated within 180-ms epochs after the onset of plate
movement for the following muscle pairs;vastus medialis-medial hamstring (VM-MH) and vastus lateralis- lateral
hamstring (VL-LH) during forward (A), backward (B), medial (C) and lateral (D) perturbations , recorded before the
fatiguing exercise (baseline) and after fatiguing exercise;*P<0.05.
Figura 2. — Indici di coattivazione (media±SE, N.=14 soggetti) calcolati all’interno di epoche da 180 ms dopo l’inizio
del movimento della piastra per le seguenti coppie di muscoli: vasto mediale-ischiocrurali mediali (VM-IM) e vasto
laterale-ischiocrurali laterali (VL-IL) durante le perturbazioni in avanti (A), indietro (B), mediale (C) e laterale (D),
registrate prima dell’esercizio fisico estenuante (baseline) e dopo l’esercizio fisico estenuante; *P<0,05.
muscles observed in medial-lateral direction
may indicate that structures of the knee are
more vulnerable to injury during unexpected
perturbations in the frontal plan following fatiguing exercise.
Muscle performance
MVC and time to task failure of the knee extensors were significantly reduced following
dynamic fatiguing exercise. A significant reduction in maximal voluntary contraction and time
to task failure observed after exercise indirectly
suggests that the fatiguing exercise used in this
study contributed to the reduced muscle power
and physical work capacity. A force deficit after
Vol. 66 - No. 2
Performance muscolare
La CVM e il tempo per il fallimento nel compito
motorio dei muscoli estensori del ginocchio erano
significativamente ridotti in seguito all’esercizio fisico estenuante e dinamico. Una riduzione significativa nella contrazione volontaria massima e nel
tempo per il fallimento nel compito motorio, osservata dopo l’esercizio fisico, suggerisce in maniera
indiretta che l’esercizio fisico estenuante utilizzato
nel presente studio ha contribuito alla ridotta potenza muscolare e alla ridotta capacità di lavoro
fisico. Un deficit nella forza dopo l’esercizio fisico
estenuante può essere spiegato da un fallimento
nella trasmissione del segnale a livello dell’accoppiamento eccitazione-trasmissione 14. Nel contempo, una maggiore riduzione di ARV e MPF sulla
195
HEDAYATPOUR
fatiguing exercise can be explained by a failure in signal transmission at excitation-coupling
pathways.14 Meanwhile, a higher reduction in
ARV and MPF over post fatigue sustained contraction may be explained by a failure in motor unit recruitment and/or signal conduction
to compensate for contractile failure 8, 15 caused
by fatigue.
contrazione sostenuta post-affaticamento può essere spiegata da un fallimento nel reclutamento
dell’unità motoria e/o nella conduzione del segnale per compensare il fallimento contrattile 8, 15
causato dall’affaticamento.
EMG and perturbations
In this study we observed that the reflexive
activity of muscles crossing knee joint were
significantly decreased after dynamic fatiguing task. Higher reflexive muscle activity contributes to a grater joint stability as reported
by previous studies.16 For example, published
literature reported that frontal plan stability of
the knee joint can be enhanced by reflexive responses elicited in knee muscles by stimulating
periarticular medial and lateral joint structures,17
mechanical stimulation of the deep portion of
the medial collateral ligament 18 and by a rapid
valgus movement of the knee.19 The enhanced
reflexive muscle activity has been attributed to
the γ-motoneuron system which is influenced
by afferent information from muscles, ligament
mechanoreceptor and joint afferents.20Therefore
a lower reflexive muscle activity observed after
fatiguing exercise could decrease the reflexive
joint stability through decreased muscle stiffness. A lower reflexive muscle activity observed
after fatiguing exercise could be explained by
fatigue-induced changes within the muscle. Fatigue alters the behavior of intrafusal chain and
static bag fibers, which, in turn, results in a reduction in Ia afferent inflow from muscle spindles.6 Fatigue could also change force-feedback
mediated by the Golgi tendon organ and thus
contribute to the inhibition of spinal motor neurons.7 Moreover, the decreased reflexive muscle
activity indicates that the level of co-activation
between the knee extensors and flexors is altered after fatiguing exercise, which likely contributes to reduced knee joint stiffness during
rapid destabilizing movements. After fatiguing
exercise, medial-lateral perturbations resulted
in higher reduction in reflexive muscle activity
as compared with forward-backward perturbations. Previous studies demonstrated a selective
co-activation of muscles based upon mechanical advantage to stabilize the knee joint in the
frontal plan during isometric loads.21, 22 Additionally, similar co-activation patterns during
sport-specific tasks that load the knee in the
196
EMG e perturbazioni
Nel presente studio abbiamo osservato che l’attività del riflesso muscolare intorno all’articolazione del ginocchio era significativamente ridotta
dopo un esercizio fisico estenuante e dinamico.
Una maggiore attività del riflesso muscolare contribuisce a una maggiore stabilità articolare come
riportato da precedenti studi 16. Ad esempio, la
letteratura pubblicata suggerisce che la stabilità
articolare del ginocchio sul piano frontale può essere potenziata mediante risposte riflessive indotte
nei muscoli del ginocchio stimolando le strutture
periarticolari mediali e laterali 17, con la stimolazione meccanica della componente profonda del
legamento collaterale mediale 18 e mediante un
rapido movimento valgo del ginocchio 19. Il potenziamento dell’attività del riflesso muscolare è stato
attribuito al sistema dei motoneuroni γ, il quale
è influenzato da informazioni afferenti dai muscoli, dal meccanocettore nel legamento e dalle vie
afferenti dalle articolazioni 20. Pertanto, una minore attività del riflesso muscolare osservata dopo
l’esercizio fisico estenuante potrebbe diminuire la
stabilità articolare riflessiva attraverso una ridotta
rigidità muscolare. La minore attività del riflesso
muscolare osservata dopo l’esercizio fisico estenuante potrebbe essere spiegata dalle modifiche
indotte dall’affaticamento all’interno del muscolo. L’affaticamento altera il comportamento delle
fibre intrafusali a catena e a sacca statiche che,
a sua volta, comporta una riduzione nell’afflusso
afferente delle fibre di tipo Ia dai fusi neuromuscolari 6. L’affaticamento potrebbe anche cambiare il
feedback della forza mediato dall’organo tendineo del Golgi e contribuire così all’inibizione dei
neuroni motori spinali 7. Inoltre, la ridotta attività
del riflesso muscolare indica che il livello di coattivazione tra estensori e flessori del ginocchio è alterato durante l’esercizio fisico estenuante, il quale
verosimilmente contribuisce a una ridotta rigidità
articolare del ginocchio durante movimenti rapidi e destabilizzanti. Dopo un esercizio fisico estenuante, le perturbazioni mediali-laterali hanno
comportato una maggiore riduzione dell’attività
del riflesso muscolare rispetto alle perturbazioni in
avanti-indietro. Precedenti studi hanno dimostrato una coattivazione selettiva dei muscoli basata
sul vantaggio meccanico per stabilizzare l’articolazione del ginocchio nel piano frontale durante
carichi isometrici 21, 22. Inoltre, simili schemi di
coattivazione durante compiti sportivi specifici
che caricano il ginocchio nel piano frontale in-
Giugno 2013
HEDAYATPOUR
frontal plan indicated that, muscle co-activation
is thought to be a significant control strategy
employed by neural system, to counter varus/
valgus loading at the knee during dynamic
tasks.23 Therefore, the lowest co-activation level
of agonist and antagonist muscles observed in
medial-lateral direction may indicate that structures of the knee are more vulnerable to injury
during unexpected perturbations in the frontal
plan following fatiguing exercise. Accordingly,
researchers have reported a high incidence of
non-contact anterior cruciate ligament (ACL) injuries in athletics during explosive movements
such as cutting and jump-landing tasks that
challenge knee stability in the frontal plan.9, 10
Rodacki et al. (2011) reported that fatigue occur
in the later stages of activities and competition
and act as a contributor to noncontact ACL injuries, particularly when knee is subjected to
varus/valgus loading.24
dicano che la coattivazione muscolare è una significativa strategia di controllo impiegata dal
sistema neurale per controbilanciare il carico in
varo/valgo a livello del ginocchio durante compiti
dinamici 23. Pertanto, il minor livello di coattivazione dei muscoli agonista e antagonista osservato
nella direzione mediale-laterale può indicare che
le strutture del ginocchio sono più vulnerabili agli
infortuni durante perturbazioni inattese nel piano frontale in seguito all’esercizio fisico estenuante. Di conseguenza, i ricercatori hanno riportato
un’elevata incidenza di infortuni senza contatto
del legamento crociato anteriore (LCA) negli atleti durante movimenti esplosivi come le manovre
di taglio e atterraggio che ostacolano la stabilità
del ginocchio nel piano frontale 9, 10. Rodacki et
al. (2011) hanno osservato come l’affaticamento
si verifichi nelle fasi avanzate delle attività e delle
competizioni, contribuendo agli infortuni senza
contatto del LCA, soprattutto quando il ginocchio è
soggetto a carico in varo/valgo 24.
Conclusions
Conclusioni
Fatigue alters reflexive muscular activity and
muscle co-activation around knee joint, particularly when knee is subjected to the frontal perturbation. The altered muscle co-activation in
the frontal plan may expose structures of the
knee joint to abnormal varus/valgus moments
during exercise and may contribute to sportrelated injuries.
L’affaticamento altera l’attività del riflesso
muscolare e la coattivazione muscolare intorno
all’articolazione del ginocchio, in particolar modo
quando il ginocchio è soggetto alla perturbazione
frontale. La coattivazione muscolare alterata nel
piano frontale può esporre le strutture articolari
del ginocchio a momenti in varo/valgo anomali
durante l’esercizio fisico e può contribuire agli infortuni associati alle attività sportive.
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Received on June 8, 2011 - Accepted for publication on May 17, 2013.
Corresponding author: N. Hedayatpour, PhD, Department of Physical Education and Sport Science, University of Bojnord,
Bojnord, Iran. E-mail: [email protected]
198
Giugno 2013

Medical area
Area medica
MED SPORT 2013;66:199-209
Association between cytokine
activity and body composition
in highly trained athletes
Associazione tra attività delle citochine e
composizione corporea in atleti altamente allenati
A. ZEMBROŃ-ŁACNY 1, E. ZIEMANN E. 2, A. KASPERSKA 3, P. ŻUREK 3
M. RYNKIEWICZ 3, T. RYNKIEWICZ 3, R. LASKOWSKI 2, E. HÜBNER-WOŹNIAK 4
1Department
of Physical Education, Zielona Gora University, Zielona Gora, Poland
of Physiology, University School of Physical Education and Sport, Gdansk, Poland
3Department of Theory and Methodics of Sport, University School of Physical Education Poznan, Poland
4Department of Biochemistry, University School of Physical Education, Warszawa, Poland
2Department
SUMMARY
Aim. The aim of the present study was to investigate possible changes in the plasma pro-inflammatory cytokines levels
in response to an intensified training during preparatory period for the new season (preseason, December), and relation to reactive oxygen and nitrogen species (RONS) and body composition in highly trained athletes.
Methods. Forty-one athletes and twenty untrained males participated in the study.
Results. Plasma hydroperoxide (H2O2) and nitric oxide (NO) were elevated 2-fold in judoists and wrestlers whereas lipid
peroxides (LPO) and protein carbonyls (PC) were on the same or even lower level compared to non-athletes. H2O2 significantly correlated with cytokines IL-1β and TNFα which reached the highest level in wrestlers. Free fat mass (FFM) was higher in athletes than non-athletes, and correlated with creatine kinase (r=0.619), IL-1β (r=0.610, P<0.001) and TNFα (r=0.555,
P<0.001). Oppositely, fat mass (FM) was markedly lower in athletes but not correlated with any inflammatory mediators.
Conclusion. The results show that physical training is typical of combat sports stimulates the generation of signal
molecules H2O2 and NO as well as improves the cytokine response is associated with body composition in highly
trained athletes.
Key words: Hydrogen peroxide - Nitric oxide - Cytokines - Martial arts.
RIASSUNTO
Obiettivo. Obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare le possibili variazioni nei livelli plasmatici di citochine proinfiammatorie in risposta a un allenamento intensificato durante il periodo preparatorio per la nuova stagione (pre-stagione, dicembre) e il rapporto con le specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto (RONS) e la composizione
corporea in atleti altamente allenati.
Metodi. Quarantuno atleti e venti uomini non allenati hanno preso parte allo studio.
Risultati. Il perossido di idrogeno (H2O2) e l’ossido di azoto (NO) nel plasma erano superiori di due volte nei judoisti e
nei lottatori mentre il livello di perossidi lipidici (PL) e carbonili proteici (CP) era uguale o inferiore rispetto ai non atleti. Lo
H2O2 ha mostrato una correlazione significativa con le citochine IL-1β e TNFα, le quali hanno raggiunto il livello più elevato nei lottatori. La massa magra (free fat mass, FFM) era più elevata negli atleti rispetto ai non atleti, e ha mostrato correlazioni con la creatinchinasi (r=0,619), IL-1β (r=0,610, P<0,001) e il TNFα (r=0,555, P<0,001). Al contrario, la massa grassa
(fat mass, FM) era notevolmente inferiore negli atleti, ma non mostrava correlazioni con nessun mediatore infiammatorio.
Conclusioni. I risultati mostrano che l’allenamento fisico tipico degli sport da combattimento stimola la produzione
delle molecole segnale H2O2 e NO migliorando al contempo la risposta delle citochine associata alla composizione
corporea negli atleti altamente allenati.
Parole chiave: Perossido di idrogeno - Ossido di azoto - Citochine - Arti marziali.
Vol. 66 - No. 2
199
ZEMBRON-ŁACNY
T
Cytokine activity and body composition
he effectiveness of physical training depends on the training load, the individual
toleration ability and an imbalance between the
two may lead to under or over-training. One
of the unique features of an exercise is that it
leads to a simultaneous increase of antagonistic
mediators. On the one hand, exercise elevates
catabolic pro-inflammatory cytokines. On the
other hand, it stimulates anabolic components
such as growth factors and anti-inflammatory
cytokines. If the anabolic response is stronger,
exercise will probably lead ultimately to an increased muscle mass.1, 2
The growth of skeletal muscle mass is also
dependent on reactive oxygen and nitrogen
species (RONS). Hydroperoxide (H2O2) and nitric oxide (NO) are important signalling molecules generated during muscle contraction and
are involved in the regeneration and adaptation of skeletal muscles to physical work. The
compounds H2O2 and NO are produced by enzymes superoxide dismutase (SOD) and nitric
oxide synthase (NOS) which are localized to
the muscle sarcolemma (isoenzymes CuZnSOD
and nNOS) and mitochondria (isoenzymes MnSOD and eNOS).3 The studies in human isolated muscle and myotube culture demonstrated
that H2O2 and NO produced within contracting
skeletal muscle are key regulators of pretranslational signalling events leading to cytokines
expression.4, 5
The release of cytokines support the chemotaxis of leukocytes to injured muscle, promote
the degradation of necrotic tissue, synchronize
the cell cycle of the satellite cells and ultimately stimulate the muscle growth. Mackey et al.6
demonstrated that ingestion of anti-inflammatory drugs attenuates the exercise-induced in satellite cell number in endurance-trained athletes.
We previously reported that TNFa reached the
highest values in professional basketball players during play-off round when muscle damage
were occurring.7 Nevertheless, the long-term
and high level of RONS and pro-inflammatory
cytokines can induce apoptosis of satellite cells
and loss of muscle mass.8 The effect of inflammatory mediators on body composition has
been well documented in persons with no or irregular physical activity. However, we have any
information how physical extremes imposed on
athletes over prolonged periods of time influence the RONS and cytokine activities. Further,
whether high levels of RONS and cytokines are
related to muscle damage and body composition. Therefore, the aim of the present study was
200
L
’efficacia dell’allenamento fisico dipende dal
carico di allenamento e dalla capacità di resistenza individuale; uno squilibrio tra questi due
elementi può condurre al sotto- o al sovra-allenamento. Una caratteristica peculiare dell’esercizio
fisico è che conduce a un simultaneo aumento dei
mediatori antagonisti. Da un lato, l’esercizio fisico
aumenta l’effetto catabolico delle citochine proinfiammatorie; d’altro canto, esso stimola le componenti anaboliche come i fattori di crescita e le citochine antinfiammatorie. Se la risposta anabolica è
più forte, l’esercizio fisico condurrà verosimilmente
a un aumento della massa muscolare 1, 2.
La crescita della massa muscolare scheletrica
dipende anche dalle specie reattive dell’ossigeno e
dell’azoto (RONS). Il perossido di idrogeno (H2O2)
e l’ossido di azoto (NO) sono importanti molecole
segnale generate durante la contrazione muscolare
e sono coinvolte nella rigenerazione e nell’adattamento dei muscoli scheletrici al lavoro fisico. I composti H2O2 e NO sono prodotti dagli enzimi superossido dismutasi (SOD) e ossido di azoto sintasi (NOS)
che si trovano nel sarcolemma (isoenzimi CuZnSOD e nNOS) e nei mitocondri (isoenzimi MnSOD
ed eNOS) 3. Gli studi in muscoli umani isolati e colture di miotubi hanno dimostrato che H2O2 e NO
prodotti nei muscoli scheletrici durante la contrazione sono regolatori chiave degli eventi segnalatori pretrascrizionali che conducono all’espressione
delle citochine 4, 5.
Il rilascio delle citochine supporta la chemiotassi
dei leucociti verso il muscolo lesionato, promuove
la degradazione del tessuto necrotico, sincronizza il ciclo cellulare delle cellule satelliti e stimola
in definitiva la crescita muscolare. Mackey et al.6
hanno dimostrato come l’assunzione di farmaci
antinfiammatori attenui l’aumento del numero
di cellule satelliti indotto dall’esercizio fisico negli
atleti allenati alla resistenza. Abbiamo precedentemente riportato come il TNFα abbia raggiunto i
valori più elevati nei cestisti professionisti durante gli incontri di play-off, quando si è verificato il
danno muscolare 7. Ciononostante, l’elevato livello
prolungato di RONS e citochine proinfiammatorie
può indurre l’apoptosi delle cellule satelliti e la perdita di massa muscolare 8. L’effetto dei mediatori
infiammatori sulla composizione corporea è stato
ben documentato nelle persone che praticano una
scarsa o nessuna attività fisica. Tuttavia, non disponiamo di informazioni per stabilire in che modo
gli estremi fisici imposti sugli atleti per periodi di
tempo prolungati influenzino l’attività di citochine
e RONS o se gli elevati livelli di citochine e RONS siano associati al danno muscolare e alla composizione corporea. Pertanto, obiettivo del presente studio
è stato quello di esaminare come un elevato stress
Giugno 2013
ZEMBRON-ŁACNY
to examine how high physical stress followed
by only short phases of recovery influence hydroperoxide, nitric oxide, pro-inflammatory cytokines concentrations and body composition
during preparatory period for the new season
(pre-season, December).
fisico seguito da brevi fasi di recupero influenzi le
concentrazioni di perossido di idrogeno, ossido di
azoto, citochine proinfiammatorie e la composizione corporea durante il periodo preparatorio per la
nuova stagione (pre-stagione, dicembre).
Materiali e metodi
Forty one athletes (canoeists, judoists and
wrestlers; Table I) were observed during the
2-week conditioning camps, during preparatory period for the new season (pre-season,
December). All athletes have regularly trained
for 11-12 years and they have been members
of national teams for three years. Athletes participated in training sessions two-time a day. All
the details of training reported by the coaches
are shown in Tables II-IV. Twenty healthy, nonsmoking and untrained males made a reference
group (Table I). At the time of investigation the
studied subjects avoided nutrition supplements
that could interfere with immunological and
pro-oxidant evaluation.
All the subjects were informed of the aim of
the study and were given their written consent
for participation in the project. The protocol of
the study was approved by the Ethics Committee at Medical University Poznan, in accordance
with the Helsinki Declaration.
Quarantuno atleti (canoisti, judoisti e lottatori;
Tabella I) sono stati osservati durante i ritiri di allenamento di 2 settimane, nel periodo preparatorio
per la nuova stagione (prestagione, dicembre). Tutti
gli atleti si allenavano regolarmente da 11-12 anni
ed erano stati membri delle nazionali per tre anni.
Gli atleti hanno preso parte alle sessioni di allenamento due volte al giorno. Tutti i dettagli sull’allenamento riportati dagli allenatori sono mostrati
nelle Tabelle II-IV. Venti soggetti di sesso maschile,
sani, non fumatori e non allenati, hanno costituito
un gruppo di riferimento (Tabella I). Al momento
dello studio i soggetti esaminati hanno evitato l’assunzione di integratori nutrizionali che avrebbero
potuto interferire con la valutazione immunologica
e pro-ossidante.
Tutti i soggetti sono stati informati sull’obiettivo
dello studio e hanno fornito il loro consenso informato scritto per prendere parte al progetto. Il protocollo dello studio è stato approvato dal Comitato
Etico della Facoltà di Medicina dell’Università di
Poznan, in accordo alla Dichiarazione di Helsinki.
Composizione corporea
Body composition
Body mass (BM) and body composition were
estimated using a bioelectrical impedance floor
scale (Tanita Body Composition Analyser BC418MA, Japan) calibrated prior to each test session. Using a one frequency of current 50 kHz
Tanita accurately measured the amount of body
water and body composition including fat mass
(FM) and free fat mass (FFM). One hour following a light breakfast, participants voided their
bladder and bowels and, clad only in briefs, underwent duplicate measures while in the standing position recommended by the manufacturer
guidelines.
La massa corporea (MC) e la composizione corporea sono state stimate utilizzando una bilancia
impedenziometrica da terra (analizzatore della
composizione corporea Tanita BC-418MA, Giappone) calibrata prima di ogni sessione di test. Utilizzando una frequenza di corrente di 50 kHz, Tanita
ha accuratamente misurato la quantità di acqua
corporea e la composizione corporea, incluse la
massa grassa (fat mass, FM) e la massa magra (free
fat mass, FFM). Un’ora dopo una leggera colazione,
i partecipanti hanno vuotato la loro vescica e il loro
intestino e, vestiti solamente di slip, sono stati sottoposti a misurazioni duplicate nella posizione eretta
raccomandata dalle linee guida del produttore.
Blood sampling
Campioni ematici
Blood samples were collected during the
second week of conditioning camp, from the
elbow vein to single-use containers with an anticoagulant (EDTAK2), between 7.00 and 8.00
a.m. after anthropometric measurements. After
collection the samples were immediately placed
I campioni ematici sono stati raccolti dalla vena
del gomito durante la seconda settimana del ritiro di allenamento, in contenitori monouso con un
anticoagulante (EDTAK2) tra le 7.00 e le 8.00 del
mattino dopo le misure antropometriche. Dopo la
raccolta i campioni sono stati collocati immedia-
Vol. 66 - No. 2
201
ZEMBRON-ŁACNY
in 4 oC temperature and centrifuged at 3000 g
and 4 oC for 10 min. Aliquots of plasma were
stored at -80 oC until assayed.
tamente a una temperatura di 4 °C e centrifugati
a 3000 g per 10 minuti a 4 °C. Aliquote di plasma
sono state conservate a -80 °C fino al dosaggio.
Reactive oxygen and nitrogen species
Specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto
Plasma hydroperoxide (H2O2) and nitric oxide (NO) concentrations were determined by
using Oxis Research kit (USA). NO and H2O2
were measured immediately after plasma collection. H2O2 and NO detection limits were 6.25
and 0.5 µmol/L, respectively. The intra-assay coefficient of variation (CV) for the H2O2 kit and
for the NO kit it were <10%. Plasma lipid peroxides (LPO) and protein carbonyls (PC) concentrations, as markers of RONS activity, were
determined by using Oxis Research kit (USA)
and Alexis immune-assay kit (USA). LPO and
PC detection limits were 0.1 nmol/mL. The
intra-assay coefficient of variation (CV) for the
LPO kit and for the PC kit it were <10%.
Le concentrazioni di perossido di idrogeno
(H2O2) e ossido di azoto (NO) nel plasma sono state
determinate utilizzando il kit di ricerca Oxis (USA).
NO e H2O2 sono stati misurati immediatamente
dopo la raccolta del plasma. I limiti di rilevazione
per H2O2 e NO erano pari rispettivamente a 6,25 e
0,5 µmol/l. Il coefficiente di variazione (CV) intrasaggio per il kit H2O2 e il kit NO era <10%. Le concentrazioni plasmatiche di perossidi lipidici (PL) e
carbonili proteici (CP), come marcatori dell’attività
delle RONS, sono state determinate utilizzando il kit
di ricerca Oxis (USA) e il kit di immunodosaggio
Alexis (USA). I limiti di rilevazione per PL e CP erano pari a 0,1 nmol/ml. Il coefficiente di variazione
(CV) intra-saggio per il kit PL e il kit CP era <10%.
Citochine pro-infiammatorie
Proinflammatory cytokines
Plasma interleukin-1β (IL-1β) and tumour
necrosis factor (TNFα) levels were determined
by enzyme immunoassay methods using commercial kits (R&D Systems, USA). Detection limits for IL-1β and TNFα were 0.023 and 0.038
pg/mL, respectively. The average intra-assay
coefficient of variation (CV) was <8.0% for all
cytokines.
I livelli plasmatici di interleuchina-1β (IL-1β) e
fattore di necrosi tumorale alfa (TNFα) sono stati
determinati attraverso dei saggi immunoenzimatici utilizzando kit commerciali (R&D Systems, USA).
I limiti di rilevazione per IL-1β e TNFα erano pari rispettivamente a 0,023 e 0,038 pg/ml. Il coefficiente
di variazione (CV) intrasaggio medio era <8% per
tutte le citochine.
Danno muscolare
Muscle damage
Plasma total creatine kinase (CK) activity was
used as a marker of sarcolemma disruption and
was evaluated by using commercially available
reagents and Dr Lange analyser (Germany) at
a temperature of 20-25 oC. The CK activity has
been measured immediately after plasma collection for the consecutive days of the conditioning camps. At peak CK activity, the levels of
H2O2, NO, LPO and PC were evaluated.
Analisi statistica
Statistical calculations were performed using
STATISTICA 9.0. Statistical significance was assessed by one-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey’s HSD post hoc test. Associations
among measured parameters were analyzed using
Pearson’s linear regression (coefficient, r). Statistical significance was set at P<0.05. Results are expressed as mean and standard deviation (x ± SD).
202
L’attività della creatinchinasi (CK) totale nel plasma è stata utilizzata come marcatore della rottura
del sarcolemma ed è stata valutata utilizzando reagenti commercialmente disponibili e l’analizzatore
Dr Lange (Germania) a una temperatura di 20-25
°C. L’attività della CK è stata misurata immediatamente dopo la raccolta del plasma per i giorni
consecutivi del ritiro di allenamento. All’attività di
picco della CK, sono stati valutati i livelli di H2O2,
NO, PL e CP.
I calcoli statistici sono stati effettuati utilizzando
il software STATISTICA 9.0. La significatività statistica è stata valutata mediante l’analisi della varianza a una via (ANOVA) e il test post-hoc HSD di
Tukey. Le associazioni tra i parametri misurati sono
state analizzate utilizzando la regressione lineare
di Pearson (coefficiente, r). La significatività statistica è stata accettata a P<0,05. I risultati sono espressi come media e deviazione standard (x ± DS).
Giugno 2013
ZEMBRON-ŁACNY
Results
Risultati
Body composition
Composizione corporea
Non-athletes and athletes have shown a body
weight, height and body mass index on similar
level. Significant changes concerned the body
composition particularly in wrestlers who have
demonstrated 2-fold smaller a percentage fat
content (FAT %) and fat mass (FM) compared
to non-athletes. Free fat mass (FFM) was, on
average, by 20% higher in judoists and wrestlers than canoeists and non-athletes (Table I).
The main observation our study are correlations
between FFM and inflammatory mediators such
as IL-1β and TNFα but a lack of similar relations
with FM (Figures 1, 2).
I non atleti e gli atleti hanno presentato simili valori di peso corporeo, altezza e indice di massa corporea. Variazioni significative hanno interessato la
composizione corporea, in particolare nei lottatori
che hanno presentato un contenuto percentuale di
grasso (FAT %) e una massa grassa (FM) inferiori
di due volte rispetto ai non atleti. La massa magra
(FFM) era in media del 20% maggiore nei judoisti
e nei lottatori rispetto ai canoisti e ai non atleti (Tabella I). I principali riscontri del nostro studio sono
le correlazioni tra FFM e mediatori infiammatori
come IL-1β e TNFα, ma anche un’assenza di relazioni simili con la FM (Figura 1, 2).
Table I.—Anthropometric characteristic and ��
body composition of
��
non-athletes, canoeists, judoists and wrestlers (mean ± SD).
Tabella I. — Caratteristiche antropometriche e composizione corporea di non atleti, canoisti, judoisti e lottatori (media ± DS).
Non-athletes
N.=20
Age (years)
Height (cm)
Weight (kg)
BMI (kg/m2)
FAT (%)
FM (kg)
FFM (kg)
Canoeists
N.=11
22.5±1.7
176.3± 5.1
73.5±7.7
23.6±1.9
14.8±4.3
11.1±4.2
62.4±4.9
20.9±1.2
177.6±7.3
77.4±8.2
24.6±1.8
12.7±2.7
10.0±3.0
68.2±5.5
Judoists
N.=11
Wrestlers
N.=19
22.1±2.5
182.1±4.5
83.8±8.3
25.2±1.5
10.0±3.3
8.5±3.7
75.3±5.7*
22.3±3.7
176.5±8.8
79.8±19.1
25.4±4.6
7.7±4.4*
6.9±6.3*
73.0±13.7*
BMI: body mass index, FM: fat mass, FFM: fat-free mass. *indicates statistically significant differences (P<0.05) non-athletes vs.
athletes.
*indica differenze statisticamente significative (P<0,05) tra non atleti vs atleti. Riposo: riposare o seguire le lezioni universitarie.
b. FFM = 59.446 + 9.8838 * IL-1
β
r = 0.610,P<0.001
a. FFM kg = 58.902 + 0.02400 * CK .U
l-1
r = 0.619,P<0.001
110
110
100
100
90
90
80
80
FFM (kg)
FFM (kg)
70
60
50
-200
A
70
60
0
200
400
600
CK (U. l-1)
800
1000
1200
1400
50
B
0
1
2
3
IL-1β (pg . ml-1)
Figure 1.—Relationship between free fat mass (FFM), creatine kinase (CK:A) and interleukin 1b (IL-11b) in nonathletes and athletes
Figura 1. — Relazioni tra massa magra (FFM) e creatinchinasi (A) interleuchina 1β (B) e fattore di necrosi tumorale
α (C) nei non atleti e negli atleti.
Vol. 66 - No. 2
203
ZEMBRON-ŁACNY
Table II.—Training program in canoe.
Tabella II. — Programma di allenamento in canoa.
a.m.
10:00-12:00
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Training intensity
(% HRmax)
Rest
Training B
Training D
Rest
blood collection
Training F
Training H
Training J
p.m.
16:00-18:00
Training intensity
(% HRmax)
Training A
70-80
(paddling)
70-80
Individually
80-90
80-90
Training C
Training E
Rest
70-80
Individually
70-80
Training G
Training I
Rest
Individually
Individually
Training A: Paddling on the kayak or canoe ergometer 2 x 20 min, rest between repeats 5 min and training maximal strength 90
min with weight 80-100 % maximum
Training B: Running or paddling on the kayak or canoe ergometer 4 x 10 min, rest between repeats 5 minutes
Training C: Swimming 5 x 300 m, rest between repeats 5 minutes
Training D: Paddling on the kayak or canoe ergometer 8 x 5 min, rest between repeats 5 minutes
Training E: Strength training-Body Building, time 90 minutes, weight 60-80 % maximum
Training F: Distance running for 60 minutes
Training G: Strength training, Circuit training, 5 series in 10 -12 minutes per one, rest between series 5 min.
Training H: Gymnastics exercises and sports games in 90 minutes
Training I: Strength endurance, 5 series-2 exercises in series, time of 1 exercise-2 minutes, rest between series 8 minutes
Training J: Paddling on the kayak or canoe ergometer 3 x 30 minutes, rest between exercises 5 minutes
Table III.—Training program in judo.
Tabella III. — Programma di allenamento nel judo.
a.m.
11:00-12:00
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Rest
Training B
Training C
Rest
blood collection
Training B
Training C
Rest
Training intensity
(% HRmax)
p.m.
17:30-19:00
Training intensity
(% HRmax)
100-120
50-60
Training A
Training A
Training D
50-60
70-80
70-100
Training A
40-50
Training A
Training D
Rest
70-80
70-100
100-120
50-60
Rest: Take a rest or attend the lectures;
Training A: Judo training for practice (technique and tactics);
Training B: Interval training consisted of sprint running (4x 50 m, 4x 100m, 2 x 200m and jogging, rest between each repetition was
1min, 3min, 3min appropriately and 10 min rest between series);
Training C: Distance running for 30 minutes;
Training D: Judo training for practice (Randori-combat training 5min x 10, rest between series 2 min)
Muscle damage
Danno muscolare
The measurement of CK activity, as a marker of muscle damage induced by exercise, has
shown significant differences between welltrained subjects and non-athletes (Table V). CK
activity was the highest in judoists and wrestlers,
and the lowest in non-athletes. CK highly correlated with IL-1b (r=0.625, P<0.05) and TNFa
(r=0.725, P<0.05) as well as free fat mass (Figure 1A). This suggests that an increase in CK
simultaneous with pro-inflammatory cytokines
could be a marker of a normal reconstruction
of muscle after intense training and adaptation
to physical exercise.
La misurazione dell’attività della CK, quale
marcatore del danno muscolare indotto dall’esercizio fisico, ha mostrato differenze significative tra
i soggetti altamente allenati e i non atleti (Tabella
V). L’attività della CK era superiore nei judoisti e
nei lottatori ma era minore nei non atleti. La CK
ha mostrato un’elevata correlazione con IL-1β
(r=0,625, P<0,05) e TNFα (r=0,725, P<0,05) oltre
che con la massa magra (Figura 1A). Ciò suggerisce che un aumento nella CK, parallelamente alle
citochine proinfiammatorie, potrebbe essere un
marcatore di una normale ricostruzione del muscolo dopo un allenamento intenso e l’adattamento
all’esercizio fisico.
204
Giugno 2013
ZEMBRON-ŁACNY
Table IV.—Training program in wrestling (Greco-Roman).
Tabella IV. — Programma di allenamento nella lotta (greco-romana).
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
a.m.
11:00-13:00
Training intensity
(% HRmax)
p.m.
17:00-19:00
Training intensity
(% HRmax)
Training A
Training A
Training B
Training A
Training A
blood collection
Training B
Training D
60-70
80-90
70-80
70-80
90-100
Training C
Training A
Training E
Training C
Training A
70-80
70-80
70-80
80-90
Training E
Rest
80-90
70-80
Training A: Wrestling training for practice-improving techniques and tactics; fighting, jumping rope: 3 min. rest after each 20 min
practice;
Training B: Cross-country skiing-3x30 min; rest 5 min. between each effort;
Training C: Strength training with partner-squats, deflections of the arms, strokes, jumping, hops: 3 x20 x 3 series; 3 min. rest after
each series;
Training D: Running-running 800 m, multi-strokes on one leg and on two legs: each 3x6, running 800 m;
Training E: Wellness, sauna, massage.
Table V.—Muscle damage, reactive oxygen and nitrogen species (RONS) and markers of RONS activity (mean
± SD).
Tabella V. — Danno muscolare, specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto (RONS) e marcatori dell’attività delle
RONS (media ± DS).
Non-athletes
CK (U/L)
H2O2 (µmol/L)
NO (µmol/L)
LPO (nmol/mL)
PC (nmol/mL)
162±77
5.51±1.06
26.35±3.12
2.90±0.50
5.86±0.81
Canoeists
250±89
7.01±1.84*
40.24±8.30*
1.99±0.26*
5.06±0.84
Judoists
748±257*
11.35±2.76*
34.26±3.50*
2.95±0.24
3.25±0.70*
Wrestlers
525±102*
12.57±3.61*
33.94±6.31*
2.56±0.65
5.09±0.94
CK: creatine kinase; H2O2: hydroperoxide; NO: nitric oxide; LPO: lipid peroxides; PC: protein carbonyls. * indicates statistically
significant differences (P<0.05) non-athletes vs. athletes.
*indica differenze statisticamente significative (P<0,05) tra non atleti vs atleti.
Reactive oxygen and nitrogen species
Specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto
The NO and H2O2 concentrations were significantly elevated in athletes (Table V). H2O2
was the highest in wrestlers whereas NO was
the highest in canoeists. H2O2 correlated with
IL-1β (r=0.687, P<0.001) and TNFα (r=0.716,
P<0.001). Interestingly, LPO and PC concentrations were on the same or even lower level in
athletes compared to non-athletes which means
that high level of H2O2 and NO is not tantamount to an increase of lipid peroxidation and
protein carbonylation.
Le concentrazioni di perossido di idrogeno (H2O2)
e ossido di azoto (NO) erano significativamente elevate negli atleti (Tabella V). Lo H2O2 era più elevato
nei lottatori mentre il NO era più elevato nei canoisti. Lo H2O2 ha mostrato una correlazione con IL-1β
(r=0,687, P<0,001) e TNFα (r=0,716, P<0,001). È
interessante notare come le concentrazioni di perossidi lipidici (PL) e carbonili proteici (CP) fossero
uguali o persino inferiori negli atleti rispetto ai non
atleti, il che significa che un elevato livello di H2O2 e
NO non equivale a un aumento della perossidazione lipidica e della carbonilazione proteica.
Pro-inflammatory cytokines
Citochine pro-infiammatorie
The highest concentrations of proinflammatory cytokines were observed in combat sports
i.e. judoists and wrestlers who also demonstrated the highest level of muscle damage and
free fat mass (Tables I, V; Figure 2). IL-1β and
TNFα were markedly higher in judoists and
Le più elevate concentrazioni di citochine proinfiammatorie sono state osservate negli atleti degli
sport da combattimento, cioè judoisti e lottatori, che
hanno presentato anche il più elevato livello di danno muscolare e massa magra (Tabelle I e V, Figura
2). IL-1β e TNFα erano significativamente più elevati
Vol. 66 - No. 2
205
ZEMBRON-ŁACNY
6
c. FFM = 61.291 + 2.7944 * TNF
α
r = 0.555,P<0.001
IL-1ß
110
*
TNF?
5
100
*
4
(pg . ml-1 )
90
80
3
FFM (kg)
70
2
60
1
50
A
0
1
2
3
4
5
6
7
8
TNFα (pg . ml-1)
B
*
*
*
0
NON-ATHLETES
CANOEISTS
JUDOISTS
WRESTLERS
Figure 2.—Relationship between free fat mass (FFM) and tumor necrosis factor a (TNF a: A) as well as changes in
pro-inflammatory cytokines (b) *significally different (P<0.05) compared to non-athletes.
Figura 2. — Relazione tra massa magra (FFM) e fattore di necrosi tumorale a (TNF a A); e cambiamenti nelle citochine
proinfiammatorie; *significativamente diverso (P<0,05) rispetto ai non atleti.
wrestlers than in another subjects. In canoeists,
IL-1β and TNFα were similar to values observed
in non-athletes. This shows that type of sport
discipline and training load markedly effect on
inflammatory response. IL-1β and TNFα directly
correlated with free fat mass (Figure 1B, 2A).
nei judoisti e nei lottatori rispetto agli altri soggetti.
Nei canoisti, i livelli di IL-1β e TNFα erano simili a
quelli osservati nei non atleti. Ciò dimostra che il
tipo di disciplina sportiva e il carico di allenamento
hanno un effetto significativo sulla risposta infiammatoria. IL-1β e TNFα hanno mostrato una correlazione diretta con la massa magra (Figura 1B, 2A).
Discussion
Discussione
Disruption of the myofiber integrity is reflected by increased plasma level of muscle
proteins, such as creatine kinase, myoglobin, lactate dehydrogenase, troponin etc. In
human and animal models, increased CK is
observed after mechanical stress (e.g., extensive physical exercises) and in the course of
muscle degenerative diseases.9 The muscle
damage attract neutrophils and macrophages
to the site of injury which contribute to the
degradation of damaged tissue by release the
pro-inflammatory cytokines.10 Athletes, as a
rule, have higher plasma CK activity than nonathletes because of the regular strain imposed
by training on their muscles. In the present
study, CK was the highest in judoists who participated in especially high intensity training
called randori. This type of training protocol
has been commonly used in professional judo
to the preparations for the participation in
tournaments. Moreover, in judoists and wrestlers, the high activity of CK was accompanied
by high concentration of IL-1β and TNFa. CK
activity highly correlated with cytokines’ concentrations and free fat mass. This suggests
the muscle damage to be the necessary com-
206
La distruzione dell’integrità delle miofibre è
confermata da aumentati livelli plasmatici di proteine muscolari come creatinchinasi, mioglobina,
lattato deidrogenasi, troponina ecc. Nei modelli
umani e animali, è stato osservato un aumento
della CK dopo lo stress meccanico (ad es. esercizi
fisici intensi) e nel corso di malattie muscolari degenerative 9. Il danno muscolare attrae i neutrofili e i macrofagi verso il sito della lesione, contribuendo alla degradazione del tessuto danneggiato
mediante il rilascio delle citochine proinfiammatorie 10. Di norma, gli atleti presentano una maggiore attività della CK nel plasma rispetto ai non
atleti a causa del regolare stiramento imposto
dall’allenamento sui muscoli. Nel presente studio,
la CK era più elevata nei judoisti che hanno partecipato a un tipo di allenamento particolarmente
intenso chiamato randori. Tale protocollo di allenamento è comunemente utilizzato nel judo professionistico quale preparazione per la partecipazione alle gare. Inoltre, nei judoisti e nei lottatori,
l’elevata attività della CK era accompagnata da
un’elevata concentrazione di IL-1β e TNFα. L’attività della CK ha mostrato un’elevata correlazione
con le concentrazioni di citochine e con la massa
magra. Ciò suggerisce che il danno muscolare sia
Giugno 2013
ZEMBRON-ŁACNY
ponent generating an increased inflammatory
activity and changes in body composition in
athletes.
The presence of muscle injury impacted
on NO and H2O2 levels, which were higher in
athletes than non-athletes. Ji et al.11 and Lima
et al.12 demonstrated that H2O2 and NO are
generated by contracting skeletal muscle and
are involved in transcriptional control through
redox modification or nitrosation of transcription factors which induce the expression of
many molecules e.g. cytokines. Additionally,
cytokines IL-1β and TNFα enhance H2O2 production whereby amplify the signal transduction to cell nucleus.13 According to Scheele
et al.14 H2O2 and NO generation as well as
cytokine synthesis during exercise represent
important mechanisms in muscle regeneration and training adaptation. The relations
between RONS generation and cytokine response observed in isolated human muscle
and myotube culture were expressed in blood
as the correlations between H2O2, IL-1b and
TNFα.
It appears very striking that high level of
NO and H2O2 in athletes was not accompanied
by high level of peroxidation and carbonylation. The similar results were previously obtained by Mena et al.15 and Metin et al.16 in
professional cyclists and soccer players. Further, Sentürk et al.16 established that oxidative
damage take place in non-athletes but not in
trained animals, and Oztasan et al.18 confirmed
that physical training is useful to prevent acute
exhaustive exercise-induced oxidative stress by
upregulating of the antioxidant system. Our results demonstrate that the elevated production
of H2O2 and NO is not tantamount to oxidative
damage but it can be essential for the synthesis
of the cytokines which contribute to the regeneration of skeletal muscle.
However, the role of IL-1β and TNFα in
muscle regeneration still has not been fully explored. It has been observed that after
IL-1β stimulation the total of protein synthesized does not increase, but rather synthesis
of the acute phase proteins is favored.19 Another study has found that in response to exercise stimulation of synthesis of some acute
phase proteins occurs, which may be a mechanism whereby nitrogen resulting from muscle protein breakdown is spared.20 A study
by Tayek has shown that TNFα has significant short- and long-term effects on protein
synthesis.21 Earlier work demonstrated that
Vol. 66 - No. 2
un componente necessario che genera un aumento dell’attività infiammatoria e causa variazioni
nella composizione corporea degli atleti.
La presenza del danno muscolare ha influenzato i livelli di NO e H2O2, che erano più elevati
negli atleti rispetto ai non atleti. Ji et al.11 e Lima et
al.12 hanno dimostrato che H2O2 e NO sono generati dai muscoli scheletrici durante la contrazione
e sono coinvolti nel controllo trascrizionale mediante modifiche redox o nitrosazione dei fattori
di trascrizione che inducono l’espressione di numerose molecole, tra cui le citochine. Inoltre, le citochine IL-1β e TNFα potenziano la produzione di
H2O2, mediante la quale amplificano la trasduzione del segnale verso il nucleo cellulare 13. Secondo
Scheele et al. 14 la generazione di H2O2 e NO, oltre che la sintesi delle citochine durante l’esercizio fisico, rappresentano importanti meccanismi
nella rigenerazione muscolare e nell’adattamento all’allenamento. Le relazioni tra generazione
delle RONS e risposta delle citochine osservate in
muscoli umani isolati e colture di miotubi erano
espresse nel sangue come correlazioni tra H2O2,
IL-1β e TNFα.
È emerso chiaramente che un elevato livello di
NO e H2O2 negli atleti non è accompagnato da un
elevato livello di perossidazione e carbonilazione.
Risultati simili erano stati precedentemente riportati da Mena et al.15 e Metin et al.16 in ciclisti e calciatori professionisti. Inoltre, Sentürk et al.16 hanno
osservato come il danno ossidativo si verifichi nei
non atleti ma non in animali allenati, e Oztasan
et al.18 hanno confermato che l’allenamento fisico è
utile per prevenire lo stress ossidativo acuto indotto
dall’esercizio fisico intenso mediante la up-regolazione del sistema antiossidante. I nostri risultati
dimostrano che l’elevata produzione di H2O2 e NO
non è equivalente al danno ossidativo ma può essere essenziale per la sintesi delle citochine che contribuiscono alla rigenerazione del muscolo scheletrico.
Tuttavia, il ruolo di IL-1β e TNFα nella rigenerazione muscolare non è ancora stato esplorato
a fondo. È stato osservato che dopo la stimolazione della IL-1β, il totale delle proteine sintetizzate
non aumenta, ma piuttosto viene favorita la sintesi delle proteine della fase acuta 19. Un altro studio ha osservato che, in risposta alla stimolazione
dell’esercizio fisico, si verifica la sintesi di alcune
proteine della fase acuta e questo può essere un
meccanismo per mezzo del quale l’azoto derivante dalla scissione delle proteine muscolari viene
risparmiato 20. Uno studio condotto da Tayek ha
mostrato come il TNFα abbia significativi effetti a
lungo e breve termine sulla sintesi proteica 21. Precedenti lavori hanno dimostrato che il TNFα può
207
ZEMBRON-ŁACNY
TNFα can reduce weight gain and enhance
muscle catabolism.22 In other study, a 50 µg
subcutaneous dose of TNFα was shown to
acutely alter amino acid transport with an
early catabolic and later anabolic effect.23
The suppression of TNFα synthesis by using
anti-inflammatory drug delays muscle restoration, but an excessive IL-1β and TNFα release may be responsible for the aetiology of
overtraining.6, 24 In our study, TNFα level was
close to the value observed by Main et al.24
but IL-1β was 92-fold lower in judoists and
wrestlers than athletes participated in Main’s
study. The measurement of both pro- and
anti-inflammatory cytokines within a population of athletes during training has not been
widely reported.7, 24, 25 Nowadays, it is known
that proinflammatory cytokines are elevated
in sport activity and are dependent on sport
discipline but we still have not any information what level of pro-inflammatory cytokines
is appropriate for athletes. Further, what level
of cytokines could indicate an exercise overloading or an increased risk of overtraining.
We suggest that athletes who undergo intensive training should be monitored in order to
establish the optimal level of inflammatory
mediators.
An important finding of our study was the
integration of cytokine response with body
composition. The high FFM and low FM in
combat sport was accompanied by high level
of IL-1β and TNFα. This is opposite to observations carried out in obese people where fat
gain is evidently related with an increase in
pro-inflammatory signals from adipose tissue.
These signals in turn may be responsible for
further increase in weight and body fat. This
is called a vicious circle where fat begets more
fat, and inflammation leads to health deterioration.26, 27 These results indicate that IL-1β and
TNFα play various roles dependent on the
physical activity. In athletes, IL-1β and TNFα
can be molecules that stimulate favourable
changes in body composition but in non-active
and obese people, they can increase fat accretion.
ridurre l’aumento di peso e potenziare il catabolismo muscolare 22. In un altro studio, una dose
sottocutanea di 50 µg di TNFα si è dimostrata in
grado di alterare in maniera notevole il trasporto
degli aminoacidi, con un iniziale effetto catabolico e un successivo effetto anabolico 23. La soppressione della sintesi di TNFα causata da un farmaco
antinfiammatorio ritarda la rigenerazione muscolare, ma un eccessivo rilascio di IL-1β e TNFα può
essere responsabile dell’etiologia di sovrallenamento 6, 24. Nel nostro studio, il livello di TNFα era simile a quello osservato da Main et al. 24 ma il livello
di IL-1β era 92 volte più basso nei judoisti e nei
lottatori rispetto agli atleti che hanno partecipato
allo studio di Main. La misurazione delle citochine pro- e anti-infiammatorie all’interno di una
popolazione di atleti durante l’allenamento non è
stata ampiamente riportata 7, 24, 25. Al giorno d’oggi, è noto che le citochine proinfiammatorie sono
elevate nell’attività sportiva e dipendono dal tipo
di disciplina sportiva, ma non disponiamo ancora
di informazioni su quale sia il livello di citochine
proinfiammatorie appropriato per gli atleti. Non è
neanche noto quale livello di citochine possa indicare un sovraccarico di esercizio fisico o un aumento del rischio di sovrallenamento. Suggeriamo
che gli atleti che effettuano allenamenti intensivi
siano monitorati al fine di stabilire il livello ottimale di mediatori infiammatori.
Un importante riscontro del nostro studio è stata
l’integrazione della risposta delle citochine con la
composizione corporea. L’elevata FFM e la bassa FM
negli sport da combattimento erano accompagnate
da un elevato livello di IL-1β e TNFα. Ciò contraddice le osservazioni effettuate sulle persone obese,
dove l’acquisizione di adipe è evidentemente associata a un aumento dei segnali proinfiammatori
dal tessuto adiposo. Tali segnali possono a loro volta
essere responsabili dell’ulteriore aumento di peso e
adipe corporei. Si tratta di un circolo vizioso in cui
l’adipe genera altro adipe e l’infiammazione conduce al deterioramento della salute 26, 27. Tali risultati indicano che IL-1β e TNFα rivestono diversi ruoli dipendenti dall’attività fisica. Negli atleti, IL-1β e
TNFα possono essere molecole che stimolano alterazioni positive nella composizione corporea; ciò però
non si verifica nelle persone inattive e obese, nelle
quali possono aumentare l’accumulo di adipe.
Conclusions
Conclusioni
Based on these results, we conclude that
both RONS generation and the inflammation
activity are necessary to induce the changes in
body composition through increase in free fat
mass in highly trained athletes. However, the
Sulla base di tali risultati, abbiamo concluso che
la generazione delle RONS e l’attività infiammatoria
siano meccanismi necessari per indurre alterazioni
nella composizione corporea attraverso l’aumento
della massa magra negli atleti altamente allenati.
208
Giugno 2013
ZEMBRON-ŁACNY
issue how long an elevated level of pro-inflammatory cytokines should maintain to cause an
adaptation to intense exercise requires further
study.
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Funding.—This study was supported by a grant NNZ705282 from the Ministry of Science and Higher Education and by a
science grant from University School of Physical Education Poznan, Poland.
Received on July 5, 2012 - Accepted for publication on May 20, 2013.
Corresponding author: A. Zembroń-Łacny, Department of Physical Education, University Zielona Gora, Wyspianskiego 58,
65-178 Zielona Gora, Poland. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 2
209

MED SPORT 2013;66:211-21
Anthropometric and motor
characteristics of Brazilian
Futsal athletes at state level
Caratteristiche antropometriche e motorie
degli atleti brasiliani di futsal di livello nazionale
L. VIDAL ANDREATO 1, 2, J. V. DEL CONTI ESTEVES 1, E. ALVES DE SOUZA 1, B. H. MAGNANI
BRANCO 1, V. LEME GONÇALVES PANISSA 2, S. M. FRANZÓI DE MORAES 1
2Sport
1Human Physiology Department, State University of Maringá, Maringá, Brazil
Department, School of Physical Education and Sport, University of São Paulo, São Paulo, Brazil
SUMMARY
Aim. The present study aims to evaluate the body composition, aerobic power, strength and muscular endurance,
agility and flexibility of Futsal athletes.
Methods. The study consisted of 15 adult male athletes, participating in a championship at state level. After the battery of tests which the athletes were submitted to, evidence revealed a low percentage of body fat (7±5.7%), above
average aerobic power (54.2±4.1 mL/kg/min), abdominal (53±10 repetitions) and superior limbs (38±14 repetitions)
muscular endurance which can be classified as excellent, above average flexibility (38±7 cm), and horizontal jump
(226±10 cm) and agility (9.3±0.3) compatible with evidence in other studies involving Futsal athletes.
Results. In the vertical jump test (42±8 cm) the results for the sample were lower than the majority of studies with
athletes of the same sport.
Conclusion. These data can be of assistance in understanding physical and physiological aspects of this sport and aid
coaches in the selection of new Futsal athletes.
Key words: Physical examination - Fitness - Athletic performance.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo del presente studio è stato quello di valutare la composizione corporea, la potenza aerobica, la forza
e la resistenza muscolari, l’agilità e la flessibilità degli atleti di futsal.
Metodi. Allo studio hanno preso parte 15 atleti adulti di sesso maschile partecipanti a un campionato di futsal di
livello nazionale. Dopo la batteria di test ai quali sono stati sottoposti gli atleti, i risultati hanno mostrato una bassa
percentuale di adipe corporeo (7±5,7%), una potenza aerobica superiore alla media (54,2±4,1 ml/kg/min), una resistenza dei muscoli addominali (53±10 ripetizioni) e degli arti superiori (38±14 ripetizioni) che può essere giudicata
eccellente, una flessibilità superiore alla media (38±7 cm) e un salto in lungo (226±10 cm) e un’agilità (9,3±0,3)
compatibili con i risultati di altri studi condotti su atleti di futsal.
Risultati. Nel test del salto in alto (42±8 cm) i risultati del campione erano inferiori rispetto alla maggior parte degli
studi condotti su atleti di futsal.
Conclusioni. Tali dati possono aiutare a comprendere gli aspetti fisici e fisiologici di tale disciplina sportiva, aiutando
gli allenatori a selezionare nuovi atleti di futsal.
Parole chiave: Valutazione fisica - Forma fisica - Performance atletica.
F
utsal has become one of the world’s most
popular sports in the last few decades.1 The
first world championship, in 1989 2 where 16
Vol. 66 - No. 2
I
l futsal è divenuto uno degli sport più diffusi al
mondo negli ultimi decenni 1. Il primo campionato mondiale, tenutosi nel 1989, è stato organiz-
211
VIDAL ANDREATO
ANTHROPOMETRIC AND MOTOR CHARACTERISTICS OF BRAZILIAN FUTSAL ATHLETES
teams participated, was organized by FIFA. Today, players number over 12 million in more
than 100 countries.3 This popularity can be attributed to factors such as the ease with which
the sport can be propagated, especially in
schools 4 and the periodical alterations of rules
which has made Futsal increasingly more dynamic and attractive.5 Proof of its popularity and
appeal was the inclusion of Futsal in the 2007
Pan-American Games in Rio de Janeiro, the participation of 24 national selections in the 2012
world championship,6 as well as the concerted
attempts being made to have this sport included
in the Olympic games.
Futsal can be characterized as intermittent
movements of high-intensity composed by
sprints, turn, tackle, and change pace resulting in high physiological demand of the both
anaerobic and aerobic pathways, in addition to
speed, power, strength and agility.1, 7, 8 Due the
importance knowledge of the physiological demands and activity profiles in order to elaborate schedules training that has improved the
performance in the competition recently, there
has been an increase in the number of investigations which aim to describe the physiological
demands of Futsal matches,1, 9-12 as well as the
activity profiles of the athlete’s.2, 5, 13-15
In the literature concerning Brazilian players
today available there is little information about
the anthropometric characteristics,12, 16 the aerobic power,12, 13 the lower body power,13, 17 agility,13, 18 flexibility.17 However, these findings are
still incomplete, given the reduced amount of
research, especially with players competing at
high level. Additionally any study with Brazilians players evaluated with the same sample
all the aspects aforementioned related athlete’s
profile and no study evaluated the strength.
Taking the above mentioned into consideration, the aim of the present study was to describe
morphofunctional characteristics of Brazilian
Futsal athletes at state level in competition.
zato dalla FIFA e ha visto la partecipazione di 16
nazionali. Al giorno d’oggi, i giocatori sono più
di 12 milioni in oltre 100 paesi del mondo 3. Tale
popolarità può essere attribuita a fattori come la
facilità con la quale tale sport può essere diffuso,
soprattutto nelle scuole 4, e alle modifiche periodiche delle regole che hanno reso il futsal sempre
più dinamico e attraente 5. A testimonianza della
popolarità e del fascino del futsal possiamo addurre la sua inclusione nei Giochi panamericani di
Rio de Janeiro del 2007, la partecipazione di 24
nazionali nel campionato mondiale del 2012 6 e i
tentativi concertati di far includere tale disciplina
sportiva nei giochi olimpici.
Il futsal è caratterizzato da movimenti intermittenti ad alta intensità che includono sprint, cambi di direzione, placcaggi e cambi di andatura,
i quali comportano elevate richieste fisiologiche
dalle vie anaerobica e aerobica, oltre a velocità,
potenza, forza e agilità 1, 7, 8. Poiché la conoscenza dei fabbisogni fisiologici e dei profili di attività
riveste un ruolo importante nell’elaborazione dei
programmi di allenamento volti a migliorare la
performance competitiva, recentemente si è assistito a un aumento del numero di ricerche sui fabbisogni fisiologici delle partite di futsal 1, 9-12 e sui
profili di attività degli atleti 2, 5, 13-15.
La letteratura disponibile sui giocatori brasiliani
offre informazioni su caratteristiche antropometriche 12, 16, potenza aerobica 12, 13, potenza degli arti
inferiori 13, 17, agilità 13, 18 e flessibilità 17. Tuttavia,
tali risultati sono ancora incompleti a causa della
ridotta quantità di ricerche svolte, soprattutto sui
giocatori d’élite. Inoltre, gli studi sui giocatori brasiliani hanno valutato nello stesso campione tutti
gli aspetti sopramenzionati associati al profilo degli atleti, ma nessuno studio ha valutato la forza.
Tenendo conto di ciò, obiettivo del presente studio è stato quello di descrivere le caratteristiche
morfo-funzionali degli atleti di futsal brasiliani
partecipanti a competizioni di livello nazionale.
Materiali e metodi
Campione
Sample
A group of 15 male Futsal athletes, participating in a competition at state level, with over 5
years of experience, served as subjects in this
investigation. The data was collected during a
state championship. However, anthropometric
tests were only performed on 11 athletes. All
212
Un gruppo di 15 atleti di futsal di sesso maschile, partecipanti a una competizione di livello nazionale e con oltre 5 anni di esperienza, ha preso
parte alla presente ricerca. I dati sono stati raccolti
durante un campionato nazionale. Tuttavia, i test
antropometrici sono stati effettuati solo in 11 atleti.
Tutti i soggetti sono stati informati delle procedure
dello studio e hanno firmato il modulo di consenso
informato. I dati sono stati raccolti presso le sedi di
allenamento. Lo studio è stato approvato dal Comi-
Giugno 2013
subjects were informed of the procedures of the
study and all signed informed consent forms.
The data were collected at training venues. The
study was approved by the Permanent committee for Ethics and Research on Human Beings
(COPEP) of the Maringá State University, process Nº 175/2007.
Anthropometric measurements
The skinfolds were determined (chest, midaxillary, tricipital, subscapular, abdominal, suprailiac and mid-thigh) three times, using the
mean value, following standardization by Lohman et al.19 The Harpenden plicometer ( John
Bull British Indicators®, England) with constant
pressure of 10 g/mm and 0.2 mm precision was
used. Skinfold thickness was used to estimate
body density according to the Jackson and Pollock equation.20 Thereafter, physical composition was estimated according to the Siri equation.21
Performances tests
Aerobic
VIDAL ANDREATO
tato permanente per l’etica e la ricerca sugli esseri
umani (COPEP) dell’Università Statale di Maringá, procedimento n. 175/2007.
Misure antropometriche
Le pliche cutanee (toracica, medio-ascellare, tricipitale, sottoscapolare, addominale, sovrailiaca e
medio-femorale) sono state determinate tre volte,
utilizzando il valore medio e seguendo la standardizzazione di Lohman et al.19 È stato utilizzato
un plicometro Harpenden (John Bull British Indicators®, Inghilterra) con una pressione costante di
10 g/mm e una precisione di 0,2 mm. Lo spessore
delle pliche cutanee è stato utilizzato per stimare
la densità corporea in accordo all’equazione di
Jackson e Pollock 20. Successivamente, la composizione fisica è stata stimata in accordo all’equazione di Siri 21.
Test di performance
Test
aerobico
Il multistage Fitness test 22 è stato utilizzato
per stimare indirettamente la potenza aerobica
(VO2max).
test
The Multitage Fitness Test 22 was used to estimate the aerobic power (VO2max) indirectly.
Test
di forza, resistenza e potenza
The values of leg maximal isometric strength 23
was determined using a Takei Kiki Kogyo® Back
and Leg Dynamometer with 1-kg precision. In
this test, the athletes performed three attempts,
and the best score was considered.
To determine lower limb power were administered the vertical and horizontal jump tests.23
The athletes performed three attempts, in each
test, and the best score was considered. The
measurement of abdominal and upper limb
strength endurance was obtained by using oneminute sit-up and push-up tests, respectively.24
I valori di forza isometrica massimale della
gamba 23 sono stati determinati utilizzando un dinamometro per schiena e gambe Takei Kiki Kogyo®
con precisione di 1 kg. In tale test gli atleti hanno
effettuato tre tentativi ed è stato preso in considerazione il punteggio migliore.
Per determinare la potenza degli arti inferiori
sono stati eseguiti i test del salto in alto e del salto
in lungo 23. Gli atleti hanno effettuato tre tentativi
in ciascun test ed è stato preso in considerazione il
punteggio migliore. La misurazione della forza resistente di addominali e arti superiori è stata ottenuta utilizzando rispettivamente i test da 1 minuto
di sollevamento del busto da terra (sit-up test) e di
piegamenti sulle braccia (push-up test) 24.
Agility
Test
Strength, endurance
and power test
test
di agilità
The shuttle run (4 x 9.14 m) tests were applied, in order to evaluate agility, strength of
inferior limbs at vertical and horizontal plains.23
Il test di Luc Legèr (shuttle run test) (4 x 9,14 m)
è stato utilizzato per valutare l’agilità e la forza degli arti inferiori nei piani verticale e orizzontale 23.
Flexibility
Flessibilità
The sit and reach test proposed by Wells and
Dillon 24 was used to determine the hip, back
Il test di flessione in avanti da seduti (sit and reach test) proposto da Wells e Dillon 24 è stato utiliz-
Vol. 66 - No. 2
213
VIDAL ANDREATO
and posterior flexibility of the lower limb muscles.
zato per determinare la flessibilità di anca, spalla
e muscoli posteriori degli arti inferiori.
Analisi statistica
Data collected was statistically analyzed by
means of the Excel program and reported as
means, standard deviation (SD), confidence interval of 95% (CI 95%) and range (minimum
and maximum values).
I dati raccolti sono stati analizzati statisticamente mediante il programma Excel e sono stati
riportati come medie, deviazione standard (DS),
intervallo di confidenza al 95% (IC al 95%) e intervallo (valori minimo e massimo).
Results
Risultati
Morphofunctional characteristics of Futsal
athletes at state level are presented in Table I.
Le caratteristiche morfo-funzionali degli atleti
di futsal di livello nazionale sono presentate nella
Tabella I.
Discussion
Discussione
The athletes presented a body fat percentage
which can be classified as good,24 above average (VO2max) classification,25 excellent abdominal and superior limb muscular endurance,26
above average flexibility,26 horizontal jump and
agility compatible with indexes for Futsal athletes. However, the sample revealed lower values for vertical jump when compared to most
studies with Futsal athletes.
Body composition constitutes an important
component of physical fitness, in addition to
the generally recognized fact that excessive
body fat can result in negative health implications 27 as well as impair performance in sport.17
However, the lack of studies which have been
made on Futsal athletes makes it difficult to analyze data. Furthermore, there is no uniformity
in the training phase or the equations to estimate body density and body composition. Despite these limitations, a comparison with the
findings of this study and those of other studies
Gli atleti hanno presentato una percentuale di
adipe corporeo che può essere giudicata buona 24,
un VO2max sopra la media 25, un’eccellente resistenza dei muscoli addominali e degli arti superiori 26, una flessibilità sopra la media 26 e un salto
in lungo e un’agilità compatibili con gli indici per
gli atleti di futsal. Tuttavia, il campione ha rivelato
valori più bassi per il salto in alto quando confrontato con la maggior parte degli studi condotti
su atleti di futsal.
La composizione corporea rappresenta una
componente importante della forma fisica, oltre
ad essere generalmente riconosciuto che l’eccessivo adipe corporeo può avere implicazioni negative
per la salute 27 e compromettere la performance
sportiva 17. Tuttavia, la scarsità di studi condotti sugli atleti di futsal rende difficile analizzare i
dati. Inoltre, non vi è uniformità per quanto concerne la fase di allenamento o le equazioni per
stimare la densità e la composizione corporea.
Nonostante tali limiti, un confronto tra i risultati
Table I.—Morphofunctional characteristics of futsal athletes at state level (N.=15).
Tabella I. — Caratteristiche morfo-funzionali degli atleti di futsal di livello nazionale (N.=15).
Variable
Average
% Body fata
VO2máx. (ml/kg/min) a
Horizontal jump (cm)
Vertical jump (cm)
Leg Strength (kg/f)
Shuttle run (s)
Sit-ups (rep.)
Push-ups (rep.)
Sit and reach (cm)
7.0
54.1
226
42
91.6
9.3
53
38
38
a
SD
5.7
4.1
10
8
19.9
0.3
10
14
7
CI 95%
Range
3.7-10.4
51.7-56.5
220-232
37-47
79.8-103.4
9.1-9.4
48-59
30-46
34-42
1.9-20.2
46.0-59.6
197-247
26-57
60-131
8.8-9.9
32-63
10-57
27-47
=n of 11; SD: standard deviation; CI 95%: confidence interval of 95%; rep.: repetitions.
214
Giugno 2013
concerned with Futsal athletes is presented in
Table II.
The findings of this study are in accordance
with those of Avelar et al.5 which indicate that
Futsal athletes have a low percentage of fat. Furthermore, when compared to studies involving
Futsal athletes,3-5, 12, 16-18, 28-30 it becomes evident
that the subjects in this study have below average fat percentage compared to this population,
since the lowest and highest values found, respectively, were 9.4±2.3% 5 and 15.8±6.8% 17 of
fatty body mass.
Moreover, it was found that the areas of
greater and least fat accumulation were the abdominal and chest, respectively. This fat accumulation in the central region is common to
the male gender, which has a distribution of fat
characteristic based on the android model.27 Although is available in the literature many studies characterizing the body composition of the
Futsal athlete’s no study was found using gold
standard methods was utilized.
Due to the length of the match, and the short
intervals between high intensity exercise, there
is a high metabolic activation of the aerobic system in Futsal.1, 31 In fact, these characteristics
were described by Garcia et al.8 in a kinematic
VIDAL ANDREATO
di questo studio e quelli di altri studi condotti su
atleti di futsal viene fornito nella Tabella II.
I risultati ottenuti nel presente studio sono in
armonia con quelli di Avelar et al.5 che indicano
come gli atleti di futsal abbiano una bassa percentuale di adipe. Inoltre, il confronto con altri
studi condotti su atleti di futsal 3-5, 12, 16-18, 28-30 mostra chiaramente che i soggetti del presente studio
avevano una percentuale di adipe inferiore alla
media rispetto a tale popolazione di atleti, poiché
i valori più bassi e più alti osservati erano pari rispettivamente a 9,4±2,3% 5 e 15,8±6,8% 17 di massa corporea grassa.
Inoltre, è stato osservato che le aree di maggiore e minore accumulo di adipe erano rispettivamente l’addome e il torace. Tale accumulo di
adipe nella regione centrale è comune nel genere
maschile, il quale presenta una distribuzione adiposa caratteristica di tipo androide 27. Sebbene la
letteratura fornisca numerosi studi sulla caratterizzazione della composizione corporea degli atleti di futsal, non è stato individuato nessuno studio utilizzante metodi di riferimento standard. A
causa della durata degli incontri di futsal e dei
brevi intervalli durante l’esercizio fisico ad alta
intensità, vi è un’elevata attivazione metabolica
del sistema aerobico nel futsal 1, 31. In effetti, tali
caratteristiche sono state descritte da Garcia et
Table II.—Data concerning the body composition of futsal athletes from various studies.
Tabella II. — Dati di diversi studi sulla composizione corporea degli atleti di futsal.
Reference
Rodrigues et al.12
Romero et al.28
Santa-Cruz et al.18
Shirazi et al.29
Gorostiaga et al.3
Ferreira et al.16
Avelar et al.5
Fachineto et al.4
Lage 30
Cyrino et al.17
Athletes
N.
Age
(years)
Fat
%
Body
density
(equation)
Fat
%
(equation)
First division Brazilian team
Under 20 futsal athletes
participating in competition at
state level
Under 20 athletes of the
roraimenses selection
Adult athletes of the Roraimense
selection
Players of the Iranian futsal
selection
Futsal athletes of the First Spanish
selection
Athletes of the Brasiliense futsal
selection
Finalists of the futsal state
championship
Catarinenses futsal Athletes
Spanish futsal junior athletes at
national level
Junior athletes participating in the
Paulista futsal championship
14
14
23±3
17±1
10±2.4
12.4±2.7
Jackson e Pollock
Jackson e Pollock
NR
Siri
12
19±1
9.8±1.0
-
Faulkner
12
25±3
10.7±1.4
-
Faulkner
25
23±3
12.9±1.8
NRA
NRA
15
26±4
9 7±2 5
Jackson e Pollock
NR
22
27±4
13.0±5.7
Jackson e Pollock
Siri
27
25±6
9.4±2.3
Jackson e Pollock
Siri
12
94
24±5
18±1
13.1±6.2
12.5±2.8
Guedes; Guedes
-
Siri
Faulkner
8
17±1
15.8±6.8
Slaughter et al.
Slaughter et al.
NR: not reported; NRA: not reported in abstract.
Vol. 66 - No. 2
215
VIDAL ANDREATO
analysis of five matches during the South-American championship in 2004, where an exertion/
pause proportion of 1:1 is described (exertion
average: 15-18 s, pause average: 12-14 s). These
intervals between periods of exertion are insufficient to allow for complete resynthesis of
phosphocreatine supplies. This, in fact, generates a demand on the glycolytic and aerobic
pathways of energy transfer.32, 33
Furthermore, in the course of a game, players
run between 3200 m and 3400 m on average,
51% of this distance is covered at high and average speeds with dashes that range between
3 m and 8 m on average.8 In a study by Barbero-Álvarez et al.1 where four Futsal matches
were analyzed, it was observed that the athletes
(N.=10) presented high cardiovascular stress,
and maintained a heart rate 85% above the
maximum ‑ 86% of the first half and 79 % of the
second half ‑ of the match.
However, in a study by Castagna et al.7 where
physiological demands were evaluated during
a simulated match with professional athletes
(N.=8), it was observed that athletes maintained
a VO2max and a HRmax intensity greater than 80%
and 90%, respectively, along with an average
lactate concentration of 5.3 mmol/L, suggesting
a moderate activation of the anaerobic metabolism for energy supply during matches.
Corroborating the findings of Barbero-Álvarez et al.,1 Rodrigues et al.12 observed similar responses of cardiac frequency, during 13
Brazilian national league matches, the athletes
maintained a cardiac frequency of 86±4% of
the maximum heart rate and oxygen consumption of 79±9 % of VO2max. Furthermore, in Futsal matches, athletes run an average of 117±12
m per minute 1 and 121 m per minute.7 Thus,
based on the characteristics of Futsal time structure, it can be hypothesized that good aerobic
power and aerobic capacity are necessary for
good performance in this sport.
Table III shows a battery of studies which
measured a VO2max of Futsal athletes.
In this study, the estimated aerobic power
was considered above average, according to the
American College Sports Medicine – ACSM,25 although it does not correspond to the indication
by Barbero-Álvarez et al.2 which states that values equal to or greater than 60 mL/kg/min are
recommended for Futsal. Yet, the values found
in this study show similarities between Brazilian
athletes of different levels.13, 15, 16, 34-37
However, maximum oxygen consumption
values, greater than those found in this study
216
al.8 in un’analisi cinematica di cinque incontri
di futsal durante il campionato sud-americano
del 2004, dove viene descritto un rapporto sforzo/
pausa di 1:1 (media dello sforzo: 15-18 s, media
della pausa: 12-14 s). Tali intervalli tra i periodi
di sforzo sono insufficienti per ricostituire completamente le scorte di fosfocreatina. Ciò in effetti
genera una richiesta di trasferimento di energia
dalle vie aerobica e glicolitica 32, 33. Inoltre, nel
corso dell’incontro di futsal, i giocatori corrono
in media tra 3200 e 3400 metri; il 51% di tale
distanza è coperto a velocità medio-elevate con
scatti che oscillano in media tra i 3 e gli 8 metri 8. In uno studio condotto da Barbero-Álvarez
et al.1, dove sono stati analizzati quattro incontri
di futsal, è stato osservato che gli atleti (N.=10)
presentavano un elevato stress cardiovascolare e
mantenevano una frequenza cardiaca dell’85%
oltre il massimo ‑ 86% nel primo tempo e 79% nel
secondo tempo ‑ durante l’incontro.
Tuttavia, in uno studio condotto da Castagna et al.7, dove i fabbisogni fisiologici sono
stati valutati durante un incontro simulato con
atleti professionisti (N.=8), è stato osservato che
gli atleti mantenevano un’intensità di VO2max e
HRmax superiore rispettivamente all’80% e 90%,
assieme a una concentrazione media di lattato
di 5,3 mmol/l, suggerendo una moderata attivazione del metabolismo anaerobico per l’apporto
di energia durante gli incontri. A conferma dei
risultati di Barbero-Álvarez et al.1, Rodrigues et
al.12 hanno osservato simili risposte nella frequenza cardiaca durante 13 incontri del campionato
nazionale brasiliano, dove gli atleti hanno mantenuto una frequenza cardiaca dell’86±4% della
frequenza cardiaca massima e un consumo di
ossigeno del 79±9% del VO2max. Inoltre, durante
gli incontri di futsal, gli atleti hanno corso una
media di 117±12 metri al minuto 1 e 121 metri
al minuto 7. Pertanto, in base alle caratteristiche
della struttura temporale del futsal, si può ipotizzare che un buon livello di potenza e capacità
aerobica sia necessario per ottenere una buona
performance in tale sport.
La Tabella III mostra una batteria di studi che
hanno misurato il VO2max degli atleti di futsal.
Nel presente studio, la potenza aerobica stimata è stata considerata superiore alla media,
in accordo all’American College Sports Medicine
(ACSM) 25, sebbene sia in contrasto con BarberoÁlvarez et al.2 che affermano come nel futsal siano raccomandati valori pari o superiori a 60 ml/
kg/min. Inoltre, i valori osservati nel presente studio mostrano analogie tra gli atleti brasiliani di
diversi livelli 13, 15, 16, 34-37. Tuttavia, valori di massimo consumo di ossigeno superiori di quelli os-
Giugno 2013
VIDAL ANDREATO
Table III.—VO2max of futsal athletes from different studies.
Tabella III. — VO2max degli atleti di futsal da diversi studi.
Reference
Milanez et al.34
Rodrigues et al.12
Andreato et al.13
Baroni; Leal Junior 15
Castagna; Barbero-Álvarez 14
Moro et al.35
Barbero-Álvarez et al.2
Castagna et al.7
Ferreira et al.16
Fachineto et al.4
Leal Junior et al.36
Lima et al.37
Dantas; Filho31
Athletes
Team of the Brazilian first
division
Team of the Brazilian first
division
Brazilians of state level
Age
(years)
N.
VO2màx
(mL/kg/min)
Test
23±2
9
59.6±2.5
Treadmill (DM)
23±3
14
71.5±5.9
Treadmill (DM)
Adult Category 12
56.6±4.2
Professional Brazilian athletes
Professional Spanish athletes
University futsal players
24±5
21±3
22±3
186
18
16
58.0±6.4
65.1± 6.2
48.2±4.7
Spanish 2nd division futsal
athletes
Italian 3rd division Futsal
athletes
Spanish 2nd division futsal
athletes
Brasiliense selection futsal
athletes
Catarinense special division
athletes
Professional athletes
Futsal players
23±2
11
62.8±5.3
Multistage Fitness
Test
Treadmill (DM)
Treadmill (DM)
Multistage Fitness
Test
Treadmill (DM)
25±3
13
55.2±5.7
Treadmill (DM)
22
8
64.8
Treadmill (DM)
27±4
22
52.8±6.4
Treadmill (DM)
24±5
12
62.1±6.9
21±3
19±2
12
13
Competitors in the 2000/2001
National league
26±4
66
55.7±3.7
58.5±8.5
62.8±10.1
61.7±3.8
Treadmill - Bruce
Protocol
Treadmill (DM)
3200 m Test
Treadmill (DM)
Multistage Fitness
Test
DM: direct measurement.
were found with Brazilian athletes of the first
national division,12 Spanish professionals,14
Spanish athletes of the second division,2, 7 Brazilians of the special state division,4 Brazilians
who competed in the national league,31 Brazilians of the first state division 34 and Brazilians
evaluated in direct testing.37 The results of the
present study are only greater than those of
Brazilian university athletes.35
Taking all the available data into consideration, the lowest value of aerobic power found
amongst Futsal athletes was registered by Moro
et al.35 with university athletes (48.2±4.7 mL/kg/
min), where as the greatest value found was
registered by Rodrigues et al.12 amongst Brazilian first division athletes (71.5±5.9 mL/kg/min).
Additionally, based on previous studies, it is
understood that the competitive level exerts an
influence on VO2max, this was noted amongst
second division athletes of the Spanish championship (N.=11, 62.8±5.3 mL/kg/min) who presented consumption values greater than third
division Italian athletes (N.=13, 55.2±5.7 mL/
kg/min).2 Furthermore, court positioning is also
Vol. 66 - No. 2
servati nel presente studio sono stati osservati in
atleti brasiliani della prima divisione nazionale 12, in professionisti spagnoli 14, in atleti spagnoli della seconda divisione 2, 7, in atleti brasiliani
della divisione nazionale speciale 4, in atleti brasiliani che hanno giocato nel campionato nazionale 31, in atleti brasiliani della prima divisione
nazionale 34 e in atleti brasiliani valutati nei test
diretti 37. I risultati del presente studio sono superiori solo rispetto a quelli degli atleti universitari
brasiliani 35. Prendendo in considerazione tutti i
dati disponibili, il più basso valore di forza aerobica rilevato tra gli atleti di futsal è stato registrato da Moro et al.35 in atleti universitari (48,2±4,7
ml/kg/min), mentre il valore più elevato è stato
registrato da Rodrigues et al.12 in atleti della prima divisione brasiliana (71,5±5,9 ml/kg/min).
Inoltre, in base a precedenti studi, è chiaro che il
livello competitivo esercita un’influenza sul VO2max; questo è stato osservato in atleti della seconda divisione del campionato spagnolo (N.=11,
62,8±5,3 ml/kg/min) che hanno presentato valori
di consumo di ossigeno superiori agli atleti della
terza divisione italiana (N.=13, 55,2±5,7 ml/kg/
217
VIDAL ANDREATO
influencing factor in aerobic fitness, since it has
been noticed that goal keepers (N.=22, 50.7±5.2
mL/kg/min) show values which are lower than
those of court players (N.=164, 59±5.9 mL/kg/
min).15
Attention should be granted to aerobic fitness
given that VO2max influences the responses to
perception of exertion amongst Futsal athletes
in training sessions, with an established correlation of r=-0.75.34 Besides aerobic demand, during decisive moments in the match – such as
kicks and dashes – the demand for muscular
force is evident.
Likewise, as described by Garcia et al.,8 the
majority of movements during a match consist
of short sprints (average 3 to 8 m). Considering
this demand, muscular force of the lower limbs
was evaluated by employing the horizontal and
vertical jump tests.
The results of the horizontal and vertical
jump tests on Futsal athletes are expressed in
Table IV.
On comparison with the results of various
vertical jump tests, the results obtained by the
present sample were only similar to those described amongst athletes of the special Catarinense division.4 Excepting the study by Gorostiaga et al.,3 where Futsal athletes of the Spanish
first division were evaluated, the athletes of the
present study show greater values. With the remainder, results were inferior to those obtained
in studies with the adult,13, 18, 31 the under 20,18
and the junior Futsal athletes.17 The most discrepant value was presented by athletes who
disputed the 2000/2001 national Futsal league,
min) 2. Inoltre, anche il ruolo tattico è un fattore
influenzante nel fitness aerobico, poiché è stato
osservato che i portieri (N.=22, 50,7±5,2 ml/kg/
min) mostrano valori inferiori rispetto agli altri
ruoli tattici (N.=164, 59,0±5,9 ml/kg/min) 15. È
necessario prestare attenzione al fitness aerobico poiché il VO2max influenza le risposte alla percezione dello sforzo tra gli atleti di futsal nelle
sessioni di allenamento, con una correlazione
consolidata pari a r=-0,75 34. Oltre al fabbisogno aerobico, nei momenti decisivi nella partita,
come i tiri e gli scatti, il fabbisogno di forza muscolare è evidente. Analogamente, come descritto
da Garcia et al.8, la maggior parte dei movimenti
durante gli incontri consistono di sprint brevi (in
media da 3 a 8 m). Considerando tale fabbisogno, la forza muscolare degli arti inferiori è stata
valutata utilizzando i test del salto in alto e del
salto in lungo.
I risultati dei test del salto in alto e del salto
in lungo degli atleti di futsal sono forniti nella
Tabella IV.
Confrontando i risultati di diversi test di salto
in alto, i risultati ottenuti dal presente campione sono simili solo a quelli descritti per gli atleti
della divisione speciale dello stato di Santa Catarina 4. Fatta eccezione per lo studio condotto
da Gorostiaga et al.3, dove sono stati valutati gli
atleti di futsal della prima divisione spagnola, gli
atleti del presente studio hanno mostrato valori
superiori. Per il resto, i risultati erano inferiori
di quelli ottenuti in studi con atleti adulti 13, 18, 31
under 20 18 e junior 17. Il valore più contrastante
è stato osservato negli atleti che hanno disputato
il campionato nazionale di futsal del 2000/2001,
con un indice di 59,5±4,6 cm 31. I valori per il
Table IV.—Values for horizontal and vertical jump tests.
Tabella IV. — Valori per test di salti orizzontali e verticali.
Test
Vertical Jump
Reference
Andreato et al.13
Santa-Cruz et al.18
Gorostiaga et al.3
Fachineto et al.4
Cyrino et al.17
Dantas; Filho31
Horizontal jump Andreato et al.13
Santa-Cruz et al.18
Fachineto et al.4
Cyrino et al.17
218
Athletes
Brazilians at state level
Under 20 Roraimense Futsal team athletes
Adult athletes of the Roraimense team
Spanish first division futsal athletes
Catarinense special division futsal athletes
Junior athletes participating in the Paulista
championship
Athletes competing in the national futsal
league
Under 20 Roraimense futsal team athletes
Adult athletes of the Roraimense team
Special division Catarinense athletes
Junior athletes participating in the Paulista
championship
Age
(years)
N.
Result
(cm)
Adult Category
19±1
25±3
26±4
24±5
17±1
12
12
12
15
12
8
44.7±5.0
52.4±4.7
54±5.5
38.1±4.1
42.6±5.2
48.4±8.2
26±4
66
59.5±4.6
Adult Category
19±1
25±3
24±5
17±1
12
12
12
12
8
228±17
243±5
246±20
222±17
221±9
Giugno 2013
with an index of 59.5±4.6 cm.31 The values for
the horizontal jump shown by the present sample are similar to those obtained amongst Brazilian athletes at state level.13 Slightly greater than
those described amongst junior athletes participating in the state championship 17 and those
described amongst Catarinense athletes of the
special division.4 However, they were significantly lower than those obtained amongst the
Futsal athletes of the Roraimense under 20 and
adult selection.18 In the present test the results
obtained amongst Futsal athletes remained between 221±9 cm 17 and 246±20 cm.18
Besides the demand for good muscular force,
Futsal requires fast movements and changes of
direction.8 In order to evaluate motor agility,
the shuttle run test was applied.23 The values
for agility of Futsal athletes obtained from other
studies are shown in Table V.
The results referent to agility are compatible
with those of Futsal athletes in general because
the results obtained are similar to those found
in other studies amongst athletes who practice
this sport.4, 5, 13, 17 However, the athletes of the
present study were more agile than the under
20 and adult athletes of the Roraimense team,18
and slower than the athletes who competed in
the 2000/2001 national Futsal league (N.=66;
8.3±0.2 s) 31 and the under 20 athletes the Roraimense team (N.=12; 10.1±0.1 s).18
In order to evaluate the maximum strength
of the lower limbs, the dynamometric test was
used. However, no comparative data was found
for Futsal athletes but the results obtained
were lower than those found amongst combat
sport athletes, these presented values between
154±42 kgf 38 and 190±162 kgf.39
On evaluating the present sample for abdominal and upper limb muscular endurance,
the results were found to be excellent ‑ even
though these are not essential qualities for good
performance in Futsal. Other studies with Fut-
VIDAL ANDREATO
salto in lungo mostrati dal presente campione
sono simili a quelli ottenuti dagli atleti brasiliani
di livello nazionale 13 e sono leggermente maggiori di quelli descritti per gli atleti junior partecipanti al campionato nazionale 17 e di quelli degli
atleti della divisione speciale dello stato di Santa
Catarina 4. Tuttavia, tali risultati erano significativamente inferiori rispetto a quelli ottenuti in
atleti di futsal della nazionale adulta e junior
dello stato di Roraima 18. Nel presente test i risultati ottenuti dagli atleti di futsal sono rimasti tra
221±9 cm 17 e 246±20 cm 18. Oltre al fabbisogno
di una buona forza muscolare, il futsal richiede
movimenti e cambi di direzione veloci 8. Al fine di
valutare l’agilità motoria, è stato utilizzato il test
di Luc Legèr (shuttle run test) 23. I valori di agilità
degli atleti di futsal ottenuti da altri studi sono
mostrati nella Tabella V.
I risultati riferiti all’agilità sono compatibili
con quelli degli atleti di futsal in generale perché
i risultati ottenuti sono simili a quelli osservati in
altri studi condotti su atleti di tale sport 4, 5, 13, 17.
Tuttavia, gli atleti del presente studio erano più
agili rispetto agli atleti under 20 e adulti della
nazionale dello stato di Roraima 18 e più lenti rispetto agli atleti che hanno giocato nel campionato nazionale di futsal del 2000/2001 (N.=66;
8,3±0,2 s) 31 e degli atleti under 20 della nazionale dello stato di Roraima (N.=12; 10,1±0,1 s) 18.
Al fine di valutare la forza massima degli arti
inferiori è stato utilizzato il test dinamometrico.
Sebbene non siano stati individuati dati comparativi per gli atleti di futsal, i risultati ottenuti erano inferiori rispetto a quelli osservati negli atleti
di sport da combattimento, con valori compresi
tra 154±42 kgf 38 e 190±162 kgf 39. Valutando il
presente campione per la resistenza dei muscoli
addominali e degli arti superiori, i risultati sono
stati reputati eccellenti ‑ anche se queste non rappresentano qualità essenziali per una buona performance nel futsal. Anche altri studi condotti su
atleti di futsal hanno mostrato buoni risultati per
la resistenza dei muscoli addominali 13, 18. Inoltre,
Table V.—Values of agility for futsal athletes from various studies.
Tabella V. — Valori di agilità degli atleti di fusal da vari studi.
Reference
Andreato et al.13
Santa-Cruz et al.18
Avelar et al.5
Fachineto et al.4
Cyrino et al.17
Dantas; Filho31
Vol. 66 - No. 2
Athletes
Under 20 Roraimense Futsal team athletes
Roraimense team adult athletes
State championship Finalists
Catarinense special division athletes
Junior athletes participating in the Paulista championship
Athletes competing in the 2000/2001 national futsal league
Age
(years)
N.
Result(s)
Adult Category
19±1
25±3
25±6
24±5
17±1
26±4
12
12
12
27
12
8
66
9.4±0.4
10.1±0.1
9.8±0.5
9.5±0.4
8.9±0.2
9.0±0.4
8.3±0.2
219
VIDAL ANDREATO
Table VI.—Flexibility values of futsal athletes.
Tabella VI. — Valori di flessibilità degli atleti di futsal.
Reference
Athletes
Romero et al.28
Fachineto et al.4
Bertolla et al.41
Under 20 athletes participating in a state competition
Athletes of the special Catarinense division
Junior futsal Athletes
Junior futsal athletes
Junior athletes participating in the paulista championship
Cyrino et al.17
sal athletes have also shown good results for abdominal muscular endurance.13, 18 Furthermore,
athletes in this study showed a greater number
of repetitions in the one minute test than Brazilian athletes at state level (N.=12; 48±8 repetitions),13 under 20 athletes of the Roraimense
Futsal selection (N.=12; 46±3 repetitions) and
adult athletes (N.=12; 46±3 repetitions).18
The present sample proved to have greater
upper limb resistance than Brazilian athletes at
state level (N.=12; 32±10 repetitions).13 As with
abdominal and upper limb muscular resistance,
in Futsal, flexibility plays a secondary role in
the performance of athletes. However, low levels of flexibility, are indicative of muscular atrophy which can affect the production of force
and strength, cause postural imbalance and injuries.40 Analysis of thoracic-lumber flexibility
of Futsal athletes is reported in Table VI.
In the sit and reach test the athletes of the
present study were classified above average.26
The values obtained were similar to those found
amongst junior athletes of the sport 41 and athletes of the special Catarinense Futsal division.4
However, they were significantly greater than
those obtained amongst under 20 Futsal athletes participating in state competition 28 and
junior athletes participating in the Paulista Futsal championship.17 As such, this study sought
to describe the morphofunctional parameters
established amongst Brazilian athletes at state
level, relating them to recorded data. Based on
these results, we hope to collaborate with technicians and coaches in the evaluation of physical and physiological aspects of the sport as
well as assist in the identification and selection
of future Futsal athletes.
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2) Barbero-Álvarez JCB, D’Ottavio S, Vera
220
Age
(years)
N.
Result
(cm)
17±1
24±5
18±1
18±1
17±1
14
12
5
6
8
31±9
40±6
36±6
39±5
29±8
gli atleti del presente studio hanno mostrato un
maggior numero di ripetizioni nel test da un minuto rispetto agli atleti brasiliani di livello nazionale (N.=12; 48±8 ripetizioni) 13, agli atleti under
20 della nazionale di futsal dello stato di Roraima (N.=12; 46±3 ripetizioni) e agli atleti adulti
(N.=12; 46±3 ripetizioni) 18. Il presente campione
ha dimostrato di avere una maggiore resistenza
degli arti superiori rispetto agli atleti brasiliani
di livello nazionale (N.=12; 32±10 ripetizioni) 13.
Analogamente alla resistenza dei muscoli addominali e degli arti superiori, nel futsal la flessibilità riveste un ruolo secondario nella performance degli atleti. Tuttavia, bassi livelli di flessibilità
sono indicativi di atrofia muscolare, la quale può
influire sulla produzione di forza e resistenza,
causare squilibri posturali e infortuni 40. L’analisi della flessibilità toraco-lombare negli atleti di
futsal è riportata nella Tabella VI.
Nel test di flessione in avanti da seduti (sit and
reach test) gli atleti del presente studio hanno ottenuto punteggi superiori alla media 26. I valori
ottenuti erano simili a quelli osservati in atleti
junior 41 e atleti della divisione speciale dello stato di Santa Catarina 4. Tuttavia, i risultati erano
significativamente superiori rispetto a quelli ottenuti da atleti di futsal under 20 partecipanti a
competizioni nazionali 28 e atleti junior partecipanti al campionato di futsal dello stato di San
Paolo 17. Pertanto, il presente studio ha cercato di
descrivere i parametri morfo-funzionali consolidati tra gli atleti brasiliani di livello nazionale,
mettendoli in relazione con i dati registrati. In
base a tali risultati, ci auguriamo di poter collaborare con tecnici e allenatori nella valutazione
degli aspetti fisici e fisiologici di tale sport, aiutandoli inoltre nell’identificazione e selezione dei
futuri atleti di futsal.
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Acknowledgements.—Leonardo Vidal Andreato and João Victor Del Conti Esteves would like to thank the CNPQ and CAPES
organs for their scholarships.
Received on October 29, 2012 - Accepted for publication on May 21, 2013.
Corresponding author: L. Vidal Andreato, Laboratório de Fisiologia do Esforço, Departamento de Ciências Fisiológicas,
Universidade Estadual de Maringá, Avenida Colombo 5790, Bloco H79, sala 109, Maringá, 05588-000 Paraná, Brazil. E-mail:
[email protected]
Vol. 66 - No. 2
221

MED SPORT 2013;66:223-9
The impact of technology and
early childhoods’ motor experiences
on the development of children’s
motor-perceptual abilities
Impatto della tecnologia e delle prime
esperienze motorie nell’infanzia sullo sviluppo
delle abilità percettivo-motorie nei bambini
K. EBRAHIMI 1, M. NASIRI 2, M. H. SALEHIAN
3
1Department
of Physical Education, Marand branch, Islamic Azad University, Marand, Iran
of Physical Education, Khoy branch. Islamic Azad University, Khoy, Iran
3Department of Physical Education, Tabriz branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2Department
SUMMARY
Today technology has affected children’s lifestyles, especially opportunities for motor- perceptual experiences during
the childhood. For the importance of motor- perceptual development and neglecting of the attention to the impact
of technology on children’s physical experience opportunities by community, the purpose of this study was to ascertain the impact of technology on the children’s development of the motor-perceptual abilities during childhood by
comparing the motor-perceptual abilities among the urban and rural children (7 to 10 years old). An urban group and
a rural group, each comprised of 90 students of seven to ten years old (45 boys and 45 girls), were compared. The
Lincoln-Oseretsky Motor Development Scale as an instrument was used for the assessment of perceptual-motor abilities (balance, upper limp coordination, bilateral coordination, upper limb speed and dexterity, visual-motor control
and strength). The findings indicated that the rural children’s motor-perceptual development was significantly better
than the urban children’s. On the other word, it seems that low motor- perceptual development associate to the high
use of Technology in metropolises that lead to limit divers and challenging motor and perceptual experiences during
the childhood. Also it appears that the motor experiences in early childhood as critical and sensitive periods have
positive effects on the students’ motor-perceptual development.
Key words: Technology - Urban population - Rural population - Child.
RIASSUNTO
Al giorno d’oggi, la tecnologia ha modificato gli stili di vita dei bambini, a svantaggio delle opportunità di vivere esperienze percettivo-motorie nel corso dell’infanzia. A causa dell’importanza dello sviluppo percettivo-motorio e della
poca attenzione dedicata dalla comunità all’impatto della tecnologia sulle opportunità di esperienze fisiche dei bambini, obiettivo del presente studio è stato quello di verificare quale sia l’impatto della tecnologia sullo sviluppo delle
abilità percettivo-motorie nell’infanzia, confrontando le abilità percettivo-motorie di bambini di aree urbane e rurali
(di età compresa tra 7 e 10 anni). Sono stati confrontati un gruppo di bambini di aree urbane e un gruppo di bambini
di aree rurali, composti ciascuno di 90 studenti di età compresa tra sette e dieci anni (45 ragazzi e 45 ragazze). La
Lincoln-Oseretsky Motor Development Scale è stata utilizzata per valutare le abilità percettivo-motorie (equilibrio,
coordinamento degli arti superiori, coordinamento bilaterale, velocità e destrezza degli arti superiori, controllo visivo
motorio e forza). I risultati hanno indicato che lo sviluppo percettivo-motorio dei bambini delle aree rurali è significativamente superiore rispetto a quello dei bambini delle aree urbane. In altre parole, sembra che il basso sviluppo
percettivo-motorio sia associato all’elevato utilizzo della tecnologia nelle metropoli, il quale limita le opportunità di
esperienze percettivo-motorie diverse e stimolanti nel corso dell’infanzia. Sembra inoltre che le esperienze motorie
vissute nella fase iniziale dell’infanzia, un periodo critico e sensibile, abbiano effetti positivi sullo sviluppo percettivomotorio degli studenti.
Parole chiave: Tecnologia - Popolazione urbana - Bambino.
Vol. 66 - No. 2
223
EBRAHIMI
I
n recent century, a relatively reducing playgrounds, living in small apartments, increasing use of computer games and TV, etc.; especially in the metropolises, have decreased
opportunities for motor experiences. Only two
decades ago, children used to play outside all
day, riding, biking, playing sports and building
forts and for that ways they earn many and
divers motor experiences. Masters of imaginary
games, children of the past created their own
form of play that didn’t require costly equipment
or parental supervision. Today technology’s impact on the 21 century families is fracturing its
very foundation and causing a disintegration of
core value that used to hold families together.
Children now depend on Technology for the
majority of their play, grossly limiting challenges to their creativity and imagination, as well
as limiting necessary challenges to their bodies
to achieve optimal sensory and motor development.1 Studies indicate that children growing
up in urban areas tend to develop unfunded
fears and feeling of disgust in relation to natural objects.2 Also early childhood motor experience (before or during the preschool are associated with cognitive and motor development.3
Many young children spend most of their time
in setting and activities that keep them essentially isolated from direct contact with the natural world: recreation tend to be indoors (e.g.,
watching TV); Transportation tends to be by
car or other motor vehicle versus walking, most
of children spend their waking hours indoors
and tend to be much more oriented toward the
classroom than outdoors.4 Many of today’s parents perceive outdoor play’s “unsafe”, further
limiting essential development of components
usually attained in outdoor rough and tumble
play.5 Rapidly advancing Technology is causing
an irreversible worldwide epidemic of mental
and physical health disorders.6 Researchers
have found that parents of children with high
IQ’s provide the child with an interesting and
complex physical environment.7 Most of specialists seem to agree that the motor experiences during the childhood have importantly
direct effects on being developed the motor
abilities. Cleland and Gallahue,8 Farahbood 9
and Jullian et al.10 suggested the children’s development of the motor abilities depends on
the motor experiences. Krombholz,11 Rivkin,12
and Fjørtoft 13 cited the quantity and diversity
of movement during the childhood have the
most important role on the development of the
224
N
ell’ultimo secolo, una relativa riduzione delle
aree di gioco, la piccola dimensione degli appartamenti, il maggiore utilizzo di videogiochi e
televisione ecc., in particolar modo nelle metropoli,
hanno ridotto le opportunità dei bambini di vivere
esperienze motorie. Solo due decenni fa, i bambini
giocavano all’aria aperta tutto il giorno, correndo,
andando in bici, praticando diversi sport e costruendo castelli; in tal modo, essi avevano l’opportunità di
vivere un gran numero di diverse esperienze motorie.
Tali bambini erano esperti nei giochi immaginari e
creavano le loro forme di gioco che non richiedevano costose attrezzature né il controllo dei genitori. Al
giorno d’oggi invece, l’impatto della tecnologia sulle
famiglie del 21° secolo ne sta disgregando le fondamenta, causando una disintegrazione dei valori essenziali che tenevano unite le famiglie. I bambini di
oggi dipendono dalla tecnologia per la maggior parte
dei loro giochi e ciò limita notevolmente le sfide poste
alla loro creatività e immaginazione, oltre a limitare
gli stimoli necessari ai loro corpi per raggiungere uno
sviluppo sensoriale e motorio ottimale 1. Diversi studi hanno indicato che i bambini che crescono nelle
aree urbane tendono a sviluppare timori infondati e
una sensazione di ripugnanza verso gli oggetti della
natura 2. Anche le esperienze motorie vissute nella
fase iniziale dell’infanzia (prima o durante la scuola dell’infanzia) sono associate allo sviluppo motorio
e cognitivo 3. Un gran numero di bambini piccoli
passa la maggior parte del proprio tempo in ambiti
e attività che li tengono essenzialmente lontani dal
contatto diretto con la natura: il tempo dedicato allo
svago tende ad essere al chiuso (ad es. guardando
la televisione); gli spostamenti tendono ad essere fatti
in automobile o con un altro veicolo a motore e la
maggior parte dei bambini passa la maggior parte
del tempo in aree chiuse, orientati molto più verso
l’aula scolastica che non verso l’esterno 4. Molti genitori al giorno d’oggi percepiscono i giochi all’aperto
come “pericolosi”; ciò limita ulteriormente lo sviluppo essenziale delle abilità generalmente sviluppate
nei giochi burrascosi all’aperto 5. Il rapido progresso
tecnologico sta causando un’irreversibile epidemia
mondiale di disturbi della salute fisica e mentale
6. I ricercatori hanno osservato come i genitori dei
bambini dotati di un alto quoziente intellettivo forniscano ai loro figli un ambiente fisico interessante
e complesso 7. La maggior parte degli esperti sembra
essere d’accordo sul fatto che le esperienze motorie
vissute durante l’infanzia hanno importanti effetti
diretti sullo sviluppo delle abilità motorie. Cleland e
Gallahue 8, Farahbood 9 e Jullian e colleghi 10 hanno suggerito come lo sviluppo delle abilità motorie
nei bambini dipenda dalle loro esperienze motorie.
Krombholz 11, Rivkin 12, e Fjørtoft 13 hanno osservato
come la quantità e la diversità di movimento duran-
Giugno 2013
perceptual-motor abilities. Also Fjørtoft 13 cited
natural environments due to providing divers,
challenging and numerous movement rather
than the manufactured environments have the
better impact on children’s motor development.
Sylva, Au,14 Li & Atkins 3 believed that motor
experience during the early childhood as a
sensitive and critical period facilitate the earlier
or later appearance of a skill or behavior which
is programmed by the gene. Sensitive periods’
idea in perceptual-motor development is impotence because if in children have the low
motor experience, they will have difficulty on
motor development later. On the other hand,
sensitive period’s idea seems to exist with little
proof. Despite rapidly advancing Technology
contribute to an increase of physical disorders,
the health and education systems much less
detect and understand about the problems. On
the other hand, although much work has been
done about the impact of Technology and
early childhood’s motor experience, the literature on this topic is far low, and more studies
need to be conducted to ascertain the impact
of Technology and early childhoods’ motor experiences on the children’s motor- perceptual
development.
EBRAHIMI
te l’infanzia rivesta un ruolo estremamente importante nello sviluppo delle abilità percettivo-motorie.
Anche Fjørtoft 13 ha osservato come gli ambienti
naturali che forniscono movimenti vari e stimolanti abbiano il miglior impatto sullo sviluppo motorio
dei bambini rispetto agli ambienti artificiali. Sylva,
Au 14, Li & Atkins 3 credono che le esperienze motorie
vissute nella fase iniziale dell’infanzia, un periodo
sensibile e critico, facilitino la comparsa prima o poi
di un’abilità o comportamento programmati geneticamente. L’idea di un periodo sensibile nello sviluppo percettivo-motorio è basata sull’incapacità, poiché
se da bambini si hanno scarse esperienze motorie,
crescendo si avranno difficoltà nello sviluppo motorio. D’altro canto, l’idea del periodo sensibile sembra
essere suffragata da poche evidenze. Nonostante il
rapido progresso della tecnologia contribuisca a un
aumento dei disturbi fisici, i sistemi sanitari ed educativi sono in grado di rilevare e comprendere solo
uno scarso numero di problemi. D’altronde, sebbene
molto lavoro sia già stato svolto sull’impatto della tecnologia e delle esperienze motorie nella fase iniziale
dell’infanzia, la letteratura su tale argomento è estremamente scarsa e sono necessari ulteriori studi per
verificare l’impatto della tecnologia e delle esperienze
motorie nella fase iniziale dell’infanzia sullo sviluppo percettivo-motorio dei bambini.
Materiali e metodi
Soggetti
Subjects
An urban group and a rural group, each
comprised of 90 healthy children of Iran, were
compared. In each group there were 45 girls
and 45 boys of three different age levels (7, 8
and 9). The rural subjects were selected from
five villages by clustering design. All students in
each three levels of villages were chosen voluntarily, due to limited availability and the small
numbers of children in each age group. To select the urban group, a metropolis was divided
into 5 regions and five schools were selected
randomly by clustering design (one from each
region). The families of the subjects were informed of the purpose of the present study and
gave their informed consent.
Strumento
Instrument
The test instrument employed in this study
was the Lincoln-Oseretsky motor development scale. The test includes of balance, upper limp coordination, bilateral coordination,
Vol. 66 - No. 2
Sono stati confrontati un gruppo di bambini di
aree urbane e un gruppo di bambini di aree rurali,
ciascuno composto da 90 bambini iraniani sani. In
ciascun gruppo vi erano 45 ragazze e 45 ragazzi
di tre diversi livelli di età (7, 8 e 9 anni). I soggetti delle aree rurali sono stati selezionati da cinque
villaggi mediante un disegno a grappolo. Tutti gli
studenti dei villaggi in ciascuno dei tre livelli di età
sono stati selezionati in maniera volontaria, a causa della limitata disponibilità e dello scarso numero
di bambini in ciascun gruppo di età. Per selezionare
il gruppo urbano, una metropoli è stata suddivisa in
5 regioni e cinque scuole sono state selezionate in
maniera casuale mediante un disegno a grappolo
(una scuola per ciascuna regione). I familiari dei
soggetti sono stati informati dello scopo del presente
studio e hanno dato il loro consenso.
Lo strumento di analisi impiegato nel presente
studio è stata la Lincoln–Oseretsky motor development scale. Il test è composto in genere di 36 elementi e include subtest di equilibrio, coordinamento
degli arti superiori, coordinamento bilaterale, velo-
225
EBRAHIMI
120
Rural
100
Urban
80
60
40
20
0
Motor
perceptual
abilities
Balance
Upper limp
Bilateral
coordination coordination
Upper limp
speed and
dexterity
Visualmotor
control
Strength
Figure 1.—Scores on the perceptual-motor abilities and the six subtest for urban and rural groups.
Figura 1. — I punteggi medi sulle abilità percettivo-motorie e i sei sub test.
upper limb speed and dexterity, visual-motor
control and strength subtests and generally has
36 items. Both groups were tested by the three
same examiners having a session for familiarizing with the test. The children were brought
individually to a test area where they performed the items. The highest score was 159.
cità e destrezza degli arti superiori, controllo visivomotorio e forza. Entrambi i gruppi sono stati testati
dagli stessi tre esaminatori e hanno avuto a disposizione una sessione di familiarizzazione con il test.
I bambini sono stati portati singolarmente nell’area
del test, dove hanno svolto gli elementi del test. Il
punteggio più elevato è stato pari a 159.
Metodologia statistica
Independent t-tests were used to test the
urban and rural group differences in balance,
upper limp coordination, bilateral coordination,
upper limb speed and dexterity, visual-motor
control and strength and generally perceptualmotor abilities at P≤0.05 level. The data’s analysis has been done by Spss 19 software and
Excel.
I test t per gruppi indipendenti sono stati utilizzati per testare le differenze tra il gruppo urbano
e il gruppo rurale nei subtest di equilibrio, coordinamento degli arti superiori, coordinamento bilaterale, velocità e destrezza degli arti superiori,
controllo visivo-motorio e forza e abilità percettivo-motorie generali a un livello di P≤0,05. L’analisi dei dati è stata condotta utilizzando il software
statistico per le scienze sociali (SPSS) ed Excel.
Results
Risultati
Figure 1 displays the mean scores on the
perceptual-motor abilities and the six subtest
for urban and rural groups. Students in the rural group performed items better than the urban students except in the items of upper limb
speed & dexterity subtest. Eventually, the students’ motor-perceptual abilities mean (M=95)
are higher that of urban students (M=82).
Table I displays the independent T-test out-
La Figura 1 mostra i punteggi medi sulle abilità
percettivo-motorie e sui sei subtest per i gruppi urbano e rurale. Gli studenti del gruppo rurale hanno ottenuto migliori risultati negli elementi del test
rispetto agli studenti urbani, fatta eccezione per gli
elementi del subtest di velocità e destrezza degli arti
superiori. Infine, le medie delle abilità percettivomotorie (M=95) degli studenti rurali erano superiori
rispetto a quelle degli studenti urbani (M=82).
La Tabella I mostra i risultati del test t per gruppi
226
Giugno 2013
EBRAHIMI
Table I.—The independent T-test outcomes on the mean scores.
Tabella I. — Risultati dei test t per gruppi indipendenti sui punteggi medi.
Static index
Variations
Strength
Balance
Upper limp coordination
Bilateral coordination
Upper limb speed & dexterity
Visual-motor control
Perceptual-motor abilities
Mean
Urban group
Rural group
5.98±2.36
20.51±6.67
23.20±5.90
11.09±3.68
13.88±5.53
10.31±3.88
82.70±17.87
8.03 ±1.59
25.54±4.74
25.73±4.79
13.30±3.04
13.40±4.65
12.48±3.52
95.71±14.64
t
f
α
-6.87
-5.88
-3.18
-4.44
0.63
-3.96
5.40
181
181
181
181
181
181
181
0.0001
0.0001
0.002
0.0001
0.52
0.0001
0.0001
comes on the mean scores. The table indicates
the rural students’ means on the balance, upper limp coordination, bilateral coordination,
visual-motor control and strength are significantly better than the urban students’ means
but in the upper limb speed and dexterity.
Clearly the findings indicate that the rural
children’s motor-perceptual development is
significantly better than the urban children’s.
In the other word, it appears that the motor
experiences in early childhood have a positive effect on the students’ motor-perceptual
development.
indipendenti sui punteggi medi. La tabella indica
che le medie degli studenti residenti in aree rurali
per equilibrio, coordinamento degli arti superiori,
coordinamento bilaterale, controllo visivo-motorio e
forza erano significativamente migliori rispetto alle
medie degli studenti residenti in aree urbani, fatta
eccezione per la velocità e destrezza degli arti superiori. I risultati indicano chiaramente che lo sviluppo
percettivo-motorio dei bambini residenti nelle aree
rurali è significativamente migliore rispetto a quello
dei bambini residenti nelle aree urbane. In altre parole, sembra che le esperienze motorie vissute nella
fase iniziale dell’infanzia abbiano un effetto positivo
sullo sviluppo percettivo-motorio degli studenti.
Conclusions
Conclusioni
Rapidly advancing Technology, low motor experiences in urban children during the
early childhood and the former research let
us to infer that urban children have many difficulties on motor-perceptual abilities development and early childhood is sensitive and
critical periods on children’s motor-perceptual
abilities development. The findings indicate the
rural children have the better motor perceptual abilities than the urban children except in
the upper limb speed and dexterity. The study
confirm the first paragraph (presumption), but
there are little confliction about the upper limb
speed and dexterity. Also the findings confirm
the dynamic systems approaches emphasizing
the importance of environment in learning approach. The possible conclusions are that the
living environments affect these results. A place
of living, life style, accessible, divers, numerous
and natural playgrounds, parents perspective to
outdoors plays, the low impact of technology
on the villages’ children, the structure of environment (for example: hills, pits, trees, hillside
Il rapido progresso della tecnologia, le scarse
esperienze motorie vissute dai bambini delle aree
urbane nella fase iniziale dell’infanzia e le precedenti ricerche ci fanno dedurre che i bambini che
vivono nelle aree urbane hanno numerose difficoltà
nello sviluppo delle abilità percettivo-motorie e che
la fase iniziale dell’infanzia è un periodo critico e
sensibile per lo sviluppo delle abilità percettivo-motorie nei bambini. I risultati indicano che i bambini
delle aree rurali hanno le migliori abilità percettivomotorie rispetto ai bambini delle aree urbane, fatta eccezione per la velocità e destrezza degli arti
superiori. Lo studio conferma il primo paragrafo
(ipotesi), pur esistendo una certa discordanza per
quanto concerne la velocità e destrezza degli arti
superiori. I risultati confermano anche gli approcci
dei sistemi dinamici che sottolineano l’importanza
dell’ambiente nell’approccio di apprendimento. Le
possibili conclusioni sono che gli ambienti di vita
influenzano tali risultati. Un luogo di vita e uno
stile di vita con un gran numero di diverse aree di
gioco naturali e accessibili, dei genitori che vedono
di buon occhio i giochi all’aperto, il basso impatto
della tecnologia sui bambini nei villaggi, la strut-
Vol. 66 - No. 2
227
EBRAHIMI
and etc) naturally provide many opportunities
for motor-perceptual experience and divers,
numerous and challenging movements for children. On the other hand, in metropolis, increasing use of computer games, TV and relying on
Technology for the majority of play, grossly limiting challenges to creativity and body restrict,
a relative reducing the playgrounds, living in
small apartment and parents perspective to
outdoors play as “unsafe” restrict divers, numerous and challenging motor-perceptual experiences. However, it is possible that the playing
of the children in small, simple, limited environments and with high use of Technology led
to children only could enhance fine skills like
upper limb speed and dexterity experiences.
Totally possible conclusions are:
— Every motor activities, plays, toys and
playgrounds providing the divers, numerous,
challenging, and natural aspects specially attending to the deficiencies during the early
childhood are able to improve motor-perceptual development.
— It is essential that children during the
early childhood use technology (TV, computer
games and etc) far less.
— Natural environment and outdoor as a
play ground for children play activities are best
because provide divers, numerous and challenging approach on motor-perceptual abilities.5, 13, 15
Also it is important to come together as parents, teachers and therapists to help society
“wake up” and see the devastating effect Technology and low motor-perceptual experience
during the early childhood. This study couldn’t
control all factors affecting on the research because it was of causal-comparative research. It
is possible that other studies with experimental
research and with other age levels are able to
control all factors affecting on the study and
produce accurate results. For the value of the
motor-perceptual abilities development, as difficulty on them has contributed to Self-Concept
and Reading Achievement,16, 17 Learning and
School Success,18 academic performance 19 and
physical disorders,1 more studies are needed.
It is importance to found out children’s weaknesses on the motor-perceptual abilities and to
provide one comprehensive program attending
to the weaknesses, sensitive periods and the
impact of Technology on children’s motor-perceptual abilities development during the early
childhood especially in the metropolises.20
228
tura ambientale (ad es. colline, terrapieni, alberi,
pendii ecc.) sono tutti fattori che forniscono numerose opportunità naturali di esperienze motoriopercettive e un gran numero di diversi movimenti
che stimolano i bambini. D’altro canto, nelle metropoli, il crescente utilizzo di videogiochi e televisione
e l’affidamento sulla tecnologia per la maggior parte dei giochi limitano notevolmente la creatività e
il corpo; inoltre, una riduzione delle aree di gioco,
l’abitare in piccoli appartamenti e il fatto che i genitori considerano “pericolosi” i giochi all’aperto sono
tutti fattori che limitano le esperienze percettivomotorie diverse, numerose e stimolanti. Tuttavia, è
possibile che poiché i bambini giocano in ambienti
piccoli, semplici e limitati e con un elevato utilizzo della tecnologia, ciò li porti a potenziare solo
le abilità raffinate come le esperienze di velocità e
destrezza degli arti superiori. Nel complesso, le conclusioni possibili sono le seguenti:
— ogni attività motoria e ludica, giocattolo e
ambiente di gioco che fornisce un gran numero di
aspetti naturali diversi e stimolanti, in particolar
modo nella fase iniziale dell’infanzia, è in grado
di migliorare lo sviluppo percettivo-motorio;
— è essenziale che durante la fase iniziale
dell’infanzia i bambini utilizzino molto meno la
tecnologia (TV, videogiochi ecc.);
— l’ambiente naturale e l’aria aperta come
aree di gioco per le attività ludiche dei bambini
sono le cose più indicate, perché forniscono un approccio numeroso, vario e stimolante alle abilità
percettivo-motorie 13, 15.
Inoltre, è importante unirsi come genitori, insegnanti e terapeuti per aiutare la società a “svegliarsi” e riconoscere l’effetto devastante che la tecnologia e le scarse esperienze motorio-percettive hanno
durante la fase iniziale dell’infanzia. Il presente
studio non ha potuto controllare tutti i fattori che
influenzano la ricerca poiché si è trattato di una
ricerca causale-comparativa. È possibile che altri
studi di ricerca sperimentale e con altri livelli di
età siano in grado di controllare tutti i fattori che
influenzano lo studio producendo risultati accurati. Sono necessari ulteriori studi sul valore dello
sviluppo delle abilità percettivo-motorie, poiché una
difficoltà nel loro sviluppo si ripercuote sul concetto
di sé e sui progressi nella lettura 16, 17, sull’apprendimento e sui risultati scolastici 18, sulla performance
universitaria (Skubic e colleghi, 1976) e sui disturbi
fisici 19. È importante individuare i punti deboli dei
bambini nelle abilità percettivo-motorie e fornire
un programma completo che affronti i punti deboli,
i periodi sensibili e l’impatto della tecnologia sullo
sviluppo delle abilità percettivo-motorie nei bambini durante la fase iniziale dell’infanzia, soprattutto
nelle metropoli 20.
Giugno 2013
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Conflicts of interest.—None.
Received on June 8, 2012 - accepted for publication on May 16, 2013.
Corresponding author: M. H. Salehian, Department of Physical Education, Tabriz branch, Islamic Azad University, East side
of Pasdaran Highway, Tabriz, Iran. E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 2
229

Orthopedic area
Area ortopedica
MED SPORT 2013;66:231-40
Anterior iliac spines fractures
in the adolescent athletes:
surgical or conservative treatment?
Fratture delle spine iliache anteriori
negli atleti adolescenti:
trattamento di tipo chirurgico o conservativo?
F. POGLIACOMI, F. CALDERAZZI, M. PATERLINI, M. POMPILI, F. CECCARELLI
Orthopedic Clinic, Department of Surgical Sciences
University of Parma, Parma University-Hospital, Parma, Italy
SUMMARY
Aim. Iliac spines fractures affect more frequently adolescent. These structures might be involved in avulsion injuries
in many sport activities usually due to a sudden and forceful contraction of the muscles where they take origin. The
treatment can be conservative or surgical according to the size and dislocation of the fragment. The aim of this study
is to define the correct approach to these lesions in adolescent athletes by evaluating the outcomes in 2 groups of
patients which were treated differently.
Methods. Between 2002 and 2012, 24 adolescent athletes, affected by anterior iliac spines fractures, were treated.
All cases had similar characteristics. Twelve patients were treated surgically (group 1) and 12 conservatively (group
2). All patients were evaluated clinically with the non-arthritic hip score (NAHS) and radiographically. Return to sport
activity (RSA) was also recorded.
Results. Mean NAHS was similar in groups 1 and 2. A significant faster RSA was noticed in patients treated surgically.
In 6 cases (1 in group 1 and 5 in group 2) radiographs showed heterotopic bone formation. Two patients of group 1
developed a postoperative lateral femoral cutaneous nerve impairment which resolved spontaneously after a mean
period of 6 months.
Conclusion. The incidence of these fractures is increasing in young population due to the earlier and more intensive
sports activity. Their treatment is mainly conservative. When fragment in its major axis and the amount of dislocation is ≥2 cm, surgical treatment is indicated in adolescent athletes, thus allowing a faster RSA. Fixation with screws
guarantees a more stable ostheosynthesis.
Key words: Adolescents - Athletes - Wounds and injuries.
RIASSUNTO
Obiettivo. Le fratture delle spine iliache colpiscono più frequentemente gli adolescenti. Tali traumi avvengono spesso
durante le attività sportive ed il più delle volte sono conseguenti alla trazione/contrazione muscolare. Il trattamento è
conservativo o chirurgico in base alla dimensione ed alla scomposizione del frammento. Questo studio ha l’obiettivo
di valutare i risultati in 2 gruppi di pazienti trattati per queste lesioni differentemente e di definirne il loro corretto
approccio terapeutico in atleti adolescenti.
Metodi. Tra il 2002 ed il 2012, 24 avulsioni delle spine iliache anteriori sono state trattate in atleti adolescenti. Dodici
casi sono stati operati (gruppo 1) e 12 trattati conservativamente (gruppo 2). Tutti i pazienti sono stati valutati clinicamente con il Non-arthritic Hip Score (NAHS) e radiograficamente; è stato anche analizzato il tempo per ritornare
alla completa ripresa dell’attività sportiva (RAS).
Risultati. L’NAHS medio era simile nei 2 gruppi. La RAS è stata significativamente più rapida nei pazienti del gruppo
1. In 5 casi del gruppo 2 ed in 1 dell’altro le radiografie hanno dimostrato la formazione di ossificazioni eterotopiche.
Due pazienti operati hanno lamentato una meralgia paraesthetica postoperatoria che si è risolta dopo 6 mesi.
Conclusioni. L’incidenza di queste fratture, a causa del precoce inizio e della maggiore intensità dell’attività sportiva,
Vol. 66 - No. 2
231
POGLIACOMI
Anterior iliac spines fractures in the adolescent athletes
sta aumentando nei giovani atleti. Il loro trattamento è quasi sempre conservativo. Quando il frammento avulso nel
suo asse maggiore e la sua scomposizione sono ≥ ai 2 cm il trattamento chirurgico è indicato negli atleti adolescenti,
al fine di ottenere una più rapida RSA. L’uso di viti garantisce una osteosintesi più stabile.
Parole chiave: Adolescenti - Atleti - Ferite e lesioni.
P
elvic spines are apophysis, secondary centers of ossification which are visible on radiographs during adolescence and fuse to the
pelvis body between the ages of 10 and 25
years 1, 2 (Figure 1). More specifically, the anterior-superior iliac spine (ASIS) begins to ossify, and fuses permanently with the iliac bone,
respectively at a mean age of 15 (range 12-16)
and 20 (range 19-23) years. The anterior-inferior
iliac spine (AIIS) begins ossification around 12
(range 10-13) years of age and fuses permanently approximately at 17 years of age (range
16-20) 3, 4 (Figure 1).
The sartorius muscle and the fascia latae tensor origin from the ASIS, whereas the main bundle of the rectus femoris origins from the AIIS.
The secondary bundle of the rectus femoris
originates from the superior acetabular margin
and runs parallel and deep to the main bundle. Each muscle acts at the level of the coxofemoral joint and of the knee, and, according
to the limb position, the muscles can withstand
increasing loads during muscle contractions.5
From an anatomical and structural point of
view, the anterior and posterior margins of the
pelvis have poor bone density, as reported by
Figure 1.—Age of appearance and initial ossification (A)
and age of complete ossification (F) of the apophysis
and most frequent mechanism of anterior iliac spines
fractures (hip extended and knee flexed).
Figura 1. — Età di comparsa e ossificazione iniziale (A)
ed età di ossificazione completa (F) dalle apofisi e meccanismo più frequente delle fratture delle spine iliache
anteriori (anca in estensione e ginocchio flesso).
232
L
e spine pelviche sono apofisi, centri secondari di ossificazione visibili sulle radiografie nel
corso dell’adolescenza, che si fondono con il bacino tra i 10 e i 25 anni di età 1, 2 (Figura 1). Nello
specifico, la spina iliaca antero-superiore (anterior-superior iliac spine, ASIS) inizia a ossificarsi
e si fonde in maniera permanente con l’osso iliaco
rispettivamente a un’età media di 15 (intervallo
da 12 a 16) e 20 (intervallo da 19 a 23) anni.
La spina iliaca antero-inferiore (anterior-inferior
iliac spine, AIIS) inizia a ossificarsi intorno ai 12
anni di età (intervallo da 10 a 13) e si fonde in
maniera permanente a 17 anni di età (intervallo
da 16 a 20) 3, 4 (Figura 1).
Il muscolo sartorio e il tensore della fascia lata
hanno origine dall’ASIS, mentre il capo diretto del
retto femorale ha origine dall’AIIS. Il capo riflesso
del retto femorale ha origine dal margine acetabolare superiore e scorre in profondità e in parallelo
al fascio principale. Ogni muscolo agisce a livello
dell’articolazione coxo-femorale e del ginocchio e,
in base alla posizione dell’arto, i muscoli possono
sottostare a carichi crescenti durante le contrazioni muscolari 5.
Da un punto di vista anatomico-strutturale, i
margini anteriore e posteriore del bacino hanno
una scarsa densità ossea, come dimostrato da
Cunningham e Black che hanno osservato una
minore densità trabecolare nella sua area marginale 6. Ciò spiega perché le spine iliache offrono una scarsa resistenza alle forze di trazione,
soprattutto durante l’adolescenza, periodo in cui
i loro processi di ossificazione non sono ancora
completi.
Nei giovani atleti, l’ASIS e la AIIS possono essere
coinvolte in traumi da avulsione in numerose attività sportive, che di solito sono la conseguenza di
una improvvisa e violenta contrazione dei muscoli
che hanno origine da tali strutture, con l’anca in
flessione e il ginocchio in estensione (Figura 1) 7, 8.
Meno frequentemente, tali lesioni si verificano in
seguito a un trauma diretto o trazioni reiterate che
favoriscono lo sviluppo di apofisiti, comportando
distacchi ossei considerati fratture da stress 9-13.
In genere ne sono colpiti calciatori, rugbisti,
ginnasti, corridori e saltatori in alto 14-16.
La frequenza di tali lesioni è sottovalutata; un
gran numero di tali eventi non viene riconosciu-
Giugno 2013
Cunningham and Black who demonstrated the
lesser trabecular density in its marginal area
even before the skeleton is solicited by weight
bearing.6 This explains why iliac spines offer
poor resistance to traction forces especially during adolescence, period in which their ossification’s processes are not yet completed.
ASIS and AIIS, in young athlete, might be involved in avulsion traumas in many sport activities and more frequently are the consequence
of a sudden and forceful contraction of the
muscles that take their origin on these structures, with the hip in flexion and the knee in
extension (Figure 1).7, 8 Less frequently they appear following a direct trauma or intense and
repeated sub-maximal strains favoring the development of apophysitis which result in bone
detachments considered as stress fractures.9-13
Soccer and rugby players, gymnasts, runners
and high jumpers are usually affected.14-16
The frequency of these lesions is underestimated; many of these events are misdiagnosed
because symptoms are often not significant.
Recent studies set their incidence at 4% of all
pelvic ring fractures 7-9, 15-18 and at 1.4% of all
fractures of the athletes.14 This latter datum is
expected to increase as adolescents begin playing sports more aggressively and at an earlier
age than previously. They are more common
in men than women (13:1) as the growth plates
fuse later in the former and they also develop
greater muscle masses.16, 19, 20
The treatment can be conservative or surgical according to the amount of the dislocation of the fragment and the size of its major
axis.7, 8, 17, 18, 20-27
The aim of this study was to define the correct approach to these lesions in adolescent
athletes by evaluating the outcomes in 2 groups
of patients which were treated conservatively
or surgically.
Twenty-four adolescent athletes, with a mean
age of 15 years (range 10-18), affected by anterior iliac spines fractures were treated at the Orthopaedic Clinic of Parma University Hospital,
between 2002 and 2012. Twelve patients were
treated surgically (group 1) and 12 conservatively (group 2).
The inclusion criteria for group 1 were fragment displacement ≥2 cm and fragment size ≥
than 2 cm. Twelve patients out of the 60, which
Vol. 66 - No. 2
POGLIACOMI
ta perché i sintomi spesso non sono significativi.
Recenti studi ne hanno calcolato l’incidenza al
4% di tutte le fratture dell’anello pelvico 7-9, 15-18 e
all’1,4% dei tutte le fratture negli atleti 14. È previsto un aumento di quest’ultimo dato, poiché gli
adolescenti iniziano a praticare sport in età più
precoce e in maniera più intensa rispetto al passato. Tali fratture sono più comuni negli uomini
rispetto alle donne (13:1), poiché nei primi le cartilagini di accrescimento si saldano più tardi e si
sviluppano masse muscolari maggiori 16, 19, 20.
Il trattamento può essere di tipo conservativo o
chirurgico, a seconda dell’entità della dislocazione e della dimensione dell’asse maggiore del frammento 7, 8, 17, 18, 20-27.
Obiettivo del presente studio è stato quello di
definire l’approccio corretto per tali lesioni negli
atleti adolescenti valutando gli esiti in 2 gruppi di
pazienti trattati in maniera chirurgica o conservativa.
Materiali e metodi
Ventiquattro atleti adolescenti, con età media
di 15 anni (intervallo da 10 a 18 anni) e fratture delle spine iliache anteriori sono stati trattati
presso la Clinica Ortopedica dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma tra il 2002 e il 2012.
Dodici pazienti sono stati trattati chirurgicamente
(Gruppo 1) e 12 sono stati trattati in maniera conservativa (Gruppo 2).
I criteri di inclusione per il Gruppo 1 erano
una dislocazione del frammento ≥ 2 cm e una
dimensione del frammento ≥2 cm. Dodici dei
60 pazienti trattati in maniera conservativa nello stesso periodo presso la stessa struttura erano
atleti adolescenti e presentavano caratteristiche
demografiche (età e sesso) e fratture (sede e dimensione) simili a quelle del Gruppo 1 e per tali
ragioni sono stati inclusi nel Gruppo 2. In tale
gruppo di pazienti (tutti di età inferiore ai 18
anni), i genitori sono stati informati del trattamento e hanno scelto un approccio terapeutico di
tipo conservativo.
Nel Gruppo 1, nove fratture hanno interessato
l’AIIS e tre l’ASIS. Tutti i pazienti erano di sesso
maschile, con età media di 15 anni (intervallo da
10 a 18 anni). Tali infortuni hanno interessato 9
calciatori, 1 rugbista, 1 saltatore in alto e 1 ginnasta. Nel Gruppo 2, dieci fratture hanno interessato
l’AIIS e due l’ASIS. Tutti i pazienti erano di sesso
maschile, con età media di 15 anni (intervallo da
12 a 17 anni). Tali infortuni hanno interessato 9
calciatori, 1 rugbista e 2 saltatori in alto.
Tutti i pazienti hanno riferito un dolore dopo il
233
POGLIACOMI
were treated conservatively in the same period
at the Orthopaedic Clinic of Parma University
Hospital, were adolescent athletes and had similar demographic characteristics (age and gender) and fractures (location and size) of those
of the group 1, and for these reasons they were
included in group 2. In this group of patients
(all with less than 18 years), parents were informed of the treatment and decided for a conservative therapeutic approach.
In group 1, 9 fractures affected the AIIS and
3 were located at the ASIS. All patients were
males with a mean age of 15 years (range: 1018). Nine soccer and 1 rugby players, 1 high
jumper and 1 gymnast were involved in these
injuries. In group 2, 10 fractures affected the
AIIS and 2 were located at the ASIS. All patients
were males with a mean age of 15 years (range:
12-17). Nine soccer and 1 rugby players and 2
high jumpers were involved in these injuries.
All patients referred pain after an avulsion
trauma during their sport activities. In particular all soccer and rugby players referred acute
groin pain which developed after kicking the
ball or after kicking and missing the ball. The
other 3 patients developed this symptom after
a sudden movement and muscular contraction
during jumping. Furthermore, 1 high jumper (1
ASIS fracture of the group 1) referred an associated post-traumatic meralgia paresthetica
probably due to a compression of the lateral
femoral-cutaneous nerve by the bone fragment.
In all cases plain x-rays of the pelvis (antero-posterior and oblique and axial views) and
computerized tomography (CT) scans were
performed.
In group 1 the fixation of the fragment was
obtained with different devices through a lessinvasive anterior hip approach.28 In 7 cases one
or two metallic screws of variable diameter (3.5
or 4.5 millimetres) associated to washers were
used and in 5 cases osteosynthesis was obtained with absorbable screws (Figures 2, 3). All
patients operated had a mean period of 30 days
of immobilisation without weight bearing. In 1
out of the 12 patients of group 1, a leg spica
cast with the hip in 30° flexion was applied because the fixation obtained was considered unstable (1 case treated with absorbable screws).
In 8 cases of group 2 the same cast immobilisation was applied for 1 month. In 4 greatly
compliant patients the treatment consisted simply in bed rest with the hip in flexion of 30°
without weight bearing for 1 month.
In all patients the immobilization period was
234
trauma da avulsione nel corso delle loro attività
sportive. In particolare, tutti i calciatori e rugbisti hanno riferito un dolore inguinale acuto, sviluppatosi dopo aver colpito la palla o dopo aver
calciato e mancato la palla. I restanti 3 pazienti
hanno sviluppato tale sintomo dopo un movimento improvviso e una contrazione muscolare durante il salto. Inoltre, 1 saltatore in alto (1 frattura
dell’ASIS nel Gruppo 1) ha sviluppato anche una
meralgia parestesica postraumatica riconducibile
probabilmente alla compressione del nervo cutaneo femorale laterale ad opera del frammento osseo.
In tutti i casi sono state effettuate radiografie del
bacino (proiezioni in antero-posteriore, obliquo e
assiale) e la tomografia computerizzata (TC).
Nel Gruppo 1, la fissazione del frammento è
stata ottenuta mediante diversi dispositivi con un
accesso anteriore mini-invasivo 28. In 7 casi sono
state utilizzate una o due viti metalliche di diametro variabile (3,5 o 4,5 ml) con relative rondelle, mentre in 5 casi viti riassorbibili (Figure 2,
3). Tutti i pazienti operati hanno avuto un periodo medio di 30 giorni di immobilizzazione senza carico. In uno dei 12 pazienti del Gruppo 1 è
stato applicato un gesso pelvi-condilico con anca
in flessione di 30°, poiché la fissazione ottenuta è
stata considerata instabile (1 caso trattato con viti
riassorbibili).
In 8 casi del Gruppo 2 la stessa immobilizzazione è stata applicata per 1 mese. In 4 pazienti
particolarmente collaboranti il trattamento è consistito semplicemente nel riposo a letto con l’anca
in flessione di 30° senza alcun carico di pesi per
1 mese.
Per tutti i pazienti, al periodo di immobilizzazione ha fatto seguito un periodo di 25 giorni di
stampelle con carico progressivo e mobilizzazione
passiva e attiva dell’arto infortunato. Dopo tale periodo ai pazienti è stato consentito un progressivo
ritorno all’attività sportiva (RAS).
Tutti i pazienti sono stati valutati dopo un follow-up medio di 48 mesi (intervallo da 6 a 120
mesi). Durante le visite di follow-up, i pazienti
sono stati valutati dal punto di vista clinico con
il non-arthritic hip score (NAHS) 29 e mediante radiografie (proiezioni in antero-posteriore, obliqua
assiale e otturatoria) al fine di valutare il consolidamento della frattura. Sono state inoltre registrate le complicanze associate al tipo di frattura
o trattamento e il RAS. L’analisi statistica è stata
effettuata utilizzando il software SPSS, versione
11.0. Il test di Mann-Whitney è stato utilizzato
per analizzare le differenze tra NAHS e RAS nel
Gruppo 1 vs. Gruppo 2. La significatività statistica
è stata accettata a P<0,05.
Giugno 2013
POGLIACOMI
Figure 2.—Right AIIS avulsion fracture (arrows) in a 13
years old soccer player; preoperative X-ray (A) and 3D
CT view (B).
Figura 2. — Frattura da avulsione dell’AIIS destra (frecce) in un calciatore di 13 anni; radiografia preoperatoria (A) e TC in 3D (B).
followed by 25 days of walking on crutches
with progressive loading and passive and active
mobilization of the injured limb. After this period patients were allowed to a progressive RSA.
All patients were evaluated after an average
follow-up of 48 months (range 6-120). During follow-up visits, patients were clinically
assessed according to the NAHS 29 and radiographically (pelvis antero-posterior, oblique
axial and obturatory views), in order to detect
the consolidation of the fracture. Complications
related to the type of fracture or treatment, and
RSA were also recorded. The statistical analysis
was elaborated using the SPSS software (11.0
version). The Mann-Whitney test was used to
analyze differences between NAHS and RSA of
group 1 vs. group 2. Statistical significance was
considered when P<0.05.
Results
In group 1, NAHS averaged 97.5 (range 93100), and 97.1 (range 92-100) in group 2 (Figure
4). These scores were not significantly different (P>0.05). Twenty-three out of 24 patients
returned to complete sport activity. One patient
in group 1, with an associated knee instability which was surgically treated 6 month after
ASIS fracture, decided to quit his sport activity.
A significant faster RSA (P<0.05) was noticed in
patients treated surgically (group 1 78 days vs.
group 2 91 days) (Figure 5).
All fractures consolidated. In 6 cases excessive
bone formation during healing was observed (5
treated conservatively and 1 with absorbable
Vol. 66 - No. 2
Figure 3.—Intraoperative views of the same patient; reduction of the fragment (A) and fixation with absorbable
screw (B). Postoperative X-ray (C) and at follow-up after
36 months with fracture consolidated (D).
Figura 3. — Vedute intraoperatorie dello stesso paziente;
riduzione del frammento (A) e fissazione con vite riassorbibile (B). Radiografia postoperatoria (C) e al followup dopo 36 mesi con frattura consolidata (D).
Risultati
Nel Gruppo 1, il NAHS aveva una media di
97,5 (intervallo da 93 a 100) mentre nel Gruppo 2 di 97,1 (intervallo da 92 a 100) (Figura
4). Tali punteggi non erano significativamente
diversi (P>0,05). Ventitré di 24 pazienti sono
ritornati a svolgere una piena attività sportiva.
Un paziente del Gruppo 1, che presentava anche un’instabilità del ginocchio trattata chirurgicamente 6 mesi dopo la frattura dell’ASIS, ha
deciso di abbandonare la sua attività sportiva.
Un RAS significativamente più rapido (P<0,05)
è stato osservato nei pazienti trattati chirurgicamente (Gruppo 1: 78 giorni vs. Gruppo 2: 91
giorni) (Figura 5).
Tutte le fratture sono consolidate. In 6 casi è
stata osservata un’eccessiva formazione di callo
osseo durante la guarigione (5 trattati in maniera conservativa e 1 con viti riassorbibili). In 5
di questi 6 pazienti tale complicanza non ha richiesto un trattamento aggiuntivo. L’altro che era
stato trattato in maniera conservativa (Figure 6,
7) ha lamentato 1 anno dopo il RAS di improvvisi
blocchi dolorosi dell’anca durante l’attività cal-
235
POGLIACOMI
Figure 4.—Similar NAHS scores in group 1 and 2.
Figura 4. — Simili punteggi NAHS nel Gruppo 1 e 2.
Figure 6.—Left AIIS fracture (circle and arrow) in a 14
years old soccer player which was treated conservatively:
X-Ray (A) and CT scan (B).
Figura 6. — Frattura dell’AIIS destra (cerchio e freccia)
in un calciatore di 14 anni trattato in maniera conservativa: radiografia (A) e tomografia computerizzata (B).
screws). In 5 out of these 6 patients this complication did not require additional treatment. The
other patient, who was treated conservatively
(Figures 6, 7), suffered 1 year after RSA of sudden painful hip blocks during soccer, due to a
palpable and visible impingement between the
heterotopic bone and musculotendinous structures. In this case bone excision was necessary.
Two out of 12 patients of group 1 developed
a postoperative meralgia paraesthetica which
resolved spontaneously after a mean period of
6 months. The high jumper (1 ASIS fracture of
group 1) who referred an associated post-traumatic meralgia paraesthetica, as a consequence
of a compression of the bone fragment on the
lateral femoral-cutaneous nerve, had the complete spontaneous resolution of this symptom 2
months after the fixation of the fragment.
Screw removal was necessary in 3 cases (3
metallic screws) because of their impingement
with surrounding soft tissues.
All patients which were immobilised in a
plaster of Paris cast referred a poor tolerance
to the cast.
236
Figure 5.—Different RSA in group 1 and 2.
Figura 5. — Diverso RAS nel Gruppo 1 e 2.
Figure 7.—X-ray (A) and MRI (B) of the same patient
1 year after trauma with hyperostosis around AIIS (arrows). Fragment after excision (C) and final X-Ray view
(D) without hyperostosis (arrow).
Figura 7. — Radiografia (A) e MRI (B) dello stesso paziente un anno dopo il trauma con iperostosi intorno all’AIIS
(frecce). Frammento dopo l’escissione (C) e radiografia
finale (D) senza iperostosi (freccia).
cistica, dovuti a un conflitto (impingement) palpabile e visibile tra l’osso eterotopico e le strutture
muscolo-tendinee. In questo caso è stata necessaria l’escissione ossea. Due dei 12 pazienti del
Gruppo 1 hanno sviluppato una meralgia parestesica postoperatoria che si è risolta in maniera
spontanea dopo un periodo medio di 6 mesi. Il
saltatore in alto (1 frattura dell’ASIS nel Gruppo
1) che ha riferito una meralgia parestesica postraumatica conseguente alla compressione del
frammento osseo sul nervo femorale cutaneo laterale ha avuto una risoluzione spontanea completa di tale sintomo 2 mesi dopo la fissazione del
frammento.
La rimozione delle viti è stata necessaria in 3
casi (3 viti metalliche) a causa del loro conflitto
con i circostanti tessuti molli.
Tutti i pazienti immobilizzati in gesso hanno
riportato una scarsa tolleranza a questa immobilizzazione.
Giugno 2013
POGLIACOMI
Discussion
Discussione
Anterior iliac spines fractures are considered
rare lesions and represent 4% of all pelvic ring
fractures 7-9, 15-18 and 1.4% of all fractures in
young athletes.14 Their frequency is underestimated because symptoms are often not significant and they are commonly misdiagnosed and
considered as simple muscular or tendinous
tears or tendinitis.15 These rates are expected
to increase as adolescent are engaged in high
level sport activities which begin at an earlier
age than in the past.16 The location of the injuries in this study, which demonstrated a higher
prevalence of avulsion fractures at the AIIS,
differs from other reports.16, 30 This is probably
true in soccer players where this location is
more frequent. This is confirmed in this series
where the majority of athletes were soccer players who were always affected by AIIS avulsions.
Iliac spines fractures are usually due to the pull
of muscles that take their origin on the ASIS
(sartorius and tensor fascia latae) and the AIIS
(main bundle of the rectus femoris) with the
hip in hyperextension and the knee in flexion
and are more common during adolescence, because during this period the ratio of muscular
strength to physeal strength is greater and ossification is not yet completed.8, 15
This etiology is typically observed in soccer
and rugby players which frequently complain
of acute groin pain after kicking a ball or missing the ball while kicking, and in athletics and
gymnastics during jumping and sprint bursts.
Plain radiographs of the pelvis usually confirm the diagnosis, by exposing the fracture and
its displacement.15 A CT scan can be necessary
to quantify the fragment size and the entity of
its displacement, and to differentiate AIIS fractures from avulsions of the upper rim of the
acetabulum, which are caused by the pull of
the reflected head of the rectus femoris muscle.
Sometimes, apophyseal injuries may be radiographically undersized if the apophyses are not
or only minimally ossified.15, 31 In these cases
ultrasonography or magnetic resonance imaging (MRI) are useful in the diagnosis 32 in order
to better quantify the cartilagineous component
of the fragment.
The treatment of anterior iliac spines fractures is mainly conservative 7, 8, 17, 18, 22 and is
based on rest with the hip semi-flexed in order
to avoid stretching of the muscles involved in
the traumatic mechanism and non weight-bearing. In less-collaborative young patients immo-
Le fratture delle spine iliache anteriori sono
considerate lesioni rare e rappresentano il 4% di
tutte le fratture dell’anello pelvico 7-9, 15-18 e l’1,4%
di tutte le fratture nei giovani atleti 14. La loro frequenza è sottovalutata perché i sintomi spesso non
sono significativi, non riconosciuti e considerati
semplici lacerazioni muscolari o tendinee oppure
tendiniti 15. Con l’aumento degli adolescenti che
praticano sport ad alto livello, e che iniziano a
un’età più precoce rispetto al passato 16, si prevede
un aumento di tali fratture. Nel presente studio, la
sede delle lesioni, che ha dimostrano una prevalenza più elevata di fratture da avulsione dell’AIIS,
è diversa da quella riportata in altri studi 16, 30. Ciò
è particolarmente vero nei calciatori dove tale sede
è colpita più spesso, e trova conferma in questa
serie dove la maggior parte degli atleti erano calciatori, una categoria da sempre interessata dalle
avulsioni dell’AIIS. Le fratture delle spine iliache
sono in genere dovute alla trazione dei muscoli
che hanno origine nell’ASIS (sartorio e tensore
della fascia lata) e nell’AIIS (capo diretto del retto femorale), con l’anca in iperestensione e il ginocchio in flessione e sono più comuni nel corso
dell’adolescenza perché in tale periodo il rapporto
tra forza muscolare e forza epifisaria è maggiore e
l’ossificazione non è ancora completa 8, 15.
Tale etiologia è comunemente osservata nei calciatori e nei rugbisti che frequentemente lamentano dolore inguinale acuto dopo avere colpito la
palla o dopo aver calciato e mancato la palla e
in atleti e ginnasti durante il salto e gli scatti di
velocità.
Le radiografie del bacino in genere confermano
la diagnosi, visualizzando la frattura e la sua dislocazione 15. Una tomografia computerizzata può
essere necessaria per quantificare la dimensione
del frammento e l’entità della sua dislocazione,
oltre che per differenziare le fratture dell’AIIS dalle avulsioni del bordo superiore dell’acetabolo, le
quali sono causate dallo strappo del capo riflesso
del retto femorale. A volte, le lesioni apofisarie possono essere radiograficamente sottodimensionate
se le apofisi non sono ossificate o lo sono solo in
minima parte 15, 31. In tali casi l’ecografia o la risonanza magnetica (MRI) sono utili nella diagnosi 32 al fine di quantificare meglio la componente
cartilaginea del frammento.
Il trattamento delle fratture delle spine iliache
anteriori è di tipo perlopiù conservativo 7, 8, 17, 18, 22
ed è basato sul riposo in scarico con l’anca semiflessa al fine di evitare lo stiramento dei muscoli
coinvolti nel meccanismo traumatico. Nei pazienti giovani e meno collaborativi, si raccomanda
Vol. 66 - No. 2
237
POGLIACOMI
bilisation in plaster cast in the same position is
recommended. This treatment generally leads
to excellent functional outcomes, even if excessive bone formation and secondary impingement with muscles and tendons and meralgia
paraesthetica, as well as non-union, are reported.7, 8, 15 For these reasons, even if controversies
exist in the literature and very few authors describe operative treatment for this specific injury,7, 24, 27, 33 surgical treatment is indicated for
fractures with fragment displacement and size
in its major axis ≥2 cm, especially in selected
cases, such as athletes, which aim at shorter
recovery time.7, 8, 25
Surgical treatment consists in an open reduction and internal fixation. The choice of
the fixation device depends on the characteristics of the fragment. Di Giovanni’s classification,34 which divides these lesions in fractures
that interest the osseous part of the apophysis
or in avulsions that interest only the cartilaginous growth plate of the apophysis, is useful
in this choice. In the first type of lesions an osteosynthesis with metallic or absorbable screws
is preferable because it provides a more stable
fixation, thus reducing the post-operative immobilization period and the need for casting,
which is poorly tolerated.
In this study, in which 2 homogeneous group
of adolescent athletes were differently treated,
all these assumptions are confirmed. All fractures, which always occurred during sport activities, consolidated. Both groups had similar
scores according to the NAHS. Returning to
daily life and regular sport activities, which is
the main goal of the treatment in athletes, is
variable, ranging from 3 weeks to 4 months.31, 35
In this series, time to RSA in both groups where
within these ranges but a significantly faster
full RSA was noticed in group 1, even if the
same postoperative protocol was applied. At
follow-up, the authors noticed that in operated patients no pain or other disabling signs or
symptoms where referred before resumption of
training, thus allowing an accelerated training
and a faster complete RSA. On the contrary, all
patients in group 2 referred, at the same postoperative time, limb weakness, mild pain and
“fear of resumption”, thus slowing trainings and
RSA. Furthermore, the authors consider to be
important, in order to obtain a faster recovery
and RSA, a stable fixation of the displaced fragment, thus reducing the incidence of excessive
bone formation.7, 15 For this reason, only type 1
fractures according to Di Giovanni’s classifica-
238
l’immobilizzazione in gesso nella stessa posizione.
Tale trattamento in genere comporta eccellenti
esiti funzionali, nonostante siano state riportate
iperostosi e conflitto (impingement) secondario
con i muscoli e i tendini, meralgia parestesica, e
mancata unione 7, 8, 15. Per tali motivi, anche se
esistono controversie nella letteratura e pochi autori descrivono il trattamento chirurgico per tale
lesione specifica 7, 24, 27, 33, il trattamento chirurgico è indicato per le fratture con dislocazione del
frammento e dimensione nel suo asse maggiore
≥2 cm, soprattutto in casi selezionati, come negli
atleti, con l’obiettivo di un più breve tempo di recupero 7, 8, 25.
Il trattamento chirurgico prevede la riduzione
a cielo aperto e la fissazione interna. La scelta del
dispositivo di fissazione dipende dalle caratteristiche del frammento. In tale scelta è utile la classificazione di Di Giovanni 34, che divide tali lesioni in
fratture che interessano la parte ossea dell’apofisi o
in avulsioni che interessano solo la cartilagine di
accrescimento dell’apofisi. Nel primo tipo di lesioni è preferibile un’osteosintesi con viti metalliche o
con viti riassorbibili perché fornisce una fissazione
più stabile, riducendo il periodo postoperatorio di
immobilizzazione e la necessità dell’ingessatura,
che è poco tollerata.
Nel presente studio, in cui 2 gruppi omogenei
di atleti adolescenti sono stati trattati in maniera
diversa, tutte queste ipotesi hanno trovato conferma. Tutte le fratture, che si sono verificate sempre
durante le attività sono consolidate. Entrambi i
gruppi presentavano punteggi simili secondo il
NAHS. Il ritorno alle attività quotidiane e alla
regolare attività sportiva, che rappresentava il
principale obiettivo del trattamento negli atleti, è
variabile e oscilla da 3 settimane a 4 mesi 31, 35.
In queste serie, il RAS in entrambi i gruppi rientrava in tali intervalli ma un RAS significativamente più rapido è stato osservato nel Gruppo 1,
nonostante sia stato applicato lo stesso protocollo postoperatorio. Al follow-up, gli autori hanno
osservato come i pazienti operati non abbiano
riferito dolore o altri segni o sintomi invalidanti prima della ripresa dell’allenamento, permettendo così un allenamento accelerato e un RAS
completo più rapido. Al contrario, tutti i pazienti
nel Gruppo 2 hanno riferito nello stesso momento postoperatorio ipostenia agli arti, dolore lieve e
“timore di riprendere l’attività”, rallentando così
gli allenamenti e il RAS. Inoltre, gli autori considerano importante, al fine di ottenere un recupero e un RAS più rapidi, una fissazione stabile
del frammento dislocato, riducendo in tal modo
l’incidenza dell’eccessiva formazione ossea 7, 15.
Per tale motivo, solo le fratture di tipo 1 secondo
Giugno 2013
tion (33) were operated and always synthesized
with screws.
Complications were typical and dependent
on the treatment adopted and the fixation device utilized.
Meralgia paraesthetica is the main complication of the surgical treatment,36 as observed in
this study, where 2 patients in group 1 developed this problem, which resolved spontaneously 6 months after surgery. The use of a lessinvasive surgical anterior approach 28 increases
the risk of damaging the lateral femoral cutaneous nerve. For this reason, the authors, who always used this type of approach, recommend to
carefully localize and always protect this nerve,
thus avoiding its laceration.
The removal of metallic screws after consolidation of the fracture was necessary in 3 cases
as a consequence of their impingement with
surrounding soft tissues. In order to avoid this
complication, the authors suggest to embed and
carefully cover the screw head during its placement or to use absorbable screws, which do not
require removal and guarantee a similar stable
fixation. Some biocompatibility problems have
been reported 37 but none were observed in this
series.
Excessive bone formation was observed in 5
patients which were treated conservatively and
in another which already presented signs of instability of the fixation during surgery.
It is probable that the case which required
hyperostosis excision was underestimated. The
fracture fragment was initially considered too
small for a surgical fixation and an MRI could
have been useful to visualize the amount of cartilage of the fragment and to better quantify his
total size.
Other reports regarding these fractures have
only a few cases. The authors thus consider this
series to be very large with 24 cases divided in
2 homogeneous groups, making it a valid and
reliable report.
la classificazione di Di Giovanni (33) sono state
operate e sintetizzate sempre con viti.
Le complicanze erano tipiche e dipendevano
dal trattamento e dal dispositivo di fissazione utilizzati.
Come osservato nel presente studio, la meralgia
parestesica è la principale complicanza del trattamento chirurgico 36: 2 pazienti nel Gruppo 1 hanno
sviluppato tale problema, che si è risolto in maniera spontanea 6 mesi dopo la chirurgia. L’utilizzo di
un approccio chirurgico anteriore mini-invasivo 28
aumenta il rischio di danneggiare il nervo cutaneo
femorale laterale. Per tale motivo gli autori, che utilizzano sempre tale approccio, raccomandano di
localizzare e proteggere sempre con attenzione tale
nervo, evitandone così la lacerazione.
La rimozione delle viti metalliche dopo il consolidamento della frattura è stata necessaria in 3
casi come conseguenza del loro conflitto (impingement) con i circostanti tessuti molli. Al fine di
evitare tale complicanza, gli autori suggeriscono
di inserire e coprire con attenzione la testa della
vite durante la sua collocazione o di utilizzare viti
riassorbibili, che non richiedono la rimozione e
garantiscono una fissazione con stabilità simile.
Sono stati riportati alcuni problemi di biocompatibilità 37, ma nessuno di essi è stato osservato in
queste serie.
L’eccessiva formazione ossea è stata osservata in
5 pazienti trattati in maniera conservativa e in un
altro paziente che presentava segni di instabilità
della fissazione già durante la chirurgia.
È probabile che il caso richiedente l’asportazione dell’iperostosi sia stato sottovalutato. Il frammento della frattura è stato inizialmente considerato troppo piccolo per una fissazione chirurgica
e una MRI sarebbe stata utile per visualizzare la
quantità di cartilagine del frammento e quantificarne meglio la dimensione complessiva.
Le casistiche riportate in letteratura su questi
traumi sono scarse. Gli autori considerano tale serie di 24 casi, divisi in 2 gruppi omogenei, molto
ampia, il che la rende quindi valida ed affidabile.
Conclusioni
Conclusions
The incidence of these fractures is steadily
increasing in young population due to the earlier and more intensive sports activity. Treatment is mainly conservative. The results of this
study suggest that, when fragment size in its
major axis is ≥2 cm and is dislocated ≥ 2 cm,
surgical treatment is indicated, especially in selected cases, such as athletes, where a shorter
Vol. 66 - No. 2
POGLIACOMI
L’incidenza di tali fratture è in costante aumento nei giovani, poiché questi svolgono attività
sportive più intense e in età più precoce rispetto
al passato. Il trattamento è soprattutto di tipo conservativo. I risultati del presente studio suggeriscono che, quando la dimensione del frammento nel
suo asse maggiore è ≥2 cm ed è dislocato ≥2 cm,
è indicato il trattamento chirurgico, soprattutto in
casi selezionati, come negli atleti, dove si desidera
239
POGLIACOMI
recovery time is desired. Fixation with screws
is preferable in order to obtain a more stable
osteosynthesis and an earlier recovery.
The authors consider of major importance
muscle stretching and relaxation to prevent
these apophyseal avulsions. Furthermore, parental education towards healthy physical activity of their children is also important to avoid
musculoskeletal overuse in a modern society
which favors high-level performances in young
sportsmen pursuing their dream of becoming
professional athletes.
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un più breve tempo di recupero. La fissazione con
viti è preferibile al fine di ottenere un’osteosintesi
più stabile e un recupero più rapido.
Gli autori reputano di principale importanza
lo stretching muscolare e il rilassamento al fine di
prevenire tali avulsioni apofisarie. Inoltre, anche
l’educazione dei genitori per un’attività fisica salutare dei loro figli è importante, al fine di evitare
il sovraccarico muscoloscheletrico in una società
moderna che favorisce performance di alto livello
nei giovani sportivi che seguono il loro sogno di
diventare atleti professionisti.
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Acknowledgments.—The authors would like to thank Silvio Tocco for the linguistic analysis of this paper.
Received on March 20, 2023 - Accepted for publication on May 21, 2013.
Corresponding author: F. Pogliacomi, MD, Orthopedic Clinic, Department of Surgical Sciences, University of Parma, Parma
University-Hospital, via Gramsci 14, 43126 Parma, Italy. E-mail: [email protected]
240
Giugno 2013

MED SPORT 2013;66:241-52
MRI evaluation of spine abnormalities
in the supine position and under
physiological load in athletes
with a dedicated MR scanner
Valutazione RM delle patologie del rachide
in posizione supina e sotto-carico fisiologico
in atleti con macchina RM dedicata
G. FRANCAVILLA 1, R. SUTERA 2, A. IOVANE 2, F. CANDELA 2, D. MATRANGA 2, A. SANFILIPPO 3,
V. C. FRANCAVILLA 3, M. D’ARIENZO 3, M. MIDIRI 2
1Department
of Clinical Medicine, Cardiovascular and Nephro-Urological Diseases
University of Palermo, Palermo, Italy
2DIBIMEF - Section of Radiological Sciences, University of Palermo, Palermo, Italy
3Clinic of Orthopedic and Trauma, University of Palermo, Palermo, Italy
SUMMARY
Aim. Purpose of our study was to evaluate the behavior of the lumbar spine of young athletes in the supine and standing position, taking into account all postural changes that the spine undergoes during physiological load, any alterations and any discrepancies in the detection of pathology between the two positions.
Methods. Between August 2008 and October 2009, we evaluated 40 sportsman (20 men and 20 women) with symptoms of lumbar pain. All subjects underwent magnetic resonance imaging (MRI) with a dedicated scanner of 0.25
Tesla (G-Scan, Esaote Biomedica, Genoa, Italy) either in the conventional supine position, or in the weight-bearing
position. Spin echo T1w and fast spin echo T2w images were acquired with a dedicated receiving coil for the lumbar
spine (group B). Three radiologists, blinded on history and clinical examination of subjects, assessed, in consensus,
variations of lumbar lordosis angle, of lumbo-sacral angle and presence of pathology on images acquired in both
positions, in different sequences and in different planes.
Results. Conventional supine MRI was positive for pathology 30/40 while weight-bearing MRI was positive in 39/40
respectively. In particular, the evaluation in the weight-bearing position allowed, in 9 cases to detect diseases that
would have remained unrecognized if the evaluation had been performed only in the supine position. Compared to
MRI in the supine position, weight-bearing MRI showed changes of the lumbo-sacral angle in 31/40 subjects and of
lumbar lordosis angle in all 40 subjects.
Conclusion. Imaging the lumbar spine in weight-bearing position with a dedicated MRI scanner and a dedicated coil
might allow identification of pathology that may be overlooked if imaging patients only in the supine position.
Key words: Spine - Magnetic resonance imaging - Athletes.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo del nostro lavoro è stato quello di valutare il comportamento della colonna lombare di giovani atleti
in posizione supina ed ortostatica, valutando tutte le variazioni posturali a cui la colonna va incontro durante il carico
fisiologico, le alterazione patologiche e le eventuali discrepanze nella rilevazione della patologia tra le due posizioni.
Metodi. Nel periodo compreso tra agosto 2008 e ottobre 2009 abbiamo valutato due gruppi di 40 atleti (20 uomini
e 20 donne), composto da soggetti con sintomi di dolore lombare. Tutti i soggetti sono stati esaminati con risonanza
magnetica (RM) tramite scanner dedicato da 0,25 Tesla (G-Scan, Esaote, Biomedica, Genova, Italia) sia in posizione convenzionale supina, sia in posizione sotto-carico. Sono state acquisite immagini spin-echo T1-pesate, e fastspin echo T2-pesate, tramite una bobina ricevente dedicata per la colonna lombare. Tre radiologi, in cieco rispetto
all’anamnesi e l’esame clinico dei pazienti, hanno valutato, in consenso, le variazioni dell’angolo di lordosi lombare,
Vol. 66 - No. 2
241
FRANCAVILLA
dell’angolo lombo-sacrale e la presenza di patologia sulle immagini acquisite in entrambe le posizioni, nelle differenti
sequenze e piani di scansione.
Risultati. La RM convenzionale supina è risultata positiva per patologia in 30/40 pazienti, mentre la RM sotto-carico
è risultata positiva 39/40 pazienti rispettivamente. In particolare, la valutazione in posizione ortostatica ha permesso,
in nove casi, di riscontrare patologie che sarebbero rimaste misconosciute se la valutazione fosse stata eseguita con
la sola posizione supina. Rispetto alla RM in posizione supina, la RM in ortostatismo ha dimostrato modificazioni
dell’angolo lombo-sacrale in 31/40 soggetti e dell’angolo di lordosi lombare in tutti e 40 i soggetti.
Conclusioni. La diagnostica per immagini della colonna lombare in posizione ortostatica con una RM dedicata e
bobine dedicate può permettere l’identificazione di alterazioni patologiche che potrebbero rimanere misconosciute
se i pazienti venissero esaminati nella sola posizione supina.
Parole chiave: Spina dorsale - Risonanza magnetica - Atleti.
T
he spine in athletes is one of the points of
higher incidence of painful events, with
rates ranging from 1% to over 30%, being influenced by the type of sport, gender, intensity of
training, and technique.1 Very often, back pain
is the main reason for the loss of days worked
in agonistic activity by athletes, and despite this,
it is still difficult to diagnose and, therefore, an
effective treatment is not applicable since no
specific generator of pain is found.1-3 The major
anomalies related to back pain are represented
by discal degeneration and spondylolysis, but
other less common causes should be taken into
account, such as fractures of intervertebral facet
joints or of the sacral bone.4, 5
We must remember that back pain is a symptom and not a diagnosis, and this must be considered when interpreting epidemiological reports on the subject. Indeed, it is known that
between 85% and 90% of the general population undergoes back pain in his whole life, and
between 2% and 5% report that such symptoms
occur at least once a year.1 Compared to the
general population, the symptom “back pain”,
according to most studies on the subject, is
more frequent in athletes, depending on the
sport, and especially frequent in wrestlers and
gymnastics teams.1-5
Imaging represents a milestone in a correct
diagnostic procedure for the codification of the
various pathologies of the spine.
First, we proceed with a series of conventional radiographs (CR), with antero-posterior
(AP), latero-lateral (LL), and oblique bilateral
views, and about 85% of defects are detectable
with these standard views. If CR is not diagnostic in an athlete with persistent symptoms, then
it resorts to a second level method which can
be represented by computed tomography (CT)
or magnetic resonance imaging (MRI).6
Specifically, CT is the most sensitive diagnostic test for demonstrating spondyloliytic lesions
242
I
l rachide, nella popolazione sportiva, risulta
una delle sedi anatomiche di maggiore incidenza di eventi dolorosi, con tassi variabili da
1% ad oltre il 30%, essendo influenzati dal tipo
di sport, dal sesso, dall’intensità dell’allenamento e dalla tecnica 1. Molto spesso, il dolore della
schiena è la principale causa di perdita di giorni lavorativi nell’attività agonistica degli atleti, e
nonostante questo, è ancora difficoltoso da diagnosticare, e pertanto un trattamento efficace
non è applicabile dal momento che non viene
riscontrato un generatore specifico del dolore 1-3.
Dobbiamo ricordare che il mal di schiena è
un sintomo e non una diagnosi, e questo va tenuto presente quando si interpretano i rapporti
epidemiologici sull’argomento. Infatti, è noto che
tra il 85% ed il 90% della popolazione generale
subisce il dolore alla schiena in tutta la sua vita,
e tra il 2% e il 5% riferisce che tali sintomi si verificano almeno una volta all’anno.
Rispetto alla popolazione generale, il sintomo
“mal di schiena”, secondo la maggior parte degli studi in materia, appare più frequente negli
atleti, soprattutto in alcune sottopopolazioni di
sportivi, come quelli dedicati al wrestling ed alla
ginnastica 1-5.
La diagnostica per immagini rappresenta una
pietra miliare in un corretto iter diagnostico per
la codificazione delle varie patologie della colonna vertebrale.
In primo luogo, si procede con una serie di
radiografie convenzionali (RC), con proiezione
antero-posteriore (AP), latero-laterale (LL), e
oblique bilaterali, e circa il 85% delle patologie
sono rilevabili con le proiezioni standard. Se la
RC non è diagnostica in un atleta con sintomi
persistenti, allora si ricorre a una metodica di
secondo livello che può essere rappresentata dalla tomografia computerizzata (TC) o dalla RM 6.
In particolare, la TC è il test diagnostico più
sensibile nella dimostrazione delle lesioni spondilolitiche non visibili o dubbie alla RC, consentendo anche, in alcuni casi, la differenziazione
Giugno 2013
FRANCAVILLA
not visible or doubtful in CR, allowing even, in
some cases, the differentiation of chronic nonhealing fractures from those recent in recovery.
MRI is less sensitive than CT for the detection
of spondyloliytic lesions, however, it presents a
number of other benefits, such as high spatial
resolution and contrast, panoramic view, careful
evaluation of the intervertebral disc, vertebrae,
ligaments, the spinal canal or foramina conjugation, and also makes it possible today, thanks to
the marketing of new “dedicated” MRI equipment, the study in weight-bearing position, not
feasible with the CT equipment.7, 8
The ability to assess the spine in weight-bearing position thanks to these new MRI equipment allows the assessment of the so-called
“functional disorders”, i.e., those alterations that
are absent or barely visible with the patient in
the supine position, and are evident with the
patient in standing position, thus reducing false
negatives.
Really, it is from the comparison between images acquired in the supine and those acquired
in the standing position that we can identify the
so-called “functional disorders” 9-13. Indeed, the
idea of studying the vertebral column according to “functional” matching criteria was made
possible by the end of the last decade thanks to
the creation of a particular MRI scanner, named
“upright”, in which the patient relies against a
support and is in the midst of a magnet developed in the vertical direction 14-17. More recently a MR scanner was designed that rotates the
gantry/patient system and allows to study the
standing position in a more “natural” manner.18
This scanner, being available in our center,
was the subject of a study to evaluate the behavior of the lumbar spine of young athletes in
the supine and standing position, taking into
account all postural changes that the spine undergoes during physiological load, any alterations and any discrepancies in the detection of
pathology between the two positions.
delle fratture di vecchia data non guarite da
quelle recenti in recupero. La RM è meno sensibile della TC per l’individuazione di lesioni
spondilolitiche, tuttavia, presenta una serie di
altri vantaggi, come l’elevata risoluzione spaziale e di contrasto, la panoramicità, un’ottima
visualizzazione del disco intervertebrale, delle
vertebre, dei legamenti, del canale spinale o dei
forami di coniugazione, e inoltre rende oggi possibile, grazie alla commercializzazione di nuove
apparecchiature “dedicate”, lo studio in posizione ortostatica, non fattibile con le apparecchiature TC 7, 8.
La capacità di valutare la colonna vertebrale in posizione ortostatica grazie a queste nuove
apparecchiature RM consente la valutazione dei
cosiddetti “disturbi funzionali”, cioè quelle alterazioni che sono assenti o appena visibili con
il paziente in posizione supina, e sono evidenti
con il paziente in posizione eretta, riducendo
così i falsi negativi.
In realtà, è dal confronto tra le immagini
acquisite in posizione supina e quelle acquisite in posizione eretta che è possibile identificare
i cosiddetti “disturbi funzionali” 9-12. In effetti,
l’idea di studiare la colonna vertebrale secondo criteri “funzionali” è stata resa possibile alla
fine dello scorso decennio, grazie alla creazione
di uno scanner di RM particolare, denominato
”upright”, in cui il paziente si sostiene con un
supporto e si trova in mezzo ad un magnete sviluppato in senso verticale 14-17. Più recentemente
è stato progettato uno scanner di RM che ruota
il sistema gantry/paziente e permette di studiare
la posizione ortostatica in un modo più “naturale” 18.
Questo scanner, disponibile nel nostro centro, è stato oggetto di uno studio per valutare il
comportamento del rachide lombare di giovani
atleti in posizione supina ed ortostatica, tenendo
conto di tutte le modifiche posturali che subisce il
rachide durante il carico fisiologico, ogni alterazione patologica e le eventuali discrepanze nella
rilevazione della patologia tra le due posizioni.
Materiali e metodi
During the period between August 2008 and
October 2009, in order to evaluate the role of
acquisitions made under load with a dedicated
MRI scanner, we evaluated 40 sportsman (20
men and 20 women, age range between 18 and
35 years, mean age 26 years) with symptoms
of lumbar pain. Subjects did not undergo minimally invasive locoregional therapies, such as
Nel periodo compreso tra agosto 2008 e ottobre
2009, al fine di valutare il ruolo delle acquisizioni effettuate sotto-carico con uno scanner di
RM dedicato, abbiamo valutato 40 sportivi (20
uomini e 20 donne, di età compresa tra i 18 ed i
35 anni, con età media di 26 anni) con sintomi
di dolore lombare. Tutti i soggetti non erano stati
sottoposti a terapie loco-regionali minimamente
Vol. 66 - No. 2
243
FRANCAVILLA
ozone therapy, shock waves or steroids infiltration, but only conservative treatment with nonsteroidal anti-inflammatory drugs.
Our work was approved by the Ethics Committee of our institution and all patients provided written informed consent.
All subjects of both groups underwent MRI
with a dedicated scanner of 0.25 Tesla (G-Scan,
Esaote Biomedica, Genoa, Italy) either in the
conventional supine position, or in the weightbearing position. The study in the latter position
was performed using a patient/gantry system
rotated approximately of 82°; a 90° rotation
was avoided to allow evaluations in a nearly
complete gravitational load without creating a
feeling of instability in the patient. A dedicated
receiving coil for the lumbar spine was used.
The survey was first conducted under physiological load and then completed with the same
sequences in supine position, to minimize the
discomfort of patients, including the possible
occurrence of orthostatic hypotension, and any
motion artifacts.
Sagittal FSE-T2 weighted (TR/TE 2860/90 ms)
and axial FSE-T2 weighted REL (TR/TE 2860/90
ms) sequences were acquired. For the sagittal
sequence an acquisition matrix of 224 x 208, a
field of view (FOV) of 320 x 320 mm were used,
and a 4-mm thick slice with a 0.5-mm interval.
For the axial sequence an acquisition matrix of
224 x 192, a field of view (FOV) of 300 x 300
mm, and a a 4-mm thick slice with a 0.5-mm
interval were used.
All investigations were performed without
the intravenous administration of paramagnetic
contrast agent containing gadolinium.
The images obtained were sent via local
area network to the RIS/PACS system (MedRIS
Elephant\Impax, Agfa HealthCare System) of
our Institute for the possibility of a direct comparison between images obtained in the supine
and standing position on workstation with dual
monitors.
The image analysis was performed by three
radiologists blinded on belonging of the subjects to different groups, and their clinical history and objectivity, but not on the distinction
between the position of acquisition sequences,
standing and supine, displayed simultaneously
on dual monitors for a precise comparison of
the measurements made.
Specifically, an assessment was made of the
following parameters:
—— presence or absence of disc protrusions
and/or herniations, and, if present, measure-
244
invasive, come l’ozono-terapia, le onde d’urto o
l’infiltrazione di steroidi, ma solo al trattamento conservativo con i farmaci anti-infiammatori
non steroidei (FANS).
Il nostro lavoro è stato approvato dal comitato
etico del nostro istituto e tutti i pazienti hanno
fornito consenso informato scritto.
Tutti i soggetti sono stati sottoposti a RM con
uno scanner dedicato da 0,25 Tesla (G-Scan,
Esaote Biomedica, Genova, Italia) sia in posizione supina convenzionale, sia nella posizione di
carico fisiologico. Lo studio in quest’ultima posizione è stato effettuato utilizzando un sistema
gantry/paziente ruotato di circa 82°; la rotazione non è stata di 90° per consentire di effettuare
valutazioni a carico gravitazionale quasi completo, senza creare una sensazione di instabilità
nel paziente. È stata utilizzata una bobina ricevente dedicata per la colonna lombare.
L’indagine è stata prima condotta sotto carico
fisiologico e poi completata con le stesse sequenze in posizione supina, per ridurre al minimo
il disagio dei pazienti, compresa la possibile insorgenza di ipotensione ortostatica ed eventuali
artefatti da movimento.
Sono state acquisite sequenze sagittali FSE-T2
pesate (TR/TE 2860/90 ms) ed assiali FSE-REL pesate in T2 (TR/TE 2860/90 ms). Per la sequenza
sagittale è stata utilizzata una matrice di acquisizione di 224 x 208, un campo di vista (FOV) di
320 x 320 mm e uno spessore di strato di 4 mm
con un intervallo di 0,5 mm. Per la sequenza
assiale è stata utilizzata una matrice di acquisizione di 224 x 192, un campo di vista (FOV) di
300 x 300 mm ed uno spessore di strato di 4 mm
con un intervallo di 0,5 mm.
Tutte le indagini sono state eseguite senza la
somministrazione endovenosa di mezzo di contrasto paramagnetico contenente gadolinio.
Le immagini ottenute sono state inviate via
rete locale al sistema RIS/PACS (MedRIS Elefante\
Impax, Agfa HealthCare System) del nostro Istituto per la possibilità di un confronto diretto tra
le immagini ottenute in posizione supina ed in
ortostatismo su workstation con doppio monitor.
L’analisi delle immagini è stata eseguita in
consenso da tre radiologi in cieco sull’appartenenza dei soggetti ai due gruppi, e quindi sulla loro anamnesi ed obiettività clinica, ma non
sulla distinzione tra le posizioni di acquisizione
delle sequenze, ortostatica o supina, visualizzate
contemporaneamente sul doppio monitor per un
confronto preciso delle misurazioni effettuate.
In particolare, è stata fatta una valutazione
dei seguenti parametri:
— presenza o assenza di protrusioni e/o er-
Giugno 2013
FRANCAVILLA
ment of their maximum thickness (on the axial
and sagittal plane);
—— presence or absence of spondylolysis
with or without a spondylolisthesis;
—— measurement of the lumbo-sacral angle;
—— measurement of the lumbar lordosis angle (on the sagittal plane).
In particular, the presence or absence of disc
protrusion and their measurement was performed on both the sagittal and axial images
as a numerical value by taking the maximum
obtainable.
The presence of spondylolysis with or without spondylolisthesis was evaluated by assigning a numerical value to the lystesis’ extension
of a vertebra on the other, if any.
The lumbo-sacral angle is obtained by drawing lines tangent to the anterior somatic profiles and, under normal conditions, has a width
of between 120° and 180°; if the value of this
angle exceeds 180° it means that we are witnessing a reduction of lumbar lordosis, with
verticalization of the sacrum. This leads to a suffering of the functional unit, particularly of its
anterior portion, followed by heavy mechanical
impact on the nucleus pulposus of the disk; if
the angle is less than 120°, we are witnessing
an increased lumbar lordosis and a horizontalisation of the sacrum: this condition leads to an
increase in the incidence of compression on the
posterior structures.
The lumbar lordosis angle is obtained by
drawing lines tangent to the superior somatic
plate of the L1 vertebra and to the inferior somatic plate of the L5 vertebra, then two lines
perpendicular to those, on the side of the concavity of lordosis, and, finally, we evaluate the
open angle upward, formed by the intersection
of the perpendicular lines, which normally has
a value of 50°.
The values of the size of all the changes
quantized in an objective manner have been
reported in tables comprising the mean and
standard deviation. The significance of the results was calculated using the paired t test with
P<0.0001.
nie discali e, se presente, la misurazione del loro
spessore massimo (sul piano sagittale e assiale);
— presenza o assenza di spondilolisi con o
senza spondilolistesi (sul piano sagittale);
— misurazione dell’angolo lombo-sacrale
(sul piano sagittale);
— misurazione della lordosi lombare (sul
piano sagittale).
In particolare, la presenza o assenza di protrusioni discali e la loro misurazione è stata effettuata sia sulle immagini sagittali che assiali
prendendo come valore numerico quello massimo ottenibile.
La presenza o assenza di una spondilolisi con
o senza spondilolistesi è stata valutata assegnando un valore positivo se presente e negativo se
assente.
L’angolo di lordosi lombare è calcolato tracciando due linee tangenti alla limitante somatica superiore della vertebra L1 e alla limitante somatica inferiore della vertebra L5, poi due linee
perpendicolari a queste, sul lato della concavità
della lordosi, e, infine, si valuta l’angolo aperto verso l’alto, formato dalla intersezione delle
linee perpendicolari, che normalmente ha un
valore di 50°.
L’angolo lombo-sacrale è ottenuto disegnando
linee tangenti ai profili somatici anteriori e, in
condizioni normali, ha una larghezza compresa tra 120° e 180°; se il valore di questo angolo
supera i 180° vuol dire che stiamo assistendo a
una riduzione della lordosi lombare, con verticalizzazione del sacro: questo provoca una
sofferenza dell’unità funzionale, in particolare
della sua porzione anteriore, seguito dal pesante
impatto meccanico sul nucleo polposo del disco;
se l’angolo è inferiore a 120°, saremmo in presenza di un aumentata lordosi lombare e di una
orizzontalizzazione del sacro: questa condizione porta a un aumento dei fenomeni di compressione sulle strutture posteriori.
I valori delle dimensioni di tutte le alterazioni quantizzate in modo oggettivo sono stati
riportati in tabelle comprendenti la media e la
deviazione standard. La significatività dei risultati è stata calcolata usando il paired t test con
P<0,0001.
Results
Risultati
In the supine position, 30 were positive and
10 negative for disease, while in the weightbearing position 39 were positive and only one
negative.
Pathological changes observed were summarized in Table I.
In posizione supina, 30 soggetti sono risultati
positivi e 10 negativi per patologia, mentre nella
posizione sotto-carico 39 sono risultati positivi e
solo uno negativo.
Le alterazioni patologiche osservate sono stati
riassunte nella Tabella I.
Vol. 66 - No. 2
245
FRANCAVILLA
Table I.—Type of alterations observed in the 40 subject of our work.
Tabella I. — Tipo di alterazione osservata nei 40 soggetti dello studio.
Type of alterations observed
POSITION
Supine
Weight-bearing
28
1
1
0
0
10
30
32
4
2
1
0
1
39
Herniation or disc protrusion
Spondylolysis ± spondylolisthesis
Spinal stenosis not acquired
Disc herniation + stenosis not acquired
Herniated disk + spondylolisthesis
Negative for disease
Positive for disease
Total subjects
40
In particular, the evaluation in the weightbearing position allowed, in 9 cases to detect
diseases that would have remained unrecognized if the evaluation had been performed
only in the supine position. Of these, 4 were
protrusions or herniated discs, 3 were cases of
spondylolysis with spondylolisthesis, one of
acquired stenosis and one of stenosis not acquired due to herniated disc.
In the weight-bearing position, compared
with the supine position there was a statistical-
In particolare, la valutazione in posizione sotto-carico, in 9 casi, ha permesso di individuare
patologie che sarebbero rimaste misconosciute se
la valutazione fosse stata eseguita solo in posizione supina.
Di queste, 4 erano protrusioni o ernie discali,
3 erano casi di spondilolisi con spondilolistesi,
uno di stenosi non acquisita ed uno di stenosi
acquisita dovuta a un’ernia discale.
Nella posizione sotto-carico rispetto alla posizione supina è stato riscontrato un decremento
A
B
Figure 1.—Sagittal T1-weighted MR images in weight-bearing (A) and supine (B) position, which show a marked
increase in lumbar lordosis angle in the standing position.
Figura 1. — Immagine sagittale T1-pesata in posizione eretta (A) e supina (B), che dimostra un marcato incremento
dell’angolo di lordosi lombare in posizione eretta.
246
Giugno 2013
FRANCAVILLA
Table II.—Variation of lumbo-sacral angle between
supine and weight-bearing position.
Tabella II. — Variazione dell’angolo lombo-sacrale
tra posizione supina e ortostatica.
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
34
35
36
37
38
39
40
Mean
Standard deviation
Supine
Weight-bearing
145
135
150
155
170
140
130
125
160
150
135
140
120
135
150
130
140
160
135
110
150
140
140
150
160
140
120
115
140
130
150
125
175
160
130
145
120
155
165
115
145
130
140
150
165
130
130
120
145
150
130
130
115
130
145
130
135
150
130
110
140
125
130
150
155
135
120
100
135
130
145
115
170
155
120
140
115
140
165
105
141
15.778921
135
16.1721508
ly significant decrease (P<0.0001) of the lumbosacral angle in 31/40 subjects (77.5%) (Figure
1; Table II); in the remaining 9 subjects, there
were no significant differences in the lumbosacral angle.
In all patients there was a statistically significant increase (P<0.0001) of the angle of lordosis
(Table III).
Vol. 66 - No. 2
statisticamente significativo (P<0,0001) dell’angolo lombo-sacrale in 31/40 soggetti (77,5%) (Figura 1; Tabella II); nei restanti 9 soggetti non
ci sono state differenze significative dell’angolo
lombo-sacrale.
In tutti i pazienti è stato riscontrato un aumento statisticamente significativo (P<0,0001)
dell’angolo di lordosi (Tabella III).
Table III.—Variation of lordosis angle between supine and weight-bearing position.
Tabella III. — Variazione dell’angolo di lordosi tra
posizione supina e ortostatica.
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
34
35
36
37
38
39
40
Mean
Standard deviation
Supine
Weight-bearing
44
13
41
40
42
43
41
34
39
47
41
40
37
40
45
42
43
33
44
46
39
42
45
46
44
38
26
44
46
44
48
39
41
46
45
44
38
45
44
41
55
16
42
50
48
52
50
38
43
55
44
48
40
44
52
48
50
36
51
52
44
45
49
50
50
39
30
50
52
47
50
43
49
54
52
49
45
55
52
48
41,000
6,1893208
46,675
7,405429401
247
FRANCAVILLA
A
B
Figure 2.—Sagittal T1-weighted MR images in weight-bearing (A) and supine (B) position, which show, at L4-L5 level,
a disc herniation more evident in the standing position.
Figura 2. — Immagine sagittale T1-pesata in posizione eretta (A) e supina (B), che dimostra, a livello di L4-L5,
un’ernia discale più evidente in posizione eretta.
In 7 cases out of 28 (25%) in which the examination in supine position has allowed to detect the presence of a protrusion or discal hernia, the examination in weight-bearing position
allowed to change the grading of the disease
statistically significant (Figure 2, Table IV).
In 7 casi su un totale di 28 (25%) in cui l’esame in posizione supina ha consentito di rilevare
la presenza di una protrusione o ernia discale,
l’esame in posizione sotto-carico ha permesso di
modificare il grading della malattia in maniera
statisticamente significativa (P<0,0001) (Figura
2; Tabella IV).
Discussion
Discussione
MRI of the spine is one of the most requested tests in clinical practice, and the excellent
quality of images obtained with modern scanners allows comprehensive assessment of the
compression of the dural sac and nerve roots
from various diseases. However, it is frequently
observed that many patients have no visible abnormality on MRI, even if they have symptoms
very convincing, which may include a root pain,
and this entails, especially in young athletes, a
significant delay to return to sport activity or, in
extreme cases, the interruption of their sporting
career at high levels.
Posture plays an important role in the exac-
La RM della colonna vertebrale è uno degli
esami più richiesti nella pratica clinica, e l’eccellente qualità delle immagini ottenute con scanner moderni consente una valutazione globale
della compressione del sacco durale e delle radici nervose da varie alterazioni patologiche. Tuttavia, è stato spesso osservato che molti pazienti
non hanno alcuna anomalia visibile alla RM,
anche se hanno sintomi molto convincenti, che
possono includere un dolore radicolare e questo comporta, soprattutto nei giovani atleti, un
ritardo significativo nel ritorno all’attività sportiva o, in casi estremi, l’interruzione della loro
carriera sportiva ad alti livelli.
248
Giugno 2013
FRANCAVILLA
Table IV.—Variation (in mm) of the grading of discal hernia observed in 7/28 cases in supine position.
Tabella IV. — Variazione (in mm) del grado di ernia discale nei 7/28 casi rilevati in posizione supina.
Supine
Weight-bearing
7
3
4
4
5
8
4
10
5
6
7
7
11
7
5.000
7.57142857
1.8257419
2.14919697
1
2
3
4
5
6
7
Mean
Standard deviation
erbation of pain, and it was seen that in some
patients the weight-bearing position is avoided
as much as possible as it involves a worsening of symptoms. For this reason, the new MRI
scanners that allow the study in this position
aroused considerable interest in the scientific
world in order to be able to better understand
the role of dynamic structures of the spine.
It was found, indeed, that during the transition
from the supine to weight-bearing position, in
physiological conditions, there is an accentuation
of the physiological lumbar lordosis, a reduction
of the thickness of the intervertebral disc, and a
change in the size of the spinal canal.18, 19
The accentuation of the physiological lumbar
lordosis occurs with an increase of the angle of
lordosis with minimal reduction of the lumbosacral angle, and our study has confirmed what
has been shown in the literature.18
The reduction of the thickness of the intervertebral disc occurs in physiological loading
conditions; the disc is subjected to increased
internal pressure counterbalanced by the muscles; this situation of increased load is more
evident in the spine than in the discs, with a
maximum value at level of L4.18
In our study we carried out the examination
of the lumbar spine, first in the standing and
then in the supine position, in order to avoid
potential hypotensive crises that may arise
when the patient switch to the orthostatic position after a certain amount of time spent in the
supine position.
Also, the slope obtained for the study in the
weight-bearing position is not that of 90°, but
that of 82°, which guarantees the effects of the
physiological load and at the same time prevents the patient loses the sense of stability.
The comparison of the sagittal MRI sequences, performed in supine and weight-bearing po-
Vol. 66 - No. 2
La postura gioca un ruolo importante nella
esacerbazione del dolore, e si è visto che in alcuni pazienti la posizione ortostatica viene evitata il più possibile, in quanto essa comporta un
peggioramento dei sintomi. Per questo motivo, il
nuovo scanner per RM che permette lo studio in
questa posizione ha suscitato un notevole interesse nel mondo scientifico in modo da essere in
grado di comprendere meglio il ruolo di strutture dinamiche della colonna vertebrale.
Si è riscontrato, infatti, che durante il passaggio dalla posizione supina a quella ortostatica, in
condizioni fisiologiche, vi è un’accentuazione della fisiologica lordosi lombare, una riduzione dello
spessore del disco intervertebrale, e una variazione nella dimensione del canale spinale 18, 19.
L’accentuazione della fisiologica lordosi lombare si verifica con un aumento dell’angolo di
lordosi e una minima riduzione dell’angolo
lombo-sacrale e, il nostro studio, ha confermato
quanto evidenziato in letteratura 18.
La riduzione dello spessore del disco intervertebrale si verifica in condizioni di carico fisiologico; il disco viene sottoposto a un aumento della
pressione interna controbilanciato dai muscoli;
questa situazione di aumento del carico è più
evidente nella colonna vertebrale rispetto ai dischi, con un valore massimo a livello di L4 18.
Nel nostro studio abbiamo eseguito l’esame
del rachide lombare, prima in piedi e quindi
in posizione supina, al fine di evitare possibili
crisi ipotensive che possono insorgere quando il
paziente passa alla posizione ortostatica, dopo
un certo periodo di tempo trascorso in posizione
supina.
Inoltre, la pendenza ottenuta per lo studio
della posizione del peso-cuscinetto non è quella
di 90°, ma quella di 82°, che garantisce gli effetti
del carico fisiologico e, allo stesso tempo impedisce al paziente di perdere il senso di stabilità.
Il confronto delle sequenze RM sagittali, ese-
249
FRANCAVILLA
sition at 0° and 82° respectively, has highlighted
the worsening of disc pathology in a total of 7
patients (Figure 3), while in other four patients
the weight-bearing position showed a disc herniation which was not visible in supine position
due probably to the reduction of the pressure
on the disc.
Axial sequences allow you to better assess
the degree of protrusion of a possible hernia,
and at the same time, to emphasize its location,
the degree of occupation of the spinal canal,
the intervertebral foramina and the lateral recess, and therefore were included in the study
protocol (Figure 4).
Moreover, in three cases, the weight-bearing
position has allowed to find the presence of
a spondylolysis with initial anterolisthesis of
L5 on S1, which was not visible in the supine
position, and in the second, the presence of a
vertebral instability. Thus, weight-bearing MRI
resulted in a significant therapeutic change in
the three young patients.
In other cases where the spondylolysis with
spondylolisthesis was already seen in the su-
A
guite in posizione supina e sotto-carico a 0° e
82° rispettivamente, ha evidenziato il peggioramento della patologia discale in ortostatismo in
un totale di sette pazienti (Figura 3) mentre in
altri quattro la posizione ortostatica ha mostrato
un’ernia discale che non era visibile in posizione
supina a causa probabilmente della riduzione
della pressione sul disco.
Le sequenze assiali consentono di valutare
meglio il grado di protrusione di un’eventuale
ernia, e allo stesso tempo, di evidenziarne la
sede, il grado di occupazione del canale vertebrale, il forame di coniugazione ed il recesso laterale, e per questo motivo sono state incluse nel
protocollo di studio (Figura 4).
In tre casi, inoltre, la posizione sotto-carico
ha permesso di trovare la presenza di una spondilolisi con anterolistesi iniziale di L5 su S1, che
non era visibile in posizione supina. Pertanto,
la RM sotto-carico ha determinato un significativo cambiamento terapeutico nei tre giovani
pazienti.
In altri casi in cui la spondilolisi con spondilolistesi era già visibile in posizione supina, la
B
Figure 3.—Sagittal T2-weighted MR images in weight-bearing (A) and supine (B) position, which show, at L5-S1 level,
a disc herniation which is barely visible in the supine position.
Figura 3. — Immagine sagittale T2-pesata in posizione eretta (A) e supina (B), che dimostra, a livello di L5-S1,
un’ernia discale appena visibile in posizione supina.
250
Giugno 2013
FRANCAVILLA
A
B
Figure 4.—Axial T2-weighted MR images in weight-bearing (A) and supine (B) position, which show, at L4-L5 level,
a disc herniation which is barely visible in the supine position.
Figura 4. — Immagine assiale T2-pesata in posizione eretta (A) e supina (B), che dimostra, a livello di L4-L5, un’ernia
discale appena visibile in posizione supina.
pine position, weight-bearing MRI allowed to
obtain information on functional spinal stability
and response of the spine to physiologic loading conditions.
Our study confirms what other researchers
have already shown, namely that the intervertebral space and the width of the spinal canal
depends on the load on the spine.19-22
RM sotto-carico ha permesso di ottenere informazioni sulla stabilità funzionale del rachide e
la risposta della colonna vertebrale a condizioni
di carico fisiologico.
Il nostro studio conferma quello che altri ricercatori hanno già dimostrato, e cioè che lo
spazio intervertebrale e l’ampiezza del canale
spinale dipendono dal carico sulla colonna vertebrale 19-22.
Conclusions
Our research has led to better clarify the
role of the evaluation of the spine in physiological load, especially the lumbar portion, as
evidenced by the 22.5% of positive cases not
detected in the supine position.
These results seem to validate the importance of imaging the lumbar spine in weightbearing position, as it can reveal hidden hernias
or an increased width of a disc protrusion or
herniation already proved by the exam made
the supine position or the presence of spondylolysis or a spinal canal stenosis caused by a
thickening of ligament flavum in conditions of
physiological loading.
Hopefully, a wider dissemination of scientific
studies may improve and deepen knowledge of
Vol. 66 - No. 2
Conclusioni
La nostra ricerca ha portato a chiarire meglio
il ruolo della valutazione della colonna vertebrale in carico fisiologico, come evidenziato dal
22,5% di casi positivi non rilevati in posizione
supina.
Questi risultati sembrano convalidare l’importanza dell’imaging della colonna lombare
in posizione eretta, in quanto può rivelare ernie nascoste o un’ampiezza maggiore di una
protrusione o ernia discale già dimostrata con
l’esame in posizione supina o la presenza di una
spondilolistesi in condizioni di carico fisiologico.
Si spera che una maggiore diffusione di studi
scientifici su questo argomento possa migliorare e approfondire la conoscenza della patologia
251
FRANCAVILLA
the spine pathology in conditions of physiological loading, and may develop in this way protocols more refined in terms of technical and
more precise in terms of diagnosis, in order to
direct the spinal surgeon to the most correct
treatment.23
The experience gained so far confirms that,
although the picture quality is not excellent and
is subject to possible motion artifacts during
the study in standing position, information obtained by weight-bearing-MRI may provide useful diagnostic information to in the resolution of
the clinical question in athletes suffering from
back pain not to be diagnosed by conventional
MRI performed in the supine position.24
1) Bono CM. Low back pain in athletes. J
Bone Joint Surg Am 2004;86:382-96.
2) Capel A, Medina FS, Medina D,
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lumbar disks in female dancers. Am J
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3) Alyas F, Turner M, Connell D. MRI
findings in the lumbar spines of asymptomatic, adolescent, elite tennis players.
Br J Sports Med 2007;41:836-41.
4) Bennett DL, Nassar L, DeLano MC.
Lumbar spine MRI in the elite-level female gymnast with low back pain. Skeletal Radiol 2006;35:503-9.
5) Mintz DN. Magnetic resonance imaging of sports injuries to the cervical spine. Semin Musculoskelet Radiol
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6) Boos N, Rieder R, Shade V, Spratt KF,
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The diagnostic accuracy of magnetic resonance imaging,
work perception, psychosocial factors
in identifying symptomatic disk herniations. Spine 1995;20:2613-25.
7) Dunn AJ, Campbell RS, Mayor PE,
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Radiol 2008;37:443-50.
8) Ganiyusufoglu AK, Onat L, Karatoprak O, Enercan M, Hamzaoglu A. Di��
agnostic accuracy of magnetic resonance
imaging versus computed tomography
in stress fractures of the lumbar spine.
Clinical Radiology;65:902-7.
9) Gilbert JW, Wheeler GR, Lingreen
RA, Johnson RR. Open stand-up MRI: a
new instrument for positional neuroim-
della colonna vertebrale in condizioni di carico
fisiologico, e possano svilupparsi in questo modo
protocolli più raffinati in termini tecnici e più
precisi in termini di diagnosi, al fine di dirigere
il chirurgo spinale verso il trattamento più corretto 23.
L’esperienza maturata fino ad oggi conferma
che, anche se la qualità dell’immagine non risulti eccellente e sia soggetta a possibili artefatti da
movimento durante lo studio in posizione eretta, le informazioni ottenute in posizione eretta
possono fornire utili informazioni diagnostiche
per la risoluzione del quesito clinico negli atleti
che soffrono di mal di schiena non diagnosticata
con l’esame RM eseguito in posizione supina 24.
aging. J Spinal Disord Tech 2006;19:1514.
10) Jayakumar P, Nnadi C, Saifuddin A,
Macsweeney E, Casey A.��
Dynamic degenerative lumbar spondylolisthesis:
diagnosis with axial loaded magnetic
resonance imaging. Spine 2006;31:E298E301.
11) Nowicki BH, Haughton VM, Lim TH,
An HS, Riley LH 3rd et al. Occult lumbar
lateral spinal stenosis in neural foramina
subjected to physiologic loading. AJNR
1996;17:1605-14.
12) Weishaupt D, Schmid MR, Zanetti M,
Boos N, Romanowski B, Kissling RO et
al. Positional MR imaging of the lumbar
spine: does it demonstrate nerve root
compromise not visible at conventional
MR imaging? Radiology 2000;215:247-53.
13) Willen J, Danielson B. The diagnostic effect from axial loading of the lumbar spine during computed tomography
and magnetic resonance imaging in patients with degenerative disorders. Spine
2001;26:2607-14.
14) Jinkins JR, Dworkin JS, Damadian RV.
Upright, weight-bearing, dynamic-kinetic
MRI of the spine: initial results. Eur Radiol 2005;15:1815-25.
15) Gedroyc WM. Upright positional
MRI of the lumbar spine. Clin Radiol
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16) Alyas F, Connell D, Saifuddin A. Upright positional MRI of the lumbar spine.
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17) Ferreiro Perez A, Garcia Isidro M,
Ayerbe E, Castedo J, Jinkins JR. Evalua��
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hypermobile intersegmental instability in
symptomatic adult patients undergoing
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18) Splendiani A, Di Fabio MV, Barile A
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lombare sotto carico. In: Leone A, Martino F, a cura di. Imaging del rachide – Il
vecchio e il nuovo. Milano:
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Springer-Verlag Italia; 2008. p. 123-34.
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magnetic resonance image of the lumbar
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23) Hiwatashi A, Danielson B, Moritani
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symptomatic spinal stenosis. AJNR Am J
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24) Weishaupt D, Boxheimer L. Magnetic
resonance imaging of the weight-bearing spine. Semin Musculoskelet Radiol
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Received on April 18, 2013 - Accepted for publication on May 21, 2013.
Corresponding author: G. Francavilla, Department of Clinical Medicine, Cardiovascular and Nephro-Urological Diseases,
University of Palermo, Palermo, Italy.
252
Giugno 2013
MED SPORT 2013;66:253-64
Knee instability signs:
preliminary comparison between
conventional and weight-bearing
MRI in patients with complete
anterior cruciate ligament tear
Instabilità di ginocchio:
confronto preliminare tra RM standard e in carico
in pazienti con lesione completa del LCA
N. VILLOSIO
1IRCCS
1, 2 ,
R. PICCAZZO 1, F. PAPARO 1, A. MUDA 1, G. GARLASCHI
1
Azienda Ospedaliera Universitaria San Martino-IST, Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro
2Centro Provinciale-Medicina dello Sport Città di Cuneo C.O.N.I. - F.M.S.I
SUMMARY
Aim. Knee instability is a relevant issue in patients with a complete anterior cruciate ligament (ACL) tear. Magnetic
resonance imaging (MRI) is effective in the evaluation of instability signs in such patients. However, conventional MRI
cannot provide an effective analysis of knee instability in standing position. The purpose of our study was to evaluate
indirect signs of knee instability comparing conventional and weight-bearing MRI in patients with ACL tear.
Methods. Ten patients (7 males, 3 females; mean age 38.4±13.19 standard
deviation) with previous clinical and MRI diagnosis of ACL complete tear were evaluated performing two SE T1weighted sequences (TR=890 ms, TE=24 ms; slice thickness=4.5 mm) both on sagittal and coronal planes. Scans were
performed both in standard supine position and in weight-bearing position, using a low-field rotating MRI system
(G-Scan, Esaote Biomedica, Genoa, Italy). For each patient, we evaluated signs of knee instability, i.e., verticalization
of lateral collateral ligament on coronal images, posterior cruciate ligament
buckling, and anterior displacement of the tibia on sagittal images. For each patient, one radiologist with 15 years
experience in MSK MRI graded each item as follows: 0=not present; 1=low-grade; 2=mild; 3=relevant, considering
both conventional and weight-bearing examinations. K statistics were used.
Results. Lateral collateral ligament verticalization was graded as a median number of 1 (0.25-1.75 25th-75th percentile) in standard position and 2 (1.25-2) in weight bearing position, posterior cruciate ligament buckling was 0.5 (0-1)
and 1 (1-1.75), and anterior displacement of the tibia was 1.5 (0.25-2) and 2.5 (1.25-3), respectively.
Conclusion. Weight-bearing MRI allowed for an increase detection of knee
instability signs in patients with complete ACL tear, compared to conventional MRI. Further investigations on a larger
sample are needed to confirm our preliminary data. Reproducing the physiological condition of standing, weightbearing MRI could be more effective in the detection of knee instability compared to standard MRI in patients with
complete ACL rupture
Key words: Biomechanics - Joints - Ligament, anterior cruciate - Magnetic resonance imaging.
RIASSUNTO
Obiettivo. Valutare i segni indiretti di instabilità di ginocchio, in pazienti con lesione del legamento crociato anteriore
(LCA), confrontando i dati acquisiti in clinostasi e in ortostasi per pianificare un intervento terapeutico mirato alla
reale condizione biomeccanica dell’articolazione. L’instabilità di ginocchio è una condizione derivante dalla lesione
del LCA, che può portare a un netto peggioramento della qualità di vita del paziente. Le apparecchiature convenzionali di risonanza magnetica non consentono un efficace studio dell’articolazione poiché l’esame viene condotto in
clinostatismo. L’obiettivo della ricerca è stato quello di utilizzare un sistema rotante a 0,25T (G-Scan, Esaote, Genova,
Italia) che consente di acquisire le immagini anche in ortostatismo, per poter studiare la biomeccanica del ginocchio
in condizioni fisiologiche, apprezzando le modificazioni delle varie componenti sotto carico.
Vol. 66 - No. 1
253
VILLOSIO
Knee instability signs
Metodi. Abbiamo selezionato 10 pazienti. I criteri di inclusione consistevano in una diagnosi RM di lesione completa
del LCA; dovevano essere trascorsi almeno 15 giorni dal trauma; assenza di controindicazioni per sottoporsi all’indagine strumentale. Ogni paziente è stato posizionato supino e sono state eseguite due sequenze SE T1-pesate (TR=890
ms, TE=24 ms; spessore di strato=4,5 mm; gap=0,4 mm) condotte sui piani sagittale e coronale. Poi si valutavano
i segni indiretti di instabilità del ginocchio: verticalizzazione del legamento collaterale laterale sul piano coronale;
inginocchiamento del legamento crociato posteriore e traslazione in avanti della tibia rispetto al femore sul piano
sagittale. L’analisi è stata eseguita da un radiologo con 15 anni di esperienza in RM muscolo scheletrica. Esaminando
comparativamente le immagini in clinostatismo e in ortostatismo, veniva assegnato a ogni parametro un punteggio
come segue: 0=assente; 1=basso grado; 2=medio grado; 3=rilevante.
Risultati. Con l’analisi statistica abbiamo ottenuto i seguenti risultati: la verticalizzazione del LCM aveva come valore
mediano 1 (0.25-1.75 25°-75° percentile) in clinostatismo e 2 (1.25-2) in ortostatismo; l’inginocchiamento del LCP
aveva come valore mediano 0,5 (0-1) in clinostatismo e 1 (1-1.75) in ortostatismo; la dislocazione anteriore della tibia
aveva come valore mediano 1.5 (0.25-2) in clinostatismo e 2.5 (1.25-3) in ortostatismo.
Conclusioni. Il nostro studio ha evidenziato come la risonanza magnetica in ortostatismo consenta una valutazione
più precisa dei segni indiretti di instabilità di ginocchio in pazienti con una lesione completa del LCA, rispetto all’esame convenzionale. Analizzando come la nuova condizione anatomica influisca sulla biomeccanica delle diverse strutture del ginocchio, possiamo capire la reale funzionalità dell’articolazione, potendo pianificare in modo più preciso
le successive strategie terapeutiche.
Parole chiave: Biomeccanica - Articolazioni - Legamento crociato anteriore - Risonanza magnetica.
M
agnetic resonance imaging (MRI) is a multiplanar, multiparametric imaging technique based on the use of electromagnetic
fields. Its features enable anatomic regions to
be studied on several planes, highlighting their
different chemico-physical characteristics without the use of ionising radiation. It is thus a
safe, non-invasive technique that does not jeopardise a patient’s health.
As the soft tissues can be examined with precision, the technique immediately made headway in the musculoskeletal field for joint and
other pathology, including tearing of the anterior cruciate ligament (ACL). Injuries to the ACL
normally occur during sports in which highly
stressful situations are created in the knee joint.
Isolated tears are almost never caused by contact or collision.
Although it has been reported that complete
tearing of the ACL can potentially be observed
in all sporting activities, most cases are described in sports involving running and jumping.1 This pathological condition is increasing
constantly and requires effective diagnostic
resources. In this context, in the early 1990s
increasing resort was made to diagnostic resources that enabled the pathology to be analysed in depth and above all permitted differentiation between lesions where surgery was
indicated or those in which a conservative
strategy could be used.
Together with careful objective examination,
MRI thus quickly became the cornerstone of
ligament pathology diagnosis. Now considered
254
L
a risonanza magnetica nucleare (RM) è una
tecnica di imaging multiplanare e multiparametrica che si basa sull’utilizzo di campi elettromagnetici. Grazie a tali caratteristiche consente
di studiare le regioni anatomiche in esame su più
piani, evidenziandone le diverse caratteristiche
chimico-fisiche senza utilizzare radiazioni ionizzanti, risultando perciò una metodica non invasiva e sicura per la salute dei pazienti. Dato che essa
consente di studiare con precisione i tessuti molli,
si è da subito imposta in campo muscolo scheletrico per la patologia articolare e non, ivi inclusa
la rottura del LCA. La lesione del legamento crociato anteriore comunemente si verifica durante
le attività sportive nelle quali si vengono a creare
situazioni altamente stressanti a carico dell’articolazione del ginocchio.
Bisogna tener presente che nel caso di rotture
isolate, queste non sono quasi mai provocate da
contatto o collisione. Sebbene sia stato riportato
che la rottura completa del legamento crociato anteriore si possa verificare potenzialmente in tutte le
attività sportive, la maggior parte viene descritta
negli sport che implicano la corsa e il salto 1.
Questa condizione patologica è in continuo
aumento e necessita di mezzi diagnostici efficaci.
In quest’ottica si è cominciato già dai primi anni
Novanta e con una spinta sempre maggiore a ricorrere a strumenti di diagnosi che consentissero
un’attenta analisi della patologia e soprattutto la
differenziazione tra lesioni meritevoli di intervento chirurgico o di una strategia conservativa.
La RM ha trovato in questo contesto terreno fertile per diventare, insieme ad un attento esame obbiettivo, il fulcro della diagnostica della patologia
legamentosa. Considerata quindi la tecnica di riferimento nello studio della patologia del LCA essa
Marzo 2013
VILLOSIO
to be the benchmark technique for the study
of ACL pathology it has seen its momentum
gather pace as a diagnostic technique especially in recent years, and is being constantly
innovated.
Precision in identifying ACL injuries was
initially indicated as around 80-90%. With the
improvement in technology and greater experience in reading scans, identification precision is
now held at about 95% or more.2-11 Our study
should be viewed in this context as the new
frontier in tendon muscle imaging to consider
anatomical districts in the physiological situation in which they operate. It is a widely shared
opinion, in fact, that the anatomic study of a
segment should go hand in hand with its biomechanics and the two aspects should be integrated to reach the most precise diagnostic
evaluation.
G-SCAN, a dedicated MR platform for the
complete study of the musculoskeletal system
was developed with this in mind.
The open, rotating permanent magnet stand
is the keystone of the innovation for positioning the patient, who may be either supine or
standing. The standing position is employed
to evaluate the district in a situation of physiological weight-bearing, so that injuries identified when supine can be highlighted, or
pathologies that have been overlooked made
manifest. The great advantage of this is that a
detailed assessment can be made of the real
biomechanical potentials of the structures we
are analysing, putting us in a condition to
provide the clinician with essential information to plan the most appropriate therapeutic
strategy.
We selected 10 patients (7 male, 3 female;
average age 38.4±13.19 SD). All subjects were
informed of the purpose of the present study
and gave their informed consent.
Inclusion criteria consisted of MRI diagnosis
of complete ACL tear without associated capsular-ligamentous pathologies; at least 15 days
had to have gone by since the traumatic event;
there had to be no relative or absolute contraindications for undergoing instrumental investigation.
The equipment used was an open MRI sys-
Vol. 66 - No. 1
ha visto, soprattutto negli ultimi anni, un grande
impulso come metodica diagnostica e ha subito
continue innovazioni.
La precisione nel rilevamento delle lesioni del
LCA veniva inizialmente indicata intorno all’8090%. Con il miglioramento della tecnologia e la
maggiore esperienza nella lettura delle scansioni,
la precisione del rilevamento viene ora considerata
all’incirca del 95% o superiore 2-11. In questo contesto si inserisce il nostro studio, dal momento che
la nuova frontiera dell’imaging muscolo tendineo
è considerare i distretti anatomici nella situazione
fisiologica nella quale operano. È opinione condivisa, infatti, che lo studio anatomico di un segmento vada di pari passo con la sua biomeccanica
e che per raggiungere la più precisa valutazione
diagnostica i due aspetti debbano essere integrati.
Con questo intento è stato sviluppato G-SCAN, una
piattaforma RM dedicata, per lo studio completo
dell’apparato muscolo scheletrico. Lo stativo a magnete permanente “aperto e rotante” è la chiave
di volta dell’innovazione per il posizionamento del
paziente, che può essere sia supino che eretto.
La posizione ortostatica viene sfruttata per valutare il distretto in situazione di carico fisiologico, potendo così risaltare lesioni già note in clinostatismo o slatentizzare patologie misconosciute.
Tutto ciò offre il grande vantaggio di valutare in
modo dettagliato le reali potenzialità biomeccaniche delle strutture che andiamo ad analizzare,
mettendoci in condizioni di fornire al clinico informazioni essenziali per pianificare la strategia
terapeutica più adeguata.
Materiali e metodi
Per il nostro studio abbiamo selezionato
10 pazienti (7 maschi, 3 femmine; età media
38.4±13.19 deviazione standard). Tutti i soggetti
sono stati informati sullo scopo del presente studio
e hanno dato il loro consenso informato.
I criteri di inclusione consistevano in una diagnosi RM di lesione completa del LCA,senza patologie capsulo-legamentose associate; dovevano essere
trascorsi almeno 15 giorni dall’evento traumatico;
non bisognava avere controindicazioni relative o
assolute per sottoporsi all’indagine strumentale.
L’apparecchiatura utilizzata è un sistema RM
aperto con magnete rotante a 0,25T (G-Scan, Esaote, Genova, Italia).
Ogni paziente è stato posizionato supino e sono
state eseguite due sequenze SE T1-pesate (TR=890
ms, TE=24 ms; spessore di strato=4,5 mm; gap=0,4)
condotte sui piani sagittale e coronale. Successivamente il paziente veniva assicurato con le tre cinghie di sicurezza in dotazione al lettino, per poi
procedere alla rotazione.
255
VILLOSIO
tem with 0.25T rotating magnet (G-Scan, Esaote, Genoa, Italy).
Each patient was supine and two SE T1weighted sequences (TR=890 ms, TE=24ms; layer thickness=4.5 mm; gap=0.4) were carried out
on the sagittal and coronal planes. The patient
was then secured with the three straps attached
to the bed, before being rotated.
Rotation was completed in two stages to avoid
the risk of possible vagal reactions: initially the
movement was interrupted at 45° and only after
making sure the patient was showing no sign
of parasympathetic hypertone (cold sweating,
sense of nausea, vomiting, bradycardia) was rotation continued up to 82° as 90° of physiological orthostatism is ill-tolerated by most patients
because they find themselves higher than usual
from the ground and they have the impression
that the inclination is more than it really is. As
they seem to be falling forward they are unable
to stay still while the examination is being carried out.
Once we acquired the images, we assessed
indirect signs of knee instability in case of
ACL injury for each patient:1, 2 verticalisation
of the lateral collateral ligament on the coronal plane; bending of the posterior cruciate
ligament (Figure 1, 2) and forward displacement of the tibia with respect to the femur on
the sagittal plane.
Analysis of all cases was done by a radiologist with 15 years’ experience of musculoskeletal MRI.
After comparing standing and supine images
for each patient, each parameter was assigned the
following score: 0=absent; 1=low degree; 2=medium degree;3=noteworthy. Once all the scores had
been recorded, we carried out statistical analysis
using Cohen’s kappa method.
Results
Using Cohen’s kappa statistical analysis we
obtained the following results: LCL verticalisation had as its median value 1 (0.25-1.75 25°75° percentile) in supine position and 2 (1.252) standing; PCL bending had as its median
value 0.5 (0-1) supine and 1 (1-1.75) standing;
anterior displacement of the tibia had a median value of 1.5 (0.25-2) supine and 2.5 (1.253) standing.
For assessment purposes we initially used
measurements (for example, in the case of anterior displacement of the tibia we measured
256
Quest’ultima veniva completata in due tempi, per
evitare il rischio di possibili reazioni vagali: in un
primo momento il movimento veniva interrotto a
45° e, solo dopo aver verificato che il paziente non
avesse alcun segno di ipertono parasimpatico (sudorazione fredda, senso di nausea, vomito, bradicardia), si procedeva arrivando fino a 82°, dal momento che i 90° dell’ortostatismo fisiologico vengono mal
tollerati dalla maggior parte dei pazienti che, trovandosi a un’altezza da terra maggiore del normale
percepiscono un’inclinazione superiore di quella reale e, sentendosi sbilanciati in avanti, non riescono
a stare immobili durante l’esecuzione dell’esame.
Una volta acquisite le immagini abbiamo valutato per ogni paziente i segni indiretti di instabilità
del ginocchio in caso di lesione del LCA 1, 2: verticalizzazione del legamento collaterale laterale
(Figure 1, 2) sul piano coronale; inginocchiamento del legamento crociato posteriore e traslazione
in avanti della tibia rispetto al femore sul piano
sagittale.
L’analisi di tutti i casi è stata eseguita da un radiologo con 15 anni di esperienza in RM muscolo
scheletrica.
Dopo aver esaminato comparativamente per
ogni paziente le immagini in clinostatismo e in ortostatismo, veniva assegnato a ogni parametro un
punteggio come segue: 0=assente; 1=basso grado;
2=medio grado; 3=rilevante.
Una volta acquisiti tutti i punteggi abbiamo eseguito l’analisi statistica con il metodo della K di
Choen.
Risultati
Con l’analisi statistica k di Choen abbiamo ottenuto i seguenti risultati: la verticalizzazione
del LCL aveva come valore mediano 1 (0.25-1.75
25°-75° percentile) in clinostatismo e 2 (1.25-2)
in ortostatismo; l’inginocchiamento del LCP aveva
come valore mediano 0,5 (0-1) in clinostatismo e 1
(1-1.75) in ortostatismo; la dislocazione anteriore
della tibia aveva come valore mediano 1.5 (0.252) in clinostatismo e 2.5 (1.25-3) in ortostatismo.
Per la valutazione abbiamo inizialmente utilizzato delle misurazioni. Ad esempio nel caso della
traslazione anteriore della tibia, una quantificazione dei millimetri di spostamento dei due assi
maggiori della tibia e del femore.
Ci siamo poi basati su di un sistema di grading
semiquantitativo dei valori sopracitati al fine di
capire l’andamento generale dello studio, per poi
confermarlo in futuro con una casistica più ampia ed, eventualmente, procedere con una standardizzazione basata su misurazioni.
Nella Tabella I sono valutati su dieci pazienti i tre
segni indiretti di instabilità del ginocchio in caso di
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VILLOSIO
Figure 1.—Healthy knee. A) HR SE T1 Sagittal plane supine; A’) HR SE T1 Sagittal plane standing. Comparing the two
images it will be appreciated that the posterior cruciate ligament (PCL) stretches and lengthens in the standing position; B) HR SE T1 coronal plane supine; B’) HR SE T1 Coronal plane standing.
Figura 1. — Ginocchio sano. A) HR SE T1 Sagittale Clinostasi; A) HR SE T1 Sagittale Ortostasi. Confrontando le due
immagini è possibile apprezzare come il legamento crociato posteriore (LCP) si tenda e si allunghi in ortostasi; B) HR SE
T1 Coronale Clinostasi; B’) HR SE T1 coronale ortostasi. Nelle scansioni coronali in clinostatismo il legamento collaterale
laterale (LCL) viene visualizzato su tre slice differenti a causa del suo decorso dall’alto in basso e dall’avanti indietro.
millimetres of displacement of the two major
axes of tibia and femur).
We then used a system of semiquantitative
grading of the above values in order to under-
Vol. 66 - No. 1
lesione del LCA: la verticalizzazione del legamento
collaterale laterale sul piano coronale; l’inginocchiamento del legamento crociato posteriore e la
traslazione in avanti della tibia rispetto al femore
257
VILLOSIO
Figure 2.—Pathological knee. A) HR SE T1 Sagittal plane supine; A’) HR SE T1 Sagittal plane standing. In the case of injury to
the anterior cruciate ligament (ACL), the posterior cruciate ligament (PCL) takes on a question-mark-like morphology which
is accentuated under loading stress since as the stabilising function of the ACL is missing, the tibia shifts forward with respect
to the major axis of the femur; B) HR SE T1 coronal plane supine; B’) HR SE T1 Coronal plane standing.
Figura 2. — Ginocchio patologico. A) HR SE T1 sagittale clinostasi; A’) HR SE T1 sagittale ortostasi. In caso di lesione del legamento crociato anteriore (LCA), il legamento crociato posteriore (LCP) assume una morfologia rassomigliante un “punto di domanda”, fatto che si accentua sotto carico, dal momento che, venendo a mancare la funzione stabilizzatrice del LCA, la tibia
si trasla anteriormente rispetto all’asse maggiore del femore; B) HR SE T1 coronale clinostasi; B’) HR SE T1 coronale ortostasi.
stand the general trend of the study with a view
to confirming it in future with a bigger series
and, possibly, proceeding with measurementbased standardization.
258
sul piano sagittale. Essa riporta i valori dei tre segni
indiretti, ottenuti attraverso l’analisi statistica, nei
pazienti posti in posizione clinostatica e ortostatica.
La verticalizzazione del LCL è più evidente in 9
Marzo 2013
VILLOSIO
Table I.—Values obtained using statistical analysis of the three indirect signs of knee instability due to ACL
tearing.
Tabella I. — Valori di evidenza ottenuti attraverso l’analisi statistica dei tre segni indiretti di instabilità del
ginocchio dovuti alla rottura del LCA.
Verticalization LCL
PCL bending
Displacement of the Tibia
Clinostasis
Orthostasis
Clinostasis
Orthostasis
Clinostasis
Orthostasis
1
2
3
4
1
1
0
2
2
2
1
2
1
1
0
0
1
1
0
1
2
1
0
0
3
2
0
1
Patient 5
Patient 6
2
1
3
2
0
0
1
1
2
2
3
3
Patient
Patient
Patient
Patient
0
0
1
2
1
1
2
3
0
2
1
1
1
2
2
2
0
1
2
2
1
2
3
3
Patient
Patient
Patient
Patient
7
8
9
10
Table I shows assessments in ten patients of
the three indirect signs of knee instability in
ACL injury: verticalisation of the lateral collateral ligament on the coronal plane: posterior
cruciate ligament bending and displacement
forwards of the tibia with respect to the femur
on the sagittal plane. It shows the values of
the three indirect signs obtained using statistical analysis in patients in supine and standing
positions.
LCL verticalisation is more evident in 9 patients out of 10 in the change from supine
to standing position; one patient does not
present statistically significant variations. PCL
bending is more evident in 6 patients out of
10 in the change from supine to standing position; 4 patients do not present statistically
significant variations. Anterior displacement of
the tibia is more evident in 9 patients out of
10 in the change from supine to standing position; one patient does not present statistically
significant variations (Table II). The graphs on
the following pages illustrate these data (Figures 3-5).
Discussion
G-scan is a musculoskeletal-dedicated MRI
system.
It enables all anatomical districts to be examined: foot/ankle, knee, monolateral hip, spinal
and cervical column, shoulder, elbow, hand and
wrist.
Vol. 66 - No. 1
pazienti su 10 nel passaggio dal clinostatismo all’ortostatismo; mentre un paziente non presenta variazioni statisticamente rilevanti. L’inginocchiamento
del LCP è più evidente in 6 pazienti su 10 nel passaggio dal clino all’ortostatismo; mentre 4 pazienti non
presentano variazioni statisticamente rilevanti. La
dislocazione anteriore della tibia è più evidente in
9 pazienti su 10 nel passaggio dal clino all’ortostatismo; mentre un paziente non presenta variazioni
statisticamente rilevanti (Tabella II).
Da questi dati è possibile desumere i grafici che
vedremo nelle pagine successive (Figure 3-5).
Discussione
G-scan è un sistema RM muscolo scheletrico dedicato. Permette di esaminare tutti i distretti anatomici: piede/caviglia, ginocchio, anca monolaterale, colonna lombare e cervicale, spalla, gomito,
mano e polso.
L’inclinazione del magnete dalla posizione
orizzontale a quella verticale permette di esaminare il paziente anche sotto carico fisiologico visualizzando cosi gli organi e le articolazioni nella
loro posizione naturale.
G-scan vanta caratteristiche e capacità innovative.
La macchina è dotata di un magnete aperto e
rotante, con architettura a C, quindi con possibilità di rotazione da 0° fino a 90°. Il campo magnetico raggiunto è di 0,25 Tesla.
Lo studio RM ortostatico del ginocchio può essere utile nel discriminare una lesione parziale
o totale del LCA, un flap meniscale su lesione del
menisco stesso oppure nell’evidenziare una reale
259
VILLOSIO
Table II.—Radiological evidence using MRI of the values of indirect signs measured in supine and standing
positions in all ten patients.
Tabella II. — Evidenza radiologica tramite utilizzo della Risonanza Magnetica dei valori dei segni indiretti
misurati in posizione clinostatica e ortostatica per tutti i dieci pazienti.
LCL verticalisation
from supine to standing
position
PCL bending from
supine to standing
position
Tibia dislocation from
supine to standing
position
Tilting of the magnet from horizontal to vertical means the patient can be examined in a
physiological weight-bearing situation, with organs and joints being viewed in their natural
position.
260
incongruenza femoro-rotulea, infatti molto spesso
all’esame clinostatico la rotula può sembrare lateralizzata ma rientra perfettamente in posizione
ortostatica grazie alla tensione delle strutture muscolari e legamentose 13-18.
Marzo 2013
VILLOSIO
Figure 3.—In blue, patients showing change in standing
position. In yellow, unchanged. The anterior displacement of the tibia on the sagittal plane is more evident in
90% of the patients in standing position compared to the
prior supine position.
Figura 3. — In blu pazienti con variazione in ortostasi.
In giallo invariati. La dislocazione anteriore della tibia
sul piano sagittale risulta essere più evidente nel 90 % dei
pazienti posti in posizione ortostatica rispetto alla precedente posizione in clinostatismo.
Figure 4.—In blue, patients showing change in standing
position. In yellow, unchanged. Posterior cruciate ligament bending on the sagittal plane is more evident in
60% of patients in standing position compared to the
prior supine position.
In giallo invariati. L’inginocchiamento del legamento
crociato posteriore sul piano sagittale risulta essere più
evidente nel 60 % dei pazienti posti in posizione ortostatica rispetto alla posizione precedente in clinostatismo.
G-scan comes with innovative features and
capabilities.
The machine is fitted with an open, rotating magnet with C-shaped architecture. It can
therefore be rotated from 0° to 90°. The magnetic field achieved is 0.25 Tesla.
Orthostatic MRI study of the knee can be
useful in distinguishing a partial or total lesion
of the ACL, a meniscal flap on an injury to the
meniscus itself or for evidencing a real femoropatellar incongruence. In fact very often on
clinostatic examination the patella may seem
lateralised but returns perfectly to the orthostatic position as a result of tension in the muscular
and ligamentous structures.13-18
Prior to the introduction of this system,
weight-bearing MRI was impossible without
technical resources that made it possible to
keep the joint flexed or in forced extension,
depending on the purpose of the examination.3
Clearly, although it was already possible to
see how weight influences the joint, the ability
to study variations in physiological conditions,
at the same time offering the patient greater
comfort, transforms into an important diagnostic advantage, enabling us to acquire qualitatively better images really relatable to the clinical situation.
The ACL is an anatomical element that prevents anteriorisation of the tibia 4 and by acting
synergetically with the femoral quadriceps, the
Figure 5.—In blue, patients showing change in supine
position. In yellow, unchanged. Lateral collateral ligament verticalisation on the coronal plane is more evident
in 90% of patients in standing position with respect to
the prior supine position.
In giallo invariati. La verticalizzazione del legamento
collaterale laterale sul piano coronale risulta essere più
evidente nel 90% dei pazienti posti in posizione ortostatica rispetto alla posizione precedente in clinostatismo.
Vol. 66 - No. 1
Prima dell’introduzione di questo sistema, lo
studio RM sotto carico non era possibile se non
mediante artifici tecnici che consentissero di mantenere l’articolazione in flessione o in estensione
forzata, a seconda dello scopo dell’esame 3.
Ovviamente, per quanto si potesse già capire come
il peso influisca sull’articolazione, il poter studiare le
variazioni in condizioni fisiologiche, offrendo al paziente anche un comfort maggiore, si traduce in un
vantaggio diagnostico importante, consentendoci di
261
VILLOSIO
semimembranosus, the semitendinosus and the
femoral biceps, contributes to joint stability.5-7
Knee instability derives from injury to this ligament which is one of the structures most subject
to damage within the joint 8 even in the young.9
This condition is often debilitating for patients
as it can significantly influence their quality of
life by making normal everyday activities like
going down stairs or even just walking more
difficult.
Conventional MR equipment does not allow
effective joint study because the examination is
carried out in the supine position.10 By using a
rotating system, which makes it possible to capture images even when the patient is standing,
we have been able to study knee biomechanics in physiological conditions and appreciate
the changes the various components undergo
under weight.
The purpose of our study is to assess indirect
signs of knee instability,11 in patients with ACL
lesion, comparing data acquired in supine and
standing positions.
Conclusions
Our study thus enabled us to evidence how
weight-bearing magnetic resonance allows a
more precise assessment of indirect signs of
knee instability 12, 13 in patients with ACL lesion compared to the conventional examination
carried out supine.14 Further assessments on a
larger sample are required to confirm our preliminary data.
The ACL is one of the anatomical parts of
the knee that tends to be damaged more easily 15 even in the very young.4 Depending on
the type of lesion, the patient’s age and the
type of activity he will be performing 3 it is,
however, possible to plan a number of different therapeutic actions.5, 6, 8 By reproducing the
physiological condition that subjects the knee
to weight bearing,9, 10 magnetic resonance in a
standing position enables us to easily verify the
true behaviour of the various anatomic structures of the joint following ACL lesion, an event
that is hard to investigate using the standard
examination without technical expedients,11, 12
as the knee is examined in conditions of biomechanical relaxation.15 In actual fact, the stability
of this joint is the result of the synergetic action of the cruciate ligaments, the collateral ligaments and the flexor and extensor muscles.3, 7,
9 Analysing how the new anatomical condition
262
acquisire immagini qualitativamente migliore e realmente correlabili alla clinica.
L’LCA è un elemento anatomico che impedisce
l’anteriorizzazione della tibia 4 e agendo sinergicamente col quadricipite femorale, il semimembranoso, il semitendinoso e il bicipite femorale, contribuisce alla stabilità dell’articolazione 5-7. L’instabilità
di ginocchio è una condizione derivante da una
lesione di questo legamento, che risulta essere una
delle strutture che maggiormente si lesionano all’interno dell’articolazione 8 anche nei soggetti giovani 9. Tale condizione risulta spesso debilitante per
i pazienti, dal momento che può condizionarne in
modo significativo al qualità di vita, rendendo più
difficili le normali attività quotidiane come scendere le scale o anche solo camminare.
Le apparecchiature convenzionali di risonanza magnetica non consentono un efficace studio
dell’articolazione poiché l’esame viene condotto in
clinostatismo 10. Utilizzando un sistema rotante,
che consente di acquisire le immagini anche col
paziente in ortostatismo, abbiamo potuto studiare
la biomeccanica del ginocchio in condizioni fisiologiche, apprezzando le modificazioni che le varie
componenti subiscono sotto carico.
Lo scopo del nostro studio è di valutare i segni
indiretti di instabilità di ginocchio 11, in pazienti
con lesione del LCA, confrontando i dati acquisiti
in clinostatismo e in ortostatismo.
Conclusioni
Con il nostro studio abbiamo quindi potuto evidenziare come la risonanza magnetica sotto carico consenta una valutazione più precisa dei segni
indiretti di instabilità di ginocchio 12, 13 in pazienti
con una lesione del LCA, rispetto all’esame convenzionale eseguito in clinostatismo 14. Ulteriori
valutazioni su un campione più ampio sono necessarie per confermare i nostri dati preliminari.
Il LCA è uno degli elementi anatomici del ginocchio che tendono a lesionarsi più facilmente 15 anche nei soggetti molto giovani 4. A seconda del tipo
di lesione, dell’età del paziente e del tipo di attività
che andrà a svolgere 3 è tuttavia possibile pianificare
diversi interventi terapeutici 5, 6, 8. Riproducendo la
condizione fisiologica che sottopone il ginocchio al
carico del peso corporeo 9, 10, la risonanza magnetica in ortostatismo ci consente di verificare facilmente il reale comportamento delle diverse strutture
anatomiche dell’articolazione in seguito alla lesione
del LCA, fatto difficilmente indagabile con l’esame
standard, se non con artifici tecnici 11, 12, poiché il
ginocchio viene esaminato in condizioni di scarico
biomeccanico 15. Infatti, la stabilità di questa articolazione è il risultato di dell’azione sinergica dei
legamenti crociati, dei legamenti collaterali e dei
Marzo 2013
VILLOSIO
influences the biomechanics of these structures
we are able to understand the joint’s true functionality and can plan subsequent therapeutic
strategies more precisely so as to prevent further anatomic and functional damage 12, 14 and
try to restore the patient to the best functionality possible.
One point that should be kept in mind is that
as the ACL is so liable to traumatic events, we
receive a high number of patients.
Each obviously has different recovery needs
that differ first of all on the basis of the type and
severity of the lesion and, second, of the activity
the patient will be involved in afterwards.
We have to understand to what extent the
patient is limited in his everyday activities, or
if he needs to go back to exercising a type of
physical activity which may vary from a mere
pastime to real competitive sport.
To be able to assess the biomechanical behaviour of the joint in physiological weightbearing conditions allows us to obtain data
that can be really related to the clinical condition, so creating perfect synergism between
diagnosis by images and physical examination
of the patient. All this allows us to state that
weight-bearing magnetic resonance is currently the only imaging system able to provide
true data on the physiological behaviour of
the structures examined, allowing us to obtain
base-line information in order to plan correct
therapeutic action based on the patient’s real
needs.
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Vol. 66 - No. 1
muscoli flessori ed estensori 3, 7, 9. Analizzando come
la nuova condizione anatomica influisca sulla biomeccanica di tali strutture, possiamo capire la reale
funzionalità dell’articolazione, potendo pianificare
in modo più preciso le successive strategie terapeutiche, in modo tale da impedire ulteriori danni anatomo-funzionali 12, 14 e cercando di far recuperare
al paziente la migliore funzionalità possibile.
Un fatto che va tenuto in considerazione è che
essendo il LCA una struttura così soggetta a eventi
traumatici, giungono alla nostra osservazione un
elevato numero di pazienti.
Ovviamente ognuno ha necessità di recupero
diverse, che si differenziano innanzi tutto in base
al tipo e alla gravità della lesione e, in seconda
battuta, a seconda dell’attività che il paziente deve
tornare a svolgere.
Bisogna capire quanto il paziente sia limitato
nelle semplici attività quotidiane, o se abbia la necessità di tornare a praticare un tipo di attività
fisica che può variare dal semplice passatempo ad
un’attività agonistica vera e propria.
Avere la possibilità di valutare il comportamento biomeccanico dell’articolazione in condizioni di
carico fisiologico, ci consente di ottenere dei dati che
possono essere realmente relazionati con la clinica,
creando un perfetto sinergismo diagnostico tra diagnostica per immagini ed esame fisico del paziente.
Tutto ciò ci consente di affermare che la risonanza magnetica sotto carico attualmente risulta
l’unico sistema di imaging in grado di fornirci dati
reali sul comportamento fisiologico delle strutture
esaminate, consentendoci di ottenere informazioni
basilari per pianificare un corretto intervento terapeutico basato sulle reali necessità del paziente.
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263
VILLOSIO
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Received on November 15, 2012 - Accepted for publication on May 21, 2013.
Corresponding author: F. Morelli,Sant’Andrea Hospital,via di Grottarossa 1035, 00189 Rome, Italy. E-mail: [email protected]
264
Marzo 2013

MED SPORT 2013;66:265-76
Prevention of injuries to lower
limbs using logistic regression
equations in aerobic gymnastics
Prevenzione degli infortuni agli arti inferiori usando
equazioni di regressione logistica nella ginnastica aerobica
R. ABALO 1, M. VERNETTA 2, A. GUTIÉRREZ-SÁNCHEZ 3
1Department
of Functional Biology and Health Sciences, Faculty of Physiotherapy, University of Vigo, Spain
of Physical Sport Education, Faculty of Sport Sciences, University of Granada, Spain
3Department of Special Didactic, Faculty of Education and Sports Sciences, University of Vigo, Spain
2Department
SUMMARY
Aim. Determine what anthropometric parameters and morpho-constitutional are related with the appearance of lesions in the aerobic gymnastics through logistic regression equations. In addition to knowing the incidence of injuries
in order to take the necessary measures for its prevention
Methods. The sample for analysis was composed of 73 athletes aged between 6 and 2. Of these 73 athletes, 51
were of gymnasts and the remaining 22 were of practitioners of other sports. On the one hand, the measurement
of anthropometric variables (Q-angle, perimeter of the thighs and bilateral support weight) and on the other hand a
questionnaire-interview with retrospective nature took place (injury incidence, type, etc.).
Results. There were 14 injuries gymnasts throughout the season. The most abundant lesions have been the muscle
type (42.86 %). The mathematical model has a very high specificity (90%), but a low sensitivity (41.7%).
Conclusion. It is revealed the existence of anthropometric parameters related to injuries and they are exclusive of
gymnasts: half the record 1 and 2 of the Q-angle right and left, average record 1 and 2 of the bilateral support weight
on right and left lower limb.
Key words: Wounds and injuries, prevention and control - Gymnastics - Sports - Regression analysis.
RIASSUNTO
Obiettivo. Determinare quali parametri antropometrici e morfo-costituzionali sono legati alla comparsa degli infortuni
nella ginnastica aerobica attraverso equazioni di regressione logistica; ci si propone anche di conoscere l’incidenza
degli infortuni al fine di adottare le misure necessarie per la sua prevenzione.
Metodi. L’analisi del campione è stata formata da 73 atleti di età compresa tra i 6 e i 23 anni, di cui 51 erano un gruppo di ginnasti e i 22 rimanenti formavano un gruppo di atleti di altri sport. Da una parte sono state misurate le variabili
antropometriche (angolo-Q, perimetro di cosce e peso in appoggio bilaterale) e dall’altra é stato somministrato un
questionario-intervista (incidenza d’infortuni, tipologia, ecc.) di carattere retrospettivo.
Risultati. Ci sono stati 14 infortuni di ginnasti nell’arco della stagione. Le lesioni più numerose sono state quelle muscolari
(42.86%). Il modello matematico recuperato ha una specificità molto elevata (90%), ma una bassa sensibilità (41,7%).
Conclusioni. Si è evidenziata l’esistenza di parametri antropometrici correlati alle lesioni esclusive dei ginnasti: le
medie 1 e 2 dell’angolo-Q sinistro e destro, le medie 1 e 2 nel supporto bilaterale dell’arto inferiore destro e sinistro.
Parole chiave: Ferite e lesioni, prevenzione e controllo - Ginnastica - Sport - Analisi di regressione.
A
erobic gymnastics is a sport that demands
significant technical preparation and specific characteristics in those practising it: anaero-
Vol. 66 - No. 2
L
a ginnastica aerobica è uno sport che richiede notevole preparazione tecnica e caratteristiche specifiche dei praticanti: resistenza anae-
265
ABALO
PREVENTION OF INJURIES TO LOWER LIMBS USING LOGISTIC REGRESSION EQUATIONS IN AEROBIC GYMNASTICS
bic resistance, related strength, explosive power 1, 2 and flexibility. What is more, because this
discipline has now reached high levels of commitment which demand a continuous and repeated effort from the athlete, the risk of injury
has increased proportionally.3
The small number of studies carried out into
the lesions caused by this sport were epidemiological and were performed on Spanish 4, 5 and
Australian gymnasts.6 These studies analysed
extrinsic factors and no studies have been performed on intrinsic factors. Where the study of
intrinsic factors is concerned, taking the example of other sports, most of the predictive work
done has focused on research into the factors
linked to articular laxity,7, 8 flexibility 9 and biomechanical or structural aspects.10-18
According to several authors, including Fernández, De la Cruz, Cueto, Salazar and De la
Cruz,19 studies into the links between the body
structure, or biomechanics, and the incidence
of injury in sport, are giving encouraging results.11-13, 15, 20, 21 The structural measures must
include mathematical models that use regression logics to predict injury, which try to assess
the link between a variable result and one or
more predictive variables.15
The first injury prediction rate was described
by Shambaugh et al.,12 using as dependent variables the weight imbalance in bipodal support
and the deviation of the quadriceps Q angle
and poor weight distribution in basketball players. Salazar 13 applied Shambaugh’s rate and
in the same year obtained in the equation the
variable of the square of the difference of the
thigh circumference. In this way, basing himself on previous work, Fernández 15 developed
a mathematical model that can predict up to
73% whether athletes might injure themselves.
These inquiries show that the logistic regression
analysis can be a valid method in the discrimination of anthropometric parameters related
to sports lesions to the lower limbs in contact
sports such as athletics and basketball.
What is more, the investigations of many
authors 17, 18, 22 confirm that logistic regression
analysis can be reliable and simple and can be
used habitually in sports medicine.
In aerobic gymnastic, we know the incidence
of injuries 4-6 to the lower limbs, although there
is no method that can be used to predict injury
in the gymnasts that practise it.
On the basis of these premises, the main objective of this study was to apply a predictive
mathematical formula, already used in other
266
robica, una relativa forza, potenza esplosiva 1, 2
e flessibilità. Inoltre, poiché questa disciplina è
giunta ad alti livelli di impegno che richiedono
sforzi continui e ripetuti all’atleta, sono parimente aumentati anche i rischi d’infortunio 3.
I pochi studi fatti sulle lesioni di questo sport
sono di tipo epidemiologico e sono stati eseguiti
su ginnasti spagnoli 4, 5 e australiani 6. Questi studi sono stati realizzati su fattori estrinseci e non
esistono studi su quelli intrinseci. Per quanto riguarda lo studio dei fattori intrinseci, facendo
riferimento ad altri sport, la maggior parte dei
lavori predittivi è stata incentrata sulla ricerca
dei fattori connessi a lassità articolare 7, 8; flessibilità 9, aspetti biomeccanici o strutturali 10-18.
Secondo diversi autori, quali Fernández,
De la Cruz, Cueto, Salazar e De la Cruz 19, gli
studi che valutano legami tra la struttura del
corpo, o biomeccanica, e l’incidenza degli infortuni nello sport, apportano risultati incoraggianti 11-13, 15, 20, 21. Tra le misure strutturali
devono essere evidenziati i modelli matematici
predittivi degli infortuni attraverso la regressione
logistica che cercano di valutare la relazione tra
un risultato variabile e una o diverse variabili
predittive 15.
Il primo indice predittivo degli infortuni è stato descritto da Shambaugh et al.12, utilizzando
come variabili dipendenti lo squilibrio del peso
in appoggio bipodalico e la deviazione dell’angolo Q quadricipitale e la maldistribuzione del peso
nei cestisti. Salazar 13 ha applicato l’indice di
Shambaugh e nello stesso anno ottiene nell’equazione la variabile del quadrato della differenza
del perimetro delle cosce. Così, Fernández 15 basandosi sui precedenti lavori, sviluppa un modello matematico che predice al 73% se gli atleti
potranno lesionarsi. Queste indagini mostrano
che l’analisi di regressione logistica può essere un
metodo valido nella discriminazione dei parametri antropometrici relativi alle lesioni sportive
che influiscono sull’arto inferiore negli sport di
contatto quali atletica e basket.
Inoltre, le indagini di molti autori 17, 18, 22 confermano che l’analisi di regressione logistica può
essere affidabile e semplice e può essere utilizzata
nella pratica medico-sportiva abituale.
Nella ginnastica aerobica, si conosce l’incidenza degli infortuni 4-6 agli arti inferiori, sebbene manchi un metodo che possa essere utilizzato per prevedere gli infortuni nei ginnasti che
la praticano.
Sulla base di tali premesse l’obiettivo principale di questo studio è stato quello di applicare in
questa specialità della ginnastica una formula
matematica di previsione, già utilizzata in altre
Giugno 2013
sports disciplines, and developed using logistic
regression analysis,12, 13, 15 to this type of gymnastics.
The aims of the work are primarily predictive. If a mathematical model can be established
that identifies the gymnasts who are at greater
risk of a sports injury, it will be possible to reduce the risk of lesions to the lower limbs to a
minimum by specific training. This would help
to improve the athlete’s health and the achievement of sporting success.
Bearing these considerations in mind, the
objectives proposed are: to understand the incidence of injuries in various competitive categories of aerobic gymnastics and to describe
both the type of lesions and their most frequent
location. Similarly, to determine the link between lesions and non-lesions in relation to the
variables of the anthropometric and morphoconstitutional measurements.
discipline sportive, realizzata attraverso l’analisi
di regressione logistica 12, 13, 15.
Lo scopo del lavoro ha finalità principalmente
preventive. Se si stabilisce un modello matematico che identifica i ginnasti che hanno un rischio
aumentato di un infortunio sportivo, si potranno
ridurre al minimo il rischio di lesioni agli arti
inferiori attraverso un allenamento specifico.
Così, si contribuisce al miglioramento della salute dell’atleta e al raggiungimento dei suoi successi sportivi.
Tenendo conto di tali premesse, gli obiettivi
proposti sono: conoscere l’incidenza degli infortuni della ginnastica aerobica in diverse categorie competitive e descrivere il tipo di lesioni
nonché le loro localizzazioni più frequenti. Allo
stesso modo si vuole determinare la relazione tra
lesioni e non lesioni in rapporto alle variabili delle misure antropometriche e morfocostituzionali.
Materiali e metodi
Campione
Sample
The example comprised an experimental
group (EG) made up of gymnasts from the
Aerobic Gymnastics sector of the Valencian
Community and a control group (CG) made
up of athletes from other sports, from primary
and secondary schools and universities, of the
same age as those in the experimental group
(EG). The total sample comprised 73 athletes:
51 gymnasts in the EG (age 13.61±4.59 years;
weight 45.28±14.42 kg and height 150.25±15.98
cm), 88.23% (45) of whom were women and
11.77% (6) were men), and 22 in the CG (age
14.59±3.93 years; weight 49.73±11.19 kg and
height 156.54±10.10 cm), who were all women.
The choice of the athletes from Valencia is
explained by the fact that this community has
the highest number of gymnasts in all categories of this discipline, who have had the most
national and international successes.
L’esempio è costituito da un gruppo sperimentale (GE) composto da ginnasti, del settore della
Ginnastica Aerobica della Comunità Valenciana
e da un gruppo di controllo (GC) composto da
atleti che provengono da altri sport, provenienti
da scuole primarie, secondarie e Università, delle
stesse età rispetto a quelli del gruppo sperimentale
(GE). Il totale del campione è stato di 73 atleti,
51 appartengono a ginnasti appartenenti al GE
(età 13,61±4,59 anni; peso 45,28±14,42 kg e altezza 150,25±15,98 cm), dei quali l’88,23% (45)
erano donne e l’11,77% (6) erano maschi) e 22
appartengono al GC (età 14,59±3,93 anni; peso
49,73±11,19 kg e altezza 156,54±10,10 cm) ed
erano solo le donne.
La scelta degli sportivi di Valencia va ricercata
nel fatto che in questa comunità si trova il maggior numero di ginnasti di tale disciplina in tutte
le sue categorie e all’interno della quale ci sono
stati più successi a livello nazionale e internazionale.
Materiale
Material
Data was collected by the interview-questionnaire previously developed by Navarro,4
and the data collected referred to sports aspects
and to injury.
Where the type of injury is concerned, analysis started from the classification created by
Egocheaga et al.,23 but without taking wounds
into account because none were recorded.
Vol. 66 - No. 2
ABALO
Per la raccolta dei dati è stata utilizzata l’intervista-questionario convalidata in precedenza
da Navarro 4, nella quale sono stati racolti i dati
in relazione agli aspetti sportivi e alle lesioni.
Con riferimento al tipo di lesione si è partiti
dalla classificazione di Egocheaga et al.23, ma
senza tenere in conto delle ferite, perché non
sono state riscontrate.
Per la misurazione delle varie misure antro-
267
ABALO
The following were used to take the various anthropometric and morpho-constitutional
measurements (Q angle, thigh circumference
and bipodal weight support): goniometer, pachymeter, ruler, tape measure and two Jackson
platforms, and the data collected were registered on electronic sheets.
pometriche e morfocostituzionali (angolo-Q, perimetro della coscia e supporto bilaterale peso)
sono stati utilizzati: goniometro, pachimetro, righello, metro a nastro e due piattaforme di Jackson, e i dati raccolti sono stati registrati su fogli
elettronici.
Variabili
Variables
The independent variables that were analysed were the anthropometric and morphoconstitutional variables studied in both lower
limbs and the difference between the two: Q
angle, bipodal weight support and thigh circumference.
The dependent variable is the number of lesions recorded in the 2009-2010 season.
Le variabili indipendenti e oggetto di analisi
sono state le variabili antropometriche e morfocostituzionali studiate in entrambi gli arti inferiori e nella differenza tra i due: l’angolo-Q, il
peso in appoggio bilaterale e il perimetro della
coscia.
La variabile dipendente é stata data dalle lesioni individuate nella stagione 2009-2010.
Procedura
Procedure
An experimental, longitudinal, descriptive,
intragroup study was created for the research.
First of all, all the participants and persons
of responsibility (parents, coaches, teachers, federations and training centres) were informed about the objective of the project. Subsequently, and after signed informed consent
was received, the different anthropometric and
morph-constitutional parameters were measured. Information was also collected regarding
different aspects of training and of the sports
injuries that occur in the sport. And finally, data
were collected about the lesions in the 20092010 season.
The protocols established in the bibliography
were respected in the registers of the anthropometric variables: as a result, the method described by Caylor, Fites and Worrell 24 was used
to measure the Q angle, the method described
by Shambaugh et al.12 was used to measure
the difference in thigh circumference, and the
protocol followed by Shambaugh et al.12 and
subsequently modified by Grubss, Nelson and
Bandy 2 and Fernández,15 was used to register
the imbalance in the difference in supporting
weight, with the introduction of a number of
adjustments to improve the reliability of the
measurements.
All the data for the CG and the EG were
processed pursuant to Personal Data Protection
Law 15 dated December 13, 1999. The research
was performed in respect of the Helsinki declaration.
268
Per eseguire la ricerca è stato realizzato uno
studio sperimentale, longitudinale, descrittivo e
intragruppo.
Per prima cosa tutti i partecipanti e i responsabili (genitori, allenatori, insegnanti, federazioni
e centri di formazione) sono stati portati a conoscenza dell’obiettivo del lavoro. Successivamente
e dopo aver sottoscritto il consenso informato, si è
passati alla misurazione dei differenti parametri
antropometrici e morfocostituzionali. Sono state
anche raccolte informazioni riguardanti diversi
aspetti della formazione e degli infortuni sportivi
durante la pratica dello sport. Infine, sono stati
raccolti dati riguardanti le lesioni nella stagione
2009-2010.
Nei registri delle variabili antropometriche
sono stati rispettati i protocolli stabiliti nella bibliografia: in tal modo per la misurazione
dell’angolo-Q si è utilizzato il metodo descritto
da Caylor, Fites e Worrell 24, nella differenza del
perimetro delle cosce si è utilizzato il metodo descritto da Shanbaugh et al.12, per la registrazione
dello squilibrio della differenza di peso nell’appoggio è stato utilizzato il protocollo seguito da
Shambugh et al.12 e successivamente modificato
da Grubss, Nelson, Bandy 2 e Fernández 15, con
l’introduzione di alcune variazioni per migliorare l’affidabilità della misurazione.
Tutti i dati, appartenenti al GC e al GE, sono
stati trattati ai sensi della Legge Organica di Protezione dei Dati di Carattere Personale 15/1999
del 13 Dicembre. La ricerca è stata effettuata
nell’adempimento della dichiarazione di Helsinki.
Giugno 2013
ABALO
Results
Risultati
Analysis of the 73 athletes revealed that 14
gymnasts in the EG developed injuries during
the 2009-2010 season (Table I).
In Table II, we can see that the athletes presented different types of injuries.
Based on the areas of the body, the structures most damaged were the shoulders, wrists,
thighs and ankles, as illustrated in Table III.
Using Kolmogorov-Smirnov’s normality test
(Table IV) with an alpha significance level of
Dall’analisi dei 73 atleti, si rileva che 14 ginnasti del GE hanno presentato lesioni durante la
stagione 2009-2010 (Tabella I).
Nella Tabella II, vediamo che le lesioni presentate dagli atleti sono state diverse.
In base alle aree del corpo le strutture più danneggiate sono state le spalle, i polsi, le cosce e le
caviglie, come illustrato in Tabella III.
Utilizzando il test di normalità di Kolmogorov-Smirnov (tabella IV) con un livello di signi-
Table I.—Injuries during the 2009-2010 season.
Tabella I. — Lesioni nella stagione 2009-2010.
Have you had any injuries this season?
Total
Experimental group
Control group
14 19.17%
37 50.69%
51 69.86%
7 9.59%
15 20.55%
22 30.14%
YES
NO
Total
21 28.76%
54 71.24%
73 100%
Table II.—Type of injury by category.
Tabella II. — Tipologia di lesioni per categoria.
Jun
Sen
Sen
Rag
Jun
All
Rag
Tig
Control group
All
Experimental group
Type of injury
Total
Total
Ligaments
0
0
2
2
1
Tendons
0
0
2
1
2
Joints
0
0
0
0
0
5
23.81%
5
23.81%
0
2
2
1
0
0
0
0
0
5
23.81%
0
0
0
1
0
Muscles
0
0
1
2
1
4
19.05%
14
66.67%
0
1
0
0
Total
0
0
5
5
4
2
3
2
0
1
14.29%
1
14.29%
7
33.33%
Total
10
47.62%
5
23.81%
1
4.76%
5
23.81%
21
100%
Abbreviations: TIG: Tigrotte/i; ALL: allieve/i; RAG: ragazze/i; JUN: juniors; SEN: seniors.
Table III.—Part of the body injured.
Tabella III. — Parte del corpo ferito.
Jun
Sen
Sen
Rag
Jun
All
Rag
Tig
Location of injury
Control group
All
Experimental group
Total
Total
Upper limb
0
0
3
2
2
Lower limb
0
0
2
3
2
Trunk
0
0
0
0
0
7
50%
7
50%
0
0
1
0
0
2
1
2
0
0
1
0
0
14
66.67%
2
3
2
0
1
14.29%
5
71.43%
1
14.29%
7
33.33%
Total
0
0
5
5
4
Total
8
38.10%
12
57.14%
1
4.76%
21
100%
TIG: Tigrotte/i; ALL: allieve/i; RAG: ragazze/i; JUN: juniors; SEN: seniors.
Vol. 66 - No. 2
269
ABALO
Table IV.—Normality Test.
Tabella IV. — Test di normalità.
Kolmogorov-Smirnova
1 MAN
2 WOMAN
AGE
1 INJURY
0 NO INJURY
MR1R2AQD
1 POSITIVE
0 NEGATIVE
MR1R2AQI
1 POSITIVE
0 NEGATIVE
DAQ
MR1R2PAMID
MR1R2PAMII
DPA
MR1R2PMD
MR1R2PMI
DPM
Shapiro-Wilk
Statistic
gl
Sig.
Statistic
gl
Sig.
0.535
73
0.000
0.306
73
0.000
0.115
0.462
73
73
0.018
0.000
0.952
0.547
73
73
0.008
0.000
0.168
0.379
73
73
0.000
0.000
0.918
0.628
73
73
0.000
0.000
0.160
0.364
73
73
0.000
0.000
0.920
0.633
73
73
0.000
0.000
0.195
0.078
0.071
0.151
0.107
0.072
0.209
73
73
73
73
73
73
73
0.000
0.200*
0.200*
0.000
0.039
0.200*
0.000
0.748
0.966
0.975
0.841
0.971
0.986
0.726
73
73
73
73
73
73
73
0.000
0.043
0.162
0.000
0.085
0.588
0.000
A significance correction by Lilliefors
* This is a lower limit of the true significance.
MR1R2AQD: Average of registers 1 and 2 of right Q angle; MR1R2AQI: Average of registers 1 and 2 of left Q angle; DAQ Q angle
difference; MR1R2PAMID: average of registers 1 and 2 of right lower limb support; MR1R2PAMII: average of registers 1 and 2 of
left lower limb weight support; DPA: weight difference for bipodal support; MR1R2PMD: average of registers 1 and 2 of right thigh
circumference; MR1R2PMI: average of registers 1 and 2 of left thigh circumference; DPM: thigh perimeter difference.
a
0.0.5, only three variables follow a normal distribution: the average of registers 1 and 2 of
the support weight of the right lower limb (MR1R2PAMID), the average of registers 1 and 2 of
the support weight of the left lower limb (MR1R2PAMII) and the average of registers 1 and
2 of the left thigh circumference (MR1R2PMI).
When the contrast statistics were applied between the different independent variables of
the EG among the injured and uninjured gymnasts, there were significant differences: in the
average of registers 1 and 2 of the Q angle (MR1R2AQD); in the average of registers 1 and 2
of the left Q angle (MR1R2AQI), MR1R2PAMID;
and evidence of significance in the variable MR1R2PAMII (Table V).
However, when the contrast statistics were
used with the CG no independent variable is
significant; this indicates that none of them
shows that they can be a discriminant for the
injury in the CG (Table VI).
After having performed logistic regression
analysis, the resulting equation was:
ficatività di alfa uguale a 0,05, solo tre variabili
seguono una distribuzione normale: media dei
registri 1 e 2 del peso in appoggio dell’arto inferiore destro (MR1R2PAMID), media dei registri 1
e 2 del peso in appoggio dell’arto inferiore sinistro (MR1R2PAMII) e media dei registri 1 e 2 del
perimetro della coscia sinistra (MR1R2PMI).
Quando sono state applicate le statistiche di
contrasto fra le differenti variabili indipendenti
del GE fra i ginnasti infortunati e quelli non infortunati, troviamo differenze significative: nella
media del registro 1 e 2 dell’angolo-Q (MR1R2AQD); nella media del registro 1 y 2 dell’angolo-Q
sinistro (MR1R2AQI), MR1R2PAMID; e indizi di
significatività nella variabile MR1R2PAMII (Tabella V).
Tuttavia, quando sono utilizzate le statistiche
di contrasto con il GC nessuna variabile indipendente è significativa, questo indica che nessuna
di esse dimostra che possano essere discriminanti
per la lesione all’interno del GC (Tabella VI).
Dopo aver realizzato l’analisi della regressione
logistica, l’equazione risultante è stata:
270
1
P (Y=1)= ———————————
1 + e (5.323-0.272xMR1R2AQI)
1
P (Y=1)= ———————————
1 + e (5.323-0.272xMR1R2AQI)
Giugno 2013
ABALO
Table V.—Contrast statisticsa with EG.
Tabella V. — Statistiche contrastivea con il GE.
U de Mann-Whitney
MR1R2AQD
MR1R2AQI
DAQ
MR1R2PAMID
MR1R2PAMII
DPA
MR1R2PMD
MR1R2PMI
DPM
W de Wilcoxon
107.500
98.500
230.500
133.000
148.000
228.500
151.500
159.000
207.000
Z
887.500
878.500
1010.500
913.000
928.000
306.500
931.500
939.000
285.000
Asymptotic Sig. (bilateral)
-2.810
-3.010
-.078
-2.243
-1.910
-.122
-1.832
-1.666
-.605
0.005**
0.003**
0.938
0.025*
0.056
0.903
0.067
0.096
0.545
Grouping variable: 1 LESION / 0 NL
a
Table VI.—Contract statisticsa of CG.
Tabella VI. — Statistiche di contrastoa del GC.
Mann-Whitney U
MR1R2AQ
MR1R2AQI
DAQ
MR1R2PAMID
MR1R2PAMII
DPA
MR1R2PMD
MR1R2PMI
DPM
49.500
47.000
48.500
51.000
40.000
48.000
45.500
47.000
43.500
W di Wilcoxon
Z
77.500
75.000
76.500
79.000
68.000
168.000
73.500
75.000
71.500
-.212
-.388
-.282
-.106
-.881
-.317
-.494
-.388
-.642
Asymptotic Sig.
(bilateral)
.832
.698
.778
.916
.378
.751
.621
.698
.521
Exact sig.
[2*(unilateral sig.)]
.837a
.731a
.783a
.945a
.407a
.783a
.630a
.731a
.535a
Not correct for draws.
Grouping variable: NL/L
a
b
Abbreviations:
—— P(Y=1): probability that the dependant
variable will have a value of one;
—— e: exponential; MR1R2AQI: average of
register 1 and 2 of the left Q angle.
This model has a high level of significance
(90%) and a low sensitivity (41.7%), poorly classifying the individuals who suffer lesions.
Abbreviazioni:
— P(Y=1): probabilità che la variabile
dipendente assuma il valore di uno;
— e: esponenziale; MR1R2AQI: media del
registro 1 y 2 dell’angolo-Q sinistro.
Discussion
Discussione
Analysis of the risk factors that can cause
injury to a gymnast should be the first step in
the implementation of effective and timely preventive measures. In order to know in advance
which athletes are more likely to injure themselves is an important starting point to prevent
Lo studio dei fattori di rischio che possono
portare all’infortunio di un ginnasta dovrebbe essere il primo passo per attuare misure di
prevenzione efficaci e tempestive. Poter sapere
in anticipo quali sono gli sportivi che hanno
più probabilità di infortunarsi, rappresenta un
Vol. 66 - No. 2
Questo modello ha un’elevata specificità (90%)
e una bassa sensibilità (41,7%), classificando
male gli individui che si lesionano.
271
ABALO
accidents. Therefore, in this study we tackled
the problem of injuries in the AG, with the aim
of finding targeted strategies to prevent them.
We based our study on research undertaken
previously,12, 13, 15 analyzing the independent
variables included in the predictive models. After monitoring the 2009-2010 season, we were
able to obtain an injury prevention model, albeit one that reveals high specificity (90%), but
low sensitivity (41.7%). This low sensitivity can
be found in the selection of the very heterogeneous sample, particularly in terms of the age
variable.
The Q angle is one of the factors associated to biomechanical defects in knee alignment.25-28 Because this increased, it could create a lateral valgus vector which can cause
a misalignment in the transmission of force,
developing incorrect lateral movements and
therefore a predisposition to injury.29
If we compare the various independent
variables between the injured and uninjured
gymnasts, we find significant differences in the
variables: MR1R2AQD, MR1R2AQI (Table V).
We can demonstrate that an excess inclination
of the Q angle may be an anthropometric factor that can trigger a predisposition to injury,
above all the left Q angle, as demonstrated by
Fernandez.15 In our study, not only do we find
significant differences in QAI (Left Q angle)
but also in QAD (Right Q angle), something
that did not occur with DQA (Q angle difference), in which they appear insignificant. This
could indicate what triggers a predisposition to
injury in athletes in the AG and which may be
due to an excessive Q angle, particularly in the
left lower limb, and not only because of the
difference between the Q angles.
The independent variable “weight imbalance” is included in the above predictive equations studied as discriminating elements in athletes’ injuries.12, 13, 16 This variable is the result
of the weight difference in bipodal support.
This is why, like Fernandez,15 we have included the independent weight variables in the bipodal support of the right lower limb and the
bipodal support of the left lower limb.
Any imperfect alignment can trigger irregular weight distribution, with a consequent shift
of the centre of gravity and a deviation of the
force transmission lines, and even alterations
to the linearity of the spine; in particular scoliosis problems and the dissymmetry of the iliac
spines can cause supporting weight imbalance.
If we compared the different independent
272
importante punto di partenza per prevenire gli
infortuni. Pertanto, in questo studio abbiamo
affrontato il problema degli infortuni nel GA
con l’intenzione di trovare strategie mirate per
prevenirli.
Abbiamo realizzato il nostro studio basandolo su ricerche fatte in precedenza 12, 13, 15,
analizzando le variabili indipendenti incluse
nei modelli predittivi. Dopo il monitoraggio della stagione 2009-2010, si è potuto ottenere un
modello di prevenzione degli infortuni, il quale,
anche se questo dimostra una elevata specificità
(90%), ma una bassa sensibilità (41,7%). Questa bassa sensibilità può essere ricercata nella
selezione del campione molto eterogeneo, soprattutto rispetto alla variabile età.
L’angolo-Q è uno dei fattori associati ai difetti
biomeccanici nella linearità del ginocchio 25-28.
Dato che esso è aumentato, può creare un vettore di forze laterali in valgo che può causare un
disallineamento nella trasmissione delle forze,
sviluppando movimenti laterali incorretti, con
la conseguente predisposizione alle lesioni 29.
Confrontando le diverse variabili indipendenti tra i ginnasti infortunati e non infortunati, troviamo differenze significative nelle
variabili: MR1R2AQD, MR1R2AQI (Tabella V).
Possiamo indicare che un’eccessiva inclinazione dell’angolo-Q può essere un fattore antropometrico che può predisporre a subire una
lesione, soprattutto l’angolo-Q sinistro, secondo
quanto dimostrato da Fernandez 15. Nel nostro
studio, non solo si trovano differenze significative in AQI ma anche in AQD, cosa che non accade con il DAQ, nel quale esse appaiono non
significative. Questo fatto potrebbe indicare ciò
che predispone a subire una lesione negli atleti
del GA e che può essere dovuto a un eccessivo
angolo-Q, specialmente nell’arto inferiore sinistro, e non tanto a causa della differenza fra
gli angoli Q.
La variabile indipendente “squilibrio di peso”
è inclusa nelle equazioni predittive studiate
come elemento discriminatorio nelle lesioni degli atleti 12, 13, 16. Questa variabile è il risultato
della differenza di peso nell’appoggio bilaterale.
Ecco perché, come Fernandez 15, abbiamo incluso le variabili indipendenti di peso nell’appoggio
bilaterale dell’arto inferiore destro e nell’appoggio bilaterale dell’arto inferiore sinistro.
Un qualsiasi allineamento imperfetto può
causare una distribuzione del peso irregolare,
con conseguente spostamento del centro di gravità e una deviazione delle linee di trasmissione
di forza e persino alterazioni nella linearità della colonna vertebrale, principalmente problemi
Giugno 2013
variables between injured and uninjured gymnasts, there are also significant differences in
the variable MR1R2PAMID and evidence of significance in the variable MR1R2PAMII, an aspect that is evident in table V. As a result, the
supporting weights is also like a variable that
predisposes the body to injury, when there are
significant differences (in the right leg) and evidence of importance (in the left leg) between
the injured and the uninjured gymnasts, even
if they are much more significant in the right
leg. Moreover, the majority of the individuals
put more weight on the left leg than on their
right leg.
No particular differences emerged from our
comparison of these variables between the different groups, which is logical considering the
large variation in weight between individuals
of different ages, even within the same group,
because of the morpho-constitutional differences are evident at that age.
The imbalance in the lower limb symmetry
was identified as a possible factor generating
lesions,30 and was one of the variables chosen
and studied by Shambaugh et al.12 as one that
might discriminate individuals with a likelihood of injury.
The results obtained induce us to think that
the variable of the right and left thigh circumferences are not factors that can help us to
predict which gymnasts run a greater risk of
injury. What is more, as comparative analysis
between the groups demonstrates, the anthropometric differences linked to age cause huge
differences in the circumference of the right
or left thigh between individuals in different
categories.
The results obtained regarding the injuries
to the gymnasts coincide with previous studies,4, 5, 31 which reveal that the largest number
of injuries belong to the highest category. The
same is also true for artistic gymnastics.32 This
may be due on one hand to the fact that the
training load increases, even in our sample,
confirming Navarro’s data;32 and on the other,
that many of the athletes are also professional
teachers of Traditional Aerobics.33
Over the years, the incidence of injuries has
decreased as a result of changes to the Code
of Points. In Navarro’s study,34 with the Code
in force in the years 2001-2004, the average
incidence of injuries was 2.6 per athlete. With
the same regulations, a study by Fetterplace 6
counted 2.18 lesions per athlete. Years later,
with the Code in force for the years 2005-2008,
Vol. 66 - No. 2
ABALO
scoliotici e le dismetrie delle spine iliache possono causare uno squilibrio di peso nell’appoggio.
Confrontando le diverse variabili indipendenti tra i ginnasti infortunati e non infortunati, ci sono anche differenze significative nella
variabile MR1R2PAMID e indizi di significatività nella variabile MR1R2PAMII, aspetto che si
può vedere nella tabella V. Pertanto, il peso in
appoggio risulta essere anche come una variabile che predispone a subire una lesione, quando ci sono differenze significative (nella gamba
destra) e degli indizi di rilevanza (nella gamba
sinistra) tra i ginnasti infortunati e quelli non
infortunati, anche se sono molto più significativi nella gamba destra. Inoltre la maggior parte
dei soggetti carica maggiore peso sulla gamba
sinistra che sulla destra.
Nel confrontare queste variabili tra i diversi
gruppi non sono state rilevate grandi differenze,
cosa logica dovuta alle grandi variazioni di peso
tra i soggetti di età diverse, e persino all’interno
del medesimo gruppo, dato che a quelle età le
differenze morfocostituzionali sono evidenti.
Lo squilibrio della simmetria degli arti inferiori è stato identificato come possibile fattore
generatore di lesioni 30, così da essere una delle
variabili scelte e studiate da Shambaugh et al.12
come una di quelle che potevano discriminare i
soggetti con probabilità di lesione.
I risultati ottenuti inducono a pensare che
la variabile del perimetro della coscia destra e
sinistra, non siano fattori che possono aiutarci a prevedere quali ginnasti siano a maggiore
rischio di lesioni. Inoltre, come dimostra l’analisi comparativa tra gruppi, le differenze antropometriche legate all’età fanno sì che esistono
grandi differenze del perimetro della coscia destra o sinistra tra soggetti di diverse categorie.
I risultati ottenuti riguardanti le lesioni dei
ginnasti coincidono con gli studi precedenti 4, 5, 31 dove si evince che il più grande numero
di infortunati appartiene alla categoria massima. Lo stesso vale per la ginnastica artistica 32.
Questo può essere dovuto al fatto che da un lato,
il carico di allenamento, anche nel nostro campione aumenta confermando i dati di Navarro 32; dall’altro, che una gran parte degli atleti
si dedica professionalmente anche all’insegnamento dell’Aerobica Tradizionale 33.
Nel corso degli anni a causa dei cambiamenti apportati ai Codice di Punteggio, è diminuita
l’incidenza degli infortuni. Nello studio di Navarro 34 con il codice in vigore negli anni 20012004 l’incidenza degli infortuni era in media di
2,6 per atleta. Con lo stesso regolamento in uno
studio di Fetterplace 6 furono conteggiate 2,18
273
ABALO
Abalo et al.5 counted 0.93 lesions per gymnast.
Last session, with the current system in force
(2009-2012), there were 0.27 lesions per athlete, which represents a considerable reduction in injury levels.
The incidence of injuries was higher in other disciplines, as recorded for Australian gymnasts,35 classical and contemporary dancers 36
and ballet dancers,37 although it is important
to bear in mind that to compare the incidence
levels of these sports the sample and the category must be the same.
In the studies analyzed,4-6 we can see the
similarity in the percentages of female participation, but we cannot compare them with the
males because of the small number of the latter.
As we saw in previous studies 4-6, 31, 34 the
most recurrent injuries were those to muscles,
followed by those to the joints and a small
proportion to bones. These data also coincide
with those for rhythmic gymnastics.38, 39
The lesions noted can be divided according
to their location in the body. Their incidence
in one area of the body rather than another is
linked to the editions of the Code of Points.
Navarro 4 and Fetterplace 6 obtain very similar
values with the 2001-2004 regulations.
With regard to the studies performed with
the 2005-2008 Code of Points, Abalo et al.5
found a decrease in injuries to the upper limb
due to restrictions on landings with push-ups.
The same thing was not repeated in the last
season (2009-2010), during which injuries
were divided equally between the two extremities, with none to the trunk. This Code, while
it maintained the restriction on landings, also
reduced the number of elements of difficulty in
the individual category from 12 to 10.
Regarding the parts of the body most frequently affected by lesions, these have gone
from the common examples of injuries to the
wrists 4, 31 and ankles 5, 6 to a high number of
injuries to the thighs noted in the athletes from
Valencia. This is due to the overloading of
these areas which we can associate with a lack
of flexibility, high intensity, repetitive tension,
and the high frequency and duration of training sessions,40 as well as to technical deficiencies or excessive training.41
As in similar disciplines, the majority of injuries occur in the lower limbs, like
dance 36, 37, 42, 43 and artistic gymnastics,35, 44 due
to excess use of these extremities to perform
acrobatic movements.
274
lesioni per atleta. Anni dopo, Abalo et al.5 con
il codice in vigore negli anni 2005-2008 hanno
riscontrato 0,93 lesioni per ginnasta. La scorsa
stagione con l’attuale codice (2009-2012), 0,27
lesioni per sportivo, che sta ad indicare una riduzione notevole degli infortuni.
L’incidenza degli infortuni è stata più alta in
altre discipline secondo quanto riscontrato nelle
ginnaste australiane 35, nei ballerini di danza
classica e contemporanea 36 e nei ballerini di
balletto 37 anche se per poter confrontare i livelli d’incidenza di questi sport, si deve tener presente che il campione e la categoria dovrebbero
essere le stesse.
Negli studi analizzati 4-6, si può vedere la somiglianza della percentuale di partecipazione
femminile, ma non si possono paragonare con i
maschi a causa della loro scarsa presenza.
Come nei precedenti studi 4-6, 31, 34 le lesioni
più ricorrenti sono state quelle muscolari, seguite da quelle articolari e da quelle di tipo osseo
in proporzione minore. Questi dati coincidono
anche nella ginnastica ritmica 38, 39.
Le lesioni riscontrate possono essere suddivise secondo le diverse localizzazioni nel corpo.
La loro incidenza in una area piuttosto che in
un’altra è legata alle edizioni dei Codici di Punteggio. Navarro 4 e Fetterplace 6 ottengono valori
molto simili con il regolamento 2001-2004.
Per quanto riguarda gli studi effettuati con
il Codice di Punteggio 2005-2008, Abalo et al.5
hanno riscontrato una diminuzione degli infortuni nell’arto superiore per le restrizioni degli
atterraggi con i piegamenti sulle braccia (push
up). Non è successa la stessa cosa nell’ultima stagione (2009-2010), durante la quale le lesioni si
dividono in proporzioni simili tra le due estremità, ma nessuna al tronco. Questo Codice, oltre a
mantenere le restrizioni nelle cadute, riduce il
numero di elementi di difficoltà nella categoria
individuale facendoli passare da 12 a 10.
Per quello che riguarda le sedi corporee più
frequentemente interessate dalle lesioni si è passati dal comune riscontro di infortuni ai polsi 4, 31 e alle caviglie 5, 6 ad un elevato numero di
lesioni a carico delle cosce osservate negli atleti
di Valencia. Ciò è dovuto al sovraccarico di queste aree cui si associa scarsa flessibilità, intensità elevata, tensioni ripetitive, alta frequenza e
durata degli allenamenti 40, oltre che ad una carente tecnica o ad un allenamento eccessivo 41.
Come in discipline affini, la maggior parte degli infortuni si verifica negli arti inferiori, come
nella danza36, 37, 42, 43 e nella ginnastica artistica 35, 44, per l’uso eccessivo di queste estremità
quando si eseguono movimenti acrobatici.
Giugno 2013
ABALO
Conclusions
Conclusioni
The following conclusions were established
in the light of the results obtained:
1. The injuries that predominate in this sport
are those to muscles and tendons, with lesions
of various degrees of gravity to both muscles
and tendons.
2. The injured areas of the body are distributed equally in the upper and the lower limbs,
because of changes to the Code of Points (restrictions in falls and the number of difficulties).
3. The mathematical equation obtained using logistic regression cannot predict the risk
of lesions for gymnasts in the sample, because
although specificity is high (90%), sensitivity is
low (41.7%), and is therefore not able to differentiate from chance.
4. The variables that proved significant in the
group of gymnasts were the Average of registers
1 and 2 of the right Q angle, the Average of registers 1 and 2 of the left Q angle, the Average of
registers 1 and 2 of the supported weight on the
right lower limb and evidence of significance in
the variable Average of registers 1 and 2 of the
supported weight on the left lower limb.
To sum up, bearing in mind that the mathematical equation obtained by logistic regression is not able to predict the risk to gymnasts,
its high level of specificity and the significance
of the variables highlighted makes it necessary
to perform future studies with a more homogeneous sample in order to study the reliability of
the predictive equation.
Therefore, the selection of a more homogeneous and larger sample, and a selection by
age, gender or different categories, could help
us to establish a mathematical model with sufficient specificity and sensitivity to produce a
more reliable predictive equation.
Alla luce dei risultati ottenuti sono state stabilite le seguenti conclusioni:
1. Gli infortuni che predominano in questo
sport sono quelli muscolo-tendinei con lesioni di
variabile gravità sia a carico dei muscoli che dei
tendini.
2. Le aree lesionate del corpo sono equamente distribuite tanto tra gli arti superiori come tra
quelli inferiori, a causa delle modifiche nel codice di punteggio (restrizioni nelle cadute e il numero delle difficoltà).
3. L’equazione matematica ottenuta attraverso
regressione logistica non può prevedere il rischio
di lesioni per i ginnasti del campione, perché sebbene la specificità sia alta (90%), la sensibilità è
bassa (41,7%), quindi non è in grado di differenziare oltre lo stesso caso..
4. Le variabili che si sono dimostrate significative nel gruppo dei ginnasti sono le Medie del
registro 1 e 2 dell’angolo-Q destro, le Media del
registro 1 e 2 dell’angolo-Q sinistro, la Media dei
registri 1 e 2 del peso in appoggio dell’arto inferiore destro e gli indizi di significatività nella
variabile Media dei registri 1 e 2 del peso in appoggio dell’arto inferiore sinistro.
Ricapitolando, tenendo in conto che l’equazione matematica ottenuta dalla regressione logistica non è in grado di prevedere il rischio nei
ginnasti, la sua alta specificità e la significatività
delle variabili segnalate rende necessario realizzare studi futuri con un campione più omogeneo
per poter studiare il grado di fiducia dell’equazione predittiva.
Pertanto, la selezione di un campione più
omogeneo e numeroso, così come una selezione
per età, sesso o diverse categorie, potrebbe aiutarci a stabilire un modello matematico con la
specificità e la sensibilità sufficiente per essere
un’equazione predittiva più affidabile.
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Received on June 28, 2013 - Accepted for publication on April 22, 2013.
Corresponding author: R. Abalo, Department of Functional Biology, Faculty of Physiotherapy, University of Vigo, Spain.
E-mail: [email protected]
276
Giugno 2013
Case reports
Casi clinici
MED SPORT 2013;66:277-84
Arthroscopic excision
of the os trigonum:
a case report
Asportazione artroscopica dell’os trigonum:
note di tecnica chirurgica
e case report
F. MORELLI, P. SERLORENZI, A. FERRETTI
Unit of Orthopedics and Traumatology, Sant’Andrea Hospital
Second Faculty of Medicine and Surgery, La Sapienza University, Rome, Italy
SUMMARY
This article describes the treatment of posterior ankle pain secondary to a hypertrophic os trigonum, involving mainly
ballet dancers, runners or football players due to the forced plantar flexion of the ankle. We report the case of a
21-year-old football player, with posterior ankle impingement. After failure of conservative treatment, he underwent
an arthroscopic excision of the os trigonum. A standard 4.5-mm arthroscopy through posteromedial and posterolateral portals was used to visualize and remove the os trigonum. The patient was allowed to full-weight bearing at two
weeks postoperatively and started a rehabilitation program. At four weeks postoperation the patient was allowed to
run, training with progression and at eight weeks he was able to regain to sport activity. At 24-month follow-up he had
neither symptoms nor limitations. Arthroscopic excision of the os trigonum is a valid and safe way to treat a posterior
impingement syndrome in athletes, with lower complication rate and shorter recovery time.
Key words: Arthroscopy - Ankle - Talus.
RIASSUNTO
Questo articolo descrive il trattamento di una sintomatologia dolorosa della regione posteriore della caviglia provocata dalla presenza di un os trigonum ipertrofico, condizione particolarmente frequente in soggetti che svolgono attività
sportive in cui è richiesta una flessione plantare forzata della caviglia, come il calcio, la danza e la corsa. Riportiamo,
inoltre, il caso di un paziente di 21 anni, calciatore a livello dilettantistico, il quale lamentava una sintomatologia algica
a carico della regione posteriore della caviglia. Gli accertamenti strumentali evidenziavano la presenza di un voluminoso os trigonum a destra che, in considerazione del quadro clinico, dei reperti delle indagini diagnostiche e del
fallimento dei pregressi trattamenti conservativi, è stato asportato chirurgicamente per via artroscopica posteriore. I
portali artroscopici utilizzati sono stati quelli standard per l’artroscopia della regione posteriore della caviglia (posteromediale e postero-laterale) utilizzando un artroscopio standard da 4,5 mm. Dopo due settimane è stata consentita la
deambulazione senza l’ausilio dei bastoni canadesi e il paziente ha iniziato la fisiochinesiterapia. Dopo quattro settimane è stata introdotta la corsa e dopo ulteriori due settimane gli allenamenti sport-specifici (calcio), con un ritorno
all’attività sportiva completa a otto settimane postoperatorie. All’ultimo follow-up eseguito 24 mesi dopo l’intervento
il paziente riferiva la completa assenza di sintomatogia algica e di sensazione di deficit articolare a carico del piede
destro. L’asportazione per via artroscopica dell’os trigonum è un’opzione terapeutica valida in caso di fallimento del
trattamento conservativo, gravata da un minor tasso di complicanze intra- e postoperatorie e un più rapido recupero
funzionale rispetto a quella a cielo aperto.
Parole chiave: Artroscopia - Caviglia – Astragalo.
Vol. 66 - No. 2
277
MORELLI
S
Arthroscopic excision of the os trigonum
ymptoms of pain in the rear of the ankle
may be caused by numerous pathological
conditions: tenosynovitis of the flexor halluces
longus, osteochondritis, degenerative or posttraumatic degeneration of the sub-talar joint,
Achilles tendinopathy, retrocalcaneal bursitis,
and fracture of the Stieda process of the talus
bone; however, one of the commonest causes is
the presence of an os trigonum.
An os trigonum is a floating bone formation
located in the rear of the foot, in a posteromedial position with respect to the lateral tubercle
of the talus, originating from a secondary ossification center,1 which grows between eleven
and thirteen years in males and between eight
and ten years in females, before fusing with the
posterior region of the talus bone. When this
does not occur, or when it is particularly large,
the os trigonum can cause symptoms of posterior ankle impingement.
Although it is relatively infrequent from a
clinical perspective, the presence of an os trigonum can be demonstrated radiographically
in 7% to 14% of the general population, and
it is often bilateral.2 This bone formation can
be entirely asymptomatic or may become clinically evident, particularly in people who practice sports that require repeated forced ankle
plantar flexion, such as dance, football or running.3, 4
Clinical symptoms are primarily pain, in
both the posteromedial and the posterolateral
regions of the ankle, which is always present
in maximum plantar flexion of the ankle but
may be completely absent in the remaining
ROM.
A clinical examination may reveal moderate
tumefaction in the medial and lateral retromalleolar regions; there is always a strong painful
response to deep finger pressure in the preachillean region and a painful reduction in ankle
plantar flexion, with respect to contralateral
flexion, which is variable and proportional to
the size of the os trigonum and to a possible
local inflammatory reaction.
The diagnosis is confirmed by performing a
lateral X-ray of the ankle with neutral flexion,
which will demonstrate the presence on an os
trigonum, while a lateral radiographic examination with the foot in maximum plantar flexion
will highlight the impingement of the os trigonum between the posterior rim of the tibia and
the upper part of the heel.
Instrumental diagnostics concludes with the
execution of an MRI scan, which allows to de-
278
U
na sintomatologia dolorosa della regione posteriore della caviglia può essere causata da
numerose condizioni patologiche: tenosinoviti
del flessore lungo dell’alluce, osteocondriti, alterazioni degenerative o post-traumatiche dell’articolazione sotto-astragalica, tendinopatia achillea, borsite retrocalcaneare, fratture del processo
di Stieda dell’astragalo; tuttavia una delle cause
più comuni è la presenza di un os trigonum. L’os
trigonum è una formazione ossea incostante situata nella regione posteriore del piede, in posizione postero-mediale rispetto al tubercolo laterale
dell’astragalo, che origina da un nucleo di ossificazione secondario 1 che compare tra gli undici
e i tredici anni di età nel sesso maschile e tra gli
otto e i dieci in quello femminile, per poi fondersi
con la regione posteriore dell’astragalo. Quando
ciò non avviene o quando risulta particolarmente
voluminoso, l’os trigonum può diventare la causa
di una sintomatologia da impingement posteriore della caviglia. Pur essendo relativamente poco
frequente dal punto di vista clinico, l’incidenza
radiologicamente dimostrata di un os trigonum
è compresa tra il 7% e il 14% della popolazione
generale, spesso bilaterale 2. Tale formazione ossea
può risultare del tutto asintomatica oppure diventare clinicamente evidente in particolare qualora
si pratichino attività sportive che richiedano l’esecuzione di movimenti che coinvolgano in maniera significativa e ripetuta nel tempo la flessione
plantare forzata della caviglia, come la danza, il
calcio, la corsa 3, 4.
La sintomatologia clinica è dominata dal dolore, sia in sede postero-mediale che postero-laterale
della caviglia, sempre presente nella flessione plantare massima della caviglia ma che può anche essere completamente assente nel restante ROM.
All’esame clinico può essere presente una modica tumefazione retromalleolare mediale e laterale; è invece sempre presente una viva dolorabilità alla digitopressione profonda nella regione
preachillea e una riduzione dolorosa della flessione plantare della caviglia, rispetto alla controlaterale, variabile e proporzionale alle dimensioni dell’os trigonum e alla eventuale reazione
infiammatoria locale.
La diagnosi trova conferma nell’esecuzione di
una radiografia della caviglia in proiezione laterale in flessione neutra, che dimostrerà la presenza dell’os trigonum, mentre l’esame radiografico
in proiezione laterale con il piede in massima flessione plantare evidenzierà l’impingement dell’os
trigonum tra il margine posteriore della tibia e la
porzione superiore del calcagno.
La diagnostica strumentale si completa con
l’esecuzione della RM, in grado di evidenziare la
presenza della reazione infiammatoria della regione posteriore della caviglia, caratterizzata prevalentemente dall’edema dei tessuti molli e dalla
June 2013
MORELLI
Figure 1.—Lateral radiographic projection revealing a
voluminous os trigonum.
Figura 1. — Radiografia in proiezione laterale in cui si
evidenzia un voluminoso os trigonum.
tect the presence of an inflammatory reaction in
the rear part of the ankle, characterised primarily by edema in the soft tissues and the possible
presence of tenosynovitis of the flexor halluces
longus (Figures 1, 2).
Treatment of the os trigonum syndrome is
initially conservative,5 based on systemic and/
or local anti-inflammatory therapy, physiotherapy (ultrasound, shockwave treatment), orthosis,
limitations on athletic movements and, rarely,
local injections of corticosteroids.
After the failure of the conservative therapy,
prolonged for a minimum of 3-6 months, surgery is recommended, consisting in the excision of the os trigonum.6, 7
The purpose of this article was to present the
result and possible complications of an arthroscopic procedure to excise an os trigonum in a
patient being treated in our centre.
possibile presenza di una tenosinovite del tendine
flessore lungo dell’alluce (Figure 1, 2).
Il trattamento della sindrome dell’os trigonum
è inizialmente di tipo conservativo 5, basato sulla terapia antinfiammatoria per via sistemica e/o
locale, terapia fisica (ultrasuoni, onde d’urto),
ortesi, limitazione del gesto atletico e, raramente,
infiltrazione locale di corticosteroidi.
Dopo il fallimento della terapia conservativa,
prolungata per un periodo minimo di 3-6 mesi,
è indicato il trattamento chirurgico, che consiste
nell’asportazione dell’os trigonum 6, 7.
Lo scopo di questo lavoro è quello di presentare
i risultati e le eventuali complicanze di un intervento di asportazione per via artroscopica di un os
trigonum in un paziente trattato presso la nostra
struttura.
Caso clinico
Case report
A patient was brought to our attention, a
21-year-old male and amateur footballer, who
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Figure 2.—The same case with maximum plantarflexion
to highlight the impingement of the os trigonum between the posterior rim of the tibia and the heel.
Figura 2. — Lo stesso caso in massima flessione plantare
per evidenziare l’impingement dell’os trigonum tra il
margine posteriore della tibia e il calcagno.
Si è presentato alla nostra attenzione un paziente di 21 anni, di sesso maschile, calciatore a
livello dilettantistico che riferiva la presenza, da
279
MORELLI
Figure 3.—Reference points and arthroscopic portals.
Figura 3. — Punti di repere e portali artroscopici.
reported localised pain for about three years, in
the rear of his right ankle (dominant side) close
to the Achilles tendon, with no evident traumas;
the pain appeared above all during plantar flexion movements and was aggravated by sporting
activities.
The patient reported that he had undergone
cryotherapy and physiotherapy in recent years and
had worn orthesis, which had brought partial and
transitory relief.
At physical examination of the foot and ankle
it appeared dry, there was a painful limitation of
ankle plantar flexion (20°) and a strong painful
response to deep finger pressure in the preachillean region. The Achilles tendon was not painful and lateral and/or medial ligamentous laxity
tests on the ankle were negative. The patient,
therefore, underwent a standard radiographic
examination, which revealed the presence of
a voluminous os trigonum on the right, and an
MRI scan which revealed a local inflammatory
reaction with tenosynovitis of the flexor halluces
longus.
In consideration of the case history, the results
of the diagnostic examinations and the failure of
conservative treatment, the surgical excision of the
os trigonum by posterior arthroscopy was recommended.
Surgical technique
The procedure was performed with an epidural
anesthesia, with the patient lying prone, taking care
to ensure the foot was perfectly perpendicular to
the floor, and under pneumatic ischemia.
Standard arthroscopic hindfoot portals were used
280
Figure 4.—Postoperative radiography with maximum
plantarflexion to highlight the complete excision of the
os trigonum and the absence of posterior impingement.
Figura 4. — Radiografia postoperatoria in massima flessione plantare per evidenziare la completa asportazione
dell’os trigonum e l’assenza di impingement posteriore.
circa tre anni, di algia localizzata alla regione
posteriore della caviglia destra (lato dominante)
in prossimità del tendine achilleo, in assenza di
traumi apparenti; il dolore si presentava soprattutto nei movimenti di flessione plantare ed era acuito dall’attività sportiva.
Il paziente riferiva di avere eseguito negli anni
precedenti crioterapia, fisiochinesiterapia e aver
indossato plantari ricavandone un beneficio parziale e transitorio.
All’esame obiettivo il piede e il collo-piede destro
apparivano asciutti, era presente una limitazione dolorosa della flessione plantare della caviglia
(20°) e una viva dolorabilità alla digitopressione
profonda a livello della regione preachillea. Il tendine d’Achille non era dolorabile e i test di lassità legamentosa laterale e/o mediale della caviglia
erano negativi. Il paziente veniva quindi sottoposto ad accertamenti radiografici standard che
evidenziavano la presenza di un voluminoso os
trigonum a destra e a una RM che evidenziava
una reazione infiammatoria locale con tenosinovite del flessore lungo dell’alluce.
In considerazione del quadro clinico, dei reperti delle indagini diagnostiche e del fallimento
dei pregressi trattamenti conservativi veniva posta
indicazione all’asportazione chirurgica dell’os trigonum per via artroscopia posteriore.
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MORELLI
(posteromedial and posterolateral), using a standard 4.5-mm arthroscope.8
After having identified the voluminous os trigonum and having verified the impingement using the
arthroscope, the flexor halluces longus tendon was
identified. Taking care to hug the border of the tendon, any capsular adhesions were removed, as well
as the inflamed tissue surrounding the os trigonum.
The os trigonum was completely mobilised in relation to the rear process of the talus and it was then
entirely excised by arthroscopic procedure. The absence of impingement during maximum plantarflexion was verified by amplioscope. And finally, a
simple compression bandage was applied (Figures
3, 4).
The patient was discharged on the second day
after the operation with the appropriate antithrombosis therapy, partial weight bearing, and was advised to perform ankle flexo-extension movements
to exercise the ankle.
After two weeks, the patient was allowed to put
all his weight on the ankle, and began physiotherapy that included active and assisted mobilisation
of the ankle to recover articulation, proprioceptive
exercises using a Freeman oscillating table, an exercise bicycle and swimming.
Four weeks after surgery, running was added and
after a further two weeks the patient was allowed to
start sport-specific training (football).
The patient was permitted to return to complete
unlimited sport 8 weeks after surgery.
No complications emerged during the postoperative period, and the arthroscopic portals healed in
the usual time. Two weeks after surgery, the ROM
of the ankle was already good, and at the followup 4 weeks after surgery it was complete and not
painful.
At the last follow-up, 24 months after surgery,
the patient reported the complete absence of any
symptomatic pain or sensation of articular deficit
in his right foot, which had allowed him gradually
return to his sporting activities just six weeks after
the procedure.
To an objective examination, the ankle appeared
dry, the articulation was complete and not painful
even at the maximum degree of plantar flexion and,
moreover, there was no tenderness to deep finger
pressure in the preachillean region.
The results were assessed with the Ankle-Hindfoot (AOFAS) score, and improved from a score of
69 presurgery to one of 100 at the last 100 followup. The patient was informed that all data related
to his case were going to be published, and gave
his content.
Discussion
The posterior ankle impingement syndrome
can be defined as a clinical condition character-
Vol. 66 - No. 2
Tecnica chirurgica
L’intervento è stato eseguito in anestesia epidurale con il paziente in decubito prono, avendo
cura di avere il piede perfettamente perpendicolare al terreno, ed in pneumoischemia.
I portali artroscopici utilizzati sono stati quelli
standard per l’artroscopia della regione posteriore
della caviglia (postero-mediale e postero-laterale)
utilizzando un artroscopio standard da 4,5 mm 8.
Dopo aver identificato il voluminoso os trigonum e aver verificato l’impingement sotto controllo artroscopico, è stato repertato il tendine del flessore lungo dell’alluce. Avendo cura di mantenersi
sempre lateralmente ad esso, sono state rimosse
tutte le aderenze capsulari ed il tessuto infiammatorio circostante l’os trigonum.
L’os trigonum è stato completamente mobilizzato
rispetto al processo posteriore dell’astragalo ed è quindi stato asportato integralmente con strumentario
artroscopico. È stato inoltre verificato sotto controllo
amplioscopico l’assenza di impingement in massima
flessione plantare. Infine è stata confezionata una
semplice fasciatura compressiva (Figure 3, 4).
Il paziente è stato dimesso in seconda giornata
post-operatoria con l’opportuna terapia antitrombotica, con carico parziale e con la raccomandazione di eseguire movimenti attivi di flesso-estensione della caviglia.
Dopo due settimane è stato concesso il carico
completo ed il paziente ha iniziato la fisiochinesiterapia comprendente la mobilizzazione attiva
e assistita della caviglia per il recupero dell’articolarità, la ginnastica propriocettiva mediante
tavoletta oscillante di Freeman, la cyclette e il
nuoto.
Dopo quattro settimane dall’intervento chirurgico è stata introdotta la corsa e dopo ulteriori due
settimane gli allenamenti sport-specifici (calcio).
Il ritorno allo sport completo senza limitazioni
è stato concesso dopo 8 settimane dall’intervento.
Nel periodo postoperatorio non si è verificata
alcuna complicanza ed i fori artroscopici si sono
cicatrizzati nei tempi consueti. Già dopo due settimane dall’intervento il ROM della caviglia era
buono, mentre al follow-up a quattro settimane
postoperatorie era completo e non dolente.
All’ultimo follow-up eseguito 24 mesi dopo l’intervento il paziente riferiva la completa assenza di
sintomatogia algica e di sensazioni di deficit articolare a carico del piede destro, che gli ha permesso una graduale ripresa dell’attività sportiva già
sei settimane dopo l’intervento.
All’esame obiettivo la caviglia appariva asciutta, l’articolarità era completa e non dolente neanche ai massimi gradi della flessione plantare ed
inoltre non era presente alcuna dolorabilità alla
digito-pressione profonda in sede preachillea.
I risultati sono stati valutati con la scala a punti
Ankle-Hindfoot (AOFAS) che è passata da un pun-
281
MORELLI
ised by pain in the posterior part of the tibiotarsal joint during plantar flexion.
This condition is relatively rare among the
normal and sporty public, except among people practising a sport that demands intense
repetitive execution of this movement to a
maximum degree, for example dance and
football.3, 4
This syndrome can be defined as osseous
or fibrous, depending on the type of tissue
that limits the complete articulation of the tibiotarsal joint during plantar flexion: in the
first case it is due to the presence of a Stieda
process, a prominent process of the posterior
surface of the heel, of loose bodies or of an
os trigonum; the fibrous condition is due to
soft tissue derived from a chronic inflammatory process or tenosynovitis of the flexor halluces longus, the posterior tibial joint or the
peroneal muscles.
The os trigonum is a secondary ossification
center,1 which ossifies between seven and thirteen years of age, usually fusing within one
year with the talus bone to generate the Stieda
process.
The first person to identify this bone formation was Rosenmuller in 1804, but it was
Turner,1 in 1882, who first described it as a
separate bone, separated by the posterior rim
of the talus bone; its origin as the result of a
fracture has never been demonstrated, partly
because documented cases of the fracture of
the posterior astragalar tubercle present characteristic rims and a positive case history of
trauma.
The presence of an os trigonum may be entirely asymptomatic, in the absence of the demand for more intense use, particularly plantar
flexion movements; on the other hand, when
there is an increased demand for functional activity, such as the need to perform repetitive
forced plantar flexion (usually in sports), this
may trigger symptoms that are typically pain
and limited articulation.
Radiographic confirmation of the presence
of an os trigonum requires not only standards
projections (AP and LL), but also a lateral projection of the ankle in maximum plantarflexion,
in order to reveal the impingement.
In the event of failure of conservative treatment administered for at least three months,
surgery is recommended.6, 7
Initially techniques were used that envisaged open surgical excision, posteromedial
or posterolateral, the results of which have
282
teggio di 69 preoperatorio ad uno di 100 all’ultimo
follow-up. Il paziente è stato informato che i dati
derivanti dal caso sarebbero stati pubblicati e ha
fornito il suo consenso.
Discussione
La sindrome da impingement posteriore della
caviglia può essere definita come una condizione
clinica caratterizzata da dolore nella regione posteriore della tibio-tarsica durante i movimenti di
flessione plantare.
È una patologia relativamente rara nella popolazione normale e sportiva ad eccezione di coloro
che praticano sport in cui vi sia un’aumentata esecuzione di tale movimento soprattutto ai massimi
gradi, come ad esempio la danza e il calcio 3, 4.
Tale sindrome può essere distinta in ossea o
fibrosa a seconda del tipo di tessuto che limita
la completa articolarità della tibio-tarsica in
flessione plantare: nel primo caso è dovuto alla
presenza del processo di Stieda, di un processo
posteriore del calcagno prominente, di corpi liberi o di un os trigonum; quello fibroso è invece
dovuto a tessuti molli derivati da un processo infiammatorio cronico o ad una tenosinovite del
flessore lungo dell’alluce, del tibiale posteriore o
dei peronieri.
L’os trigonum è un nucleo di ossificazione secondario 1 che ossifica tra i sette e i tredici anni
di età, potendo poi fondersi entro un anno con
l’astragalo per dare luogo al processo di Stieda.
Il primo ad individuare questa formazione ossea fu Rosenmuller nel 1804, ma soltanto Turner
1, nel 1882, lo descrisse come un osso a sé stante, separato dal margine posteriore dell’astragalo; la sua origine quale risultato di una frattura
non è mai stato dimostrato, anche perché i casi
documentati di frattura del tubercolo astragalico
posteriore presentano dei margini caratteristici e
un’anamnesi positiva per il trauma stesso.
La presenza di un os trigonum può decorrere
in maniera del tutto asintomatica, in assenza di
una richiesta funzionale aumentata, soprattutto per ciò che riguarda i movimenti di flessione
plantare; viceversa in presenza di una aumentata richiesta funzionale, rappresentata dalla
necessità di eseguire (il più delle volte per motivi
sportivi) la flessione plantare forzata in modo ripetitivo, può dare luogo ad una sintomatologia
caratterizzata principalmente da dolore e limitazione articolare.
La conferma radiografica della presenza dell’os
trigonum richiede oltre alle proiezioni standard
(AP e LL), anche una proiezione laterale della caviglia in massima flessione plantare, così da dimostrare l’impingement.
In caso di fallimento di un trattamento di tipo
June 2013
MORELLI
proved satisfactory,5-7 albeit not without the
risk of lesions to the nerve structures adjacent to the area involved, particularly lateral
damage to the sural nerve and medial tibial
damage.
In order to reduce the risk of intra- and postoperative complications, to reduce time in hospital and to speed up functional recovery, in
recent years arthroscopic techniques have been
adopted extensively to remove a symptomatic
os trigonum.
Since the first study that we are aware of,
by Maremoto et al.,9 the set objectives have
been amply met, considerably reducing the
incidence of infective or nervous complications and hospitalisation times; moreover,
because immobilisation with a postoperative
cast was not necessary, and functional recuperation was decidedly faster. These results
were confirmed by numerous subsequent
studies.10-13
At the last follow-up, the patient we treated
presented a complete resolution of the symptoms of pain and articular limitation, and
returned to his previous sporting activities
(football) six weeks after surgery, confirmed
by a marked increase in the AOFAS score (69
before surgery, 100 24 months after surgery).
This result appears to be in line with those
reported by Horibe et al.12 in 2008; out of
a sample of 11 patients who underwent arthroscopic excision of an os trigonum, all the
patients recorded the complete resolution
of the symptoms presented, with an average
postoperative AOFAS score of 99.
Conclusions
To conclude, we believe that the arthroscopic excision of the os trigonum is a valid therapeutic option for patients for whom
conservative treatment has not brought a
relief to the symptoms of pain and articular
deficit; it also brings a reduced risk of intraand postoperative complications and a faster
functional recovery than after open surgical
procedures.
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Vol. 66 - No. 2
conservativo protratto per almeno tre mesi, è indicato il trattamento chirurgico 6, 7.
Inizialmente sono state utilizzate tecniche che
prevedevano l’asportazione a cielo aperto, per via
postero-mediale o postero-laterale, i cui risultati
si sono dimostrati soddisfacenti 5-7, sebbene non
esenti da rischi di lesioni a carico delle strutture
nervose adiacenti l’area interessata, particolarmente il nervo surale lateralmente e il nervo tibiale
medialmente.
Con lo scopo di ridurre il rischio di complicanze
sia intra- che postoperatorie, ridurre il tempo di
ricovero e favorire un più rapido recupero funzionale, negli ultimi anni ha trovato ampio consenso
l’utilizzo delle tecniche artroscopiche per rimuovere un os trigonum sintomatico.
Fin dal primo studio di cui siamo a conoscenza, di Maremoto et al. 9, gli obiettivi proposti sono
stati ampiamente raggiunti, riducendo notevolmente l’incidenza di complicanze di tipo infettivo o nervoso ed il tempo di ricovero; inoltre, non
rendendosi più necessario l’ausilio di un’immobilizzazione con gambaletto gessato post-operatorio,
il recupero funzionale è decisamente più rapido.
Tali risultati sono stati confermati da numerosi
studi successivi 10-13.
Il paziente da noi trattato mostra, all’ultimo follow-up, una completa risoluzione della sintomatologia algica e della limitazione articolare, con ripresa dell’attività sportiva precedentemente svolta
(calcio) dopo 8 settimane dall’intervento, confermato da un netto incremento del punteggio AOFAS
(69 preoperatorio, 100 24 mesi post-operatori).
Tale risultato appare in linea con quanto riportato
da Horibe et al.12 nel 2008 che, su un campione
di 11 pazienti sottoposti a resezione artroscopica
di un os trigonum, ha ottenuto una completa risoluzione della sintomatologia soggettiva in tutti i
pazienti, con un punteggio medio post-operatoria
alla scala AOFAS di 99.
Conclusioni
In conclusione, riteniamo l’asportazione per via
artroscopica dell’os trigonum un’opzione terapeutica valida per quei pazienti in cui il trattamento
conservativo non abbia consentito una risoluzione della sintomatologia algica e del deficit articolare, gravato da un minor tasso di complicanze
intra- e postoperatorie e un più rapido recupero
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Received on June 5, 2012 - Accepted for publication on May 9, 2013.
Corresponding author: F. Morelli,Sant’Andrea Hospital,via di Grottarossa 1035, 00189 Rome, Italy. E-mail: [email protected]
284
June 2013

La Medicina dello Sport ... per Sport
MED SPORT 2013;65:285-99
Dopo la pubblicazione sul primo numero del 2013 del lavoro sulla “Pubalgia”, la rubrica “Medicina
dello Sport……per Sport” offre ai propri lettori un ulteriore contributo scientifico di comune interesse
per molte discipline sportive.
L’Argomento trattato fornisce una dettagliata documentazione sugli aspetti anatomici, fisiopatologici
e clinici delle tendinopatie rotulea e achillea contribuendo a migliorare le conoscenze e le indicazioni
terapeutiche
IL RUOLO DEI FATTORI ESOGENI
ED ENDOGENI
NELL’EZIOLOGIA DELLA TENDINOPATIA
ACHILLEA E PATELLARE
G. N. BISCIOTTI, C. EIRALE
Kinemove Rehabilitation Centers Pontremoli, Parma, La Spezia, Italia
L
’insorgenza delle tendinopatie è strettamente
legata a fattori di ordine esogeno, od estrinseco, e di ordine endogeno, altrimenti definibile
con il termine di intrinseci. I primi sono fattori
strettamente dipendenti da caratteristiche esterne ed ambientali, come le superfici sulle quali si
espleta l’attività sportiva, le diverse tipologie di
calzature, od ancora le caratteristiche del mezzo utilizzato come ad esempio nell’ambito del
ciclismo. I secondi, al contrario, dipendono da
caratteristiche individuali ben precise, come ad
esempio mal allineamenti, diversi tipi di patologie, oppure da ben precise predisposizioni genetiche. Molto spesso uno o più fattori esogeni
ed endogeni possono coesistere, determinando
in tal modo un quadro d’insorgenza della tendinopatia di tipo multifattoriale. In linea generale
possiamo affermare che nei traumi di tipo acuto
vi sia una predominanza dei fattori estrinseci,
mentre nelle problematiche da overuse si ritrovi preferenzialmente un’eziologia di tipo multifattoriale 1, 2. Non a caso abbiamo volutamente
scelto il termine di “tendinopatia”, preferendolo
alle più ortodosse nomenclature di “tendinite”
e “tendinosi”che, come tutti sanno, sottintendono la prima un processo infiammatorio e la
Vol. 66 - No. 2
seconda, al contrario, un processo di tipo degenerativo. Ad oggi, in effetti, si preferisce il
termine tendinopatia, che sta ad indicare un
profondo processo di rimaneggiamento della
struttura tendinea, che, in ultima analisi, testimonia della obiettiva difficoltà da parte del tendine ad autorigenerarsi. Questo non esclude a
priori la possibilità che in alcuni casi, che invero rappresentano una percentuale minoritaria,
si possa constatare un vero e proprio processo
infiammatorio, quindi definibile con il termine
di tendinite, la cui durata però è solitamente
ridotta ai primi giorni iniziali del fenomeno
tendinopatico. Il termine di tendinopatia infine, rende ben conto del fenomeno di profondo
rimaneggiamento biologico che va ben al di là
del solo coinvolgimento della zona lesionale
ma bensì coinvolge la struttura tendinea in toto.
Il tendine di Achille ed il tendine rotuleo sono
i due siti anatomici maggiormente interessati
dal fenomeno delle tendinopatie, soprattutto
in ambito sportivo 3. Il loro coinvolgimento dipende molto dal profilo prestativo della disciplina considerata e dal livello dell’atleta, anche
se ultimamente i danni tendinei, soprattutto a
livello dell’achilleo, sono drasticamente aumen-
285
BISCIOTTI
IL RUOLO DEI FATTORI ESOGENI ED ENDOGENI
tati soprattutto nella popolazione dei cosiddetti
“colletti bianchi”, ossia coloro i quali svolgono
un’attività lavorativa sedentaria e praticano le
attività fisiche (spesso in modo smodato ed eccessivo) preferenzialmente, se non addirittura
del tutto esclusivamente, durante il fine settimana, senza nessuna preparazione fisica idonea
alle spalle, tanto che questa pratica, ovviamente
molto criticabile, viene giustamente denominata
con il termine di “warriors week end” 4-6.
I fattori esogeni legati alla corsa
Nell’ambito di un’attività come la corsa i tre
fattori esogeni principali che possono essere
causa d’insorgenza di tendinopatie, a livello del
tendine d’Achille e del tendine rotuleo, riguardano essenzialmente tre aspetti:
—— l’assorbimento dello shock vibratorio che
si verifica durante la meccanica di corsa stessa;
—— la tipologia della superficie di corsa;
—— l’interazione meccanica intercorrente tra
superficie e la tipologia di calzatura adottata.
Di seguito esamineremo, separatamente,
ognuno di questi tre fattori cercando di evidenziare il loro diverso ruolo nell’ambito eziologico
delle tendinopatie.
L’assorbimento dello shock
vibratorio durante la corsa
Se consideriamo un modello biomeccanico della corsa universalmente noto come lo
“Spring Mass Model” (SMM) 7, diviene d’immediata comprensione la problematica inerente lo
shock vibratorio e le sue consequenziali implicazioni a livello delle strutture anatomiche
osteo-muscolo-legamentose. Lo SMM modellizza la corsa umana attraverso una massa (mass),
che rappresenta il peso corporeo, ed una molla
(spring) che esprime meccanicamente il comportamento elastico, ossia l’attitudine ad accumulare ed a restituire energia elastica, dei
complessi muscolo-tendinei degli arti inferiori.
Da un analisi di questo modello si può evincere che, durante la corsa a velocità inferiori a quelle correlata alla soglia anaerobica, ad
ogni appoggio del piede al suolo, il soggetto
subisce un shock vibratorio compreso tra 10
e 20 Hz, la magnitudo della frequenza di tale
shock vibratorio dipende essenzialmente dalla
velocità di corsa, dalla superficie di appoggio
e dall’interazione tra superficie d’appoggio e tipologia di calzatura utilizzata 8. Correre a piedi
286
scalzi ad esempio comporta, a parità di velocità
e sulla stessa superficie, uno shock vibratorio
all’incirca doppio rispetto a quanto registrabile
con l’utilizzo di una scarpa da running 9. Le
vibrazioni, oltre un certo limite, che alcuni Autori individuano a circa 20 Hz, sono in grado
di scompaginare l’ultrastruttura tendinea, rivelandosi detruenti dal punto di vista anatomico
e rappresentando in tal modo un’importante
causa eziologica di tendinopatia 10-14. Le alte
frequenze vibratorie infatti sono assorbite per
la maggior parte dagli elementi elastici in serie (ossia dalla struttura tendinea) mentre l’elemento contrattile (ossia il sarcomero) rimane
in una situazione sostanzialmente isometrica
(Figura 1) 12.
Il problema degli effetti deleteri sull’ultrastruttura tendinea causati dallo shock vibratorio durante la corsa non riguarda solamente
l’uomo, nel mondo animale vi sono altri esempi altrettanto interessanti, uno per tutti ce lo
fornisce il cavallo (Equus caballus). Il cavallo
subisce, durante la locomozione, uno shock
vibratorio pari a circa 35-40 Hz all’andatura
del passo, che aumenta in funzione del tipo
di andatura adottata*. Tuttavia, il cavallo possiede un eccellente fattore di smorzamento
naturale (dumping factor) rappresentato dalla particolare struttura anatomica dei muscoli
flessori digitali profondo e superficiale. I tendini di questi due muscoli presentano infatti
una considerevole lunghezza (circa 600 mm),
mentre il ventre muscolare stesso si presenta
come relativamente corto (circa 6 mm) 12, 15. In
un’unità muscolo tendinea (UMT) così strutturata, è chiaro che l’architettura muscolare non
sia idonea alla locomozione che, infatti, risulta
avvenire quasi interamente grazie alla variazione di lunghezza della componente tendinea.
Tuttavia, le fibre dei due muscoli flessori digitali, seppur estremamente corte, presentano
una larga Cross Sectional Area (area di sezione anatomica), che si rivela ideale per l’assorbimento delle vibrazioni di alta frequenza e
ridotta ampiezza che si verificano durante la
locomozione dell’animale 12,16, 17. Questo dumping factor naturale è estremamente efficace,
ad esempio durante l’andatura del passo ad un
ciclo di 2,5 strides/secondo, l’animale subisce
uno shock pari a circa 35-40 Hz, che per circa
l’88% viene dissipato in circa 100 ms su di una
*Il cavallo notoriamente possiede tre tipi di andature: il passo,
il trotto ed il galoppo. Inoltre, alcune razze particolari, come ad
esempio il Paso Fino Peruviano, hanno anche un quarto tipo di
andatura denominata “ambio”.
Giugno 2013
BISCIOTTI
Figura 1. — Durante la corsa effettuata al di sotto della velocità corrispondente alla soglia anaerobica, il soggetto subisce ad ogni impatto un shock vibratorio compreso tra i 10 ed i 20 Hz. L’entità dello shock dipende essenzialmente
da tre fattori: la velocità di corsa, la superficie di appoggio e l’interazione tra la superficie di appoggio ed il tipo di
calzatura utilizzata.
superficie rigida, ed in tempi ancor minori su
superfici morbide. Tuttavia, nonostante questo
efficace mezzo protettivo, i problemi di sovraccarico funzionale delle UMT sono nel cavallo
da corsa estremamente diffusi e questo “natural
dumping system” comincia a perdere efficienza già dopo circa 10.000 cicli di galoppo 18, 19.
Infatti, nei cavalli da corsa si ritrova una correlazione positiva tra le componenti vibratorie
di alta frequenza, derivanti dalle forze di reazione al suolo, e l’insorgenza di tendinopatie
20; molto spesso pertanto nei cavalli da corsa
occorre ricorrere all’adozione di ulteriori mezzi
di smorzamento vibratorio, come ad esempio
l’adozione di uno speciale tipo di ferratura che
prevede l’interposizione tra ferro e zoccolo di
un materiale smorzante come il poliuretano.
Anche l’uomo possiede un proprio dumping
factor (DF), rappresentato in questo caso dai
tessuti molli degli arti inferiori 21. Nell’uomo
l’entità del fattore di smorzamento è strettamente dipendente dall’angolo di flessione dell’articolazione del ginocchio: un maggiore angolo di
flessione comporta un aumento del DF, mentre una riduzione di suddetto angolo causa, al
contrario, una diminuzione del DF 21. In alcune
situazioni particolari, come ad esempio durante
i balzi, lo sprint od i movimenti di skipping l’entità delle vibrazioni può raggiungere, ed anche
oltrepassare, i 40 Hz 22, questo unitamente al
fatto che il DF a livello del tendine rotuleo e
soprattutto dell’achilleo è pressoché nullo 21, ci
fa capire quale sia l’importanza delle vibrazio-
Vol. 66 - No. 2
ni nell’eziologia delle tendinopatie dell’achilleo
e del rotuleo in alcune discipline specifiche.
Inoltre, questi dati giustificherebbero l’utilizzo
di bande anti-vibrazione non solamente per ciò
che riguarda il tendine rotuleo, pratica già largamente in uso, ma anche per ciò che concerne
il tendine di Achille.
Errori nel carico e nelle
tecniche di allenamento
In varie discipline sportive, soprattutto in
quelle nel cui profilo prestativo sia prevista la corsa od i balzi, le lesioni e/o le rotture dell’achilleo sono spesso associate ad errori
nell’ambito della programmazione dell’allenamento 23-26. Una delle maggiori cause sembrerebbe essere rappresentata dall’overtraining 27,
seguirebbero poi i cambiamenti e/o gli aumenti del volume del programma di allenamento
effettuati senza un consono periodo di adattamento 28-30 ed una scarsa tecnica specifica del
gesto atletico 31. Anche le tendinopatie e/o le
rotture del tendine rotuleo appaiono associate
agli stessi fattori enunciati a riguardo dell’achilleo, anche se il meccanismo del balzo, quello
della pedalata nell’ambito del ciclismo ed i repentini e reiterati cambi di direzione tipici di
alcune discipline sportive come il tennis od il
calcio, sembrerebbero essere quelli maggiormente implicati nell’eziologia dei suoi processi
degenerativi 32-34.
287
BISCIOTTI
Lo shock vibratorio e le superfici
Se consideriamo due diversi tipi di superfici
come il tartan e l’asfalto, ossia la prima una
superficie con un ottimale coefficiente di restituzione elastica e la seconda invece rigida,
possiamo osservare come correndo a velocità inferiori rispetto a quelle corrispondenti
alla soglia anaerobica, si registrino sulla prima forze di reazione al suolo pari a circa 47.7
BW** . s-1 e sulla seconda di 51.4 BW.s-1, ossia
un aumento medio pari al 7.2%. Questo ovviamente comporta un contestuale aumento dello
shock vibratorio 35. Ma correre su di una superficie rigida come l’asfalto comporta anche
uno specifico adattamento della biomeccanica di corsa stessa. Correre su di una superficie asfaltata infatti comporta una diminuzione
dell’angolo di flessione del ginocchio (in altra
parole una corsa più “alta”), che a sua volte
causa una diminuzione del DF ed un aumento dello shock vibratorio 36, 37. Tuttavia, anche
correre su di una superficie morbida, come ad
esempio la sabbia, comporta un cambiamento
della biomeccanica della corsa. Correre sulla
sabbia induce un aumento dell’angolo di flessione dell’articolazione del ginocchio e quindi
un aumento del DF 38. Tuttavia, proprio questo aumento della flessione del ginocchio può
comportare, secondo la teoria della “risposta
adattiva alle forze compressive a livello patellare” enunciata da Hamilton e Purdam 39, una
possibile causa d’insorgenza di tendinopatia a
livello del tendine rotuleo. Secondo tale teoria infatti la tendinopatia del tendine rotuleo
non rappresenterebbe un mero processo degenerativo, ma piuttosto una risposta adattiva
nei confronti di forze compressive esercitate
dalla patella nella parte prossimale-posteriore
del tendine rotuleo; in altre parole rappresenterebbe un “impingement model”. L’incremento
delle forze compressive esercitate dalla patella
a livello della parte prossimale posteriore del
tendine rotuleo - forze compressive che sarebbero direttamente correlate all’entità della
flessione dell’articolazione del ginocchio- determinerebbe una risposta adattiva al carico
compressivo da parte del tessuto tendineo.
Questa risposta può essere in un primo tempo
di tipo “pain free” (ossia non suscitare nessuna
sintomatologia algica), tuttavia con l’incremento della compressione, la restante area di tessuto tensile non interessata dal processo com** BW: Body Weight , peso corporeo del soggetto.
288
pressivo può andare incontro ad un fenomeno
di sovrastimolazione funzionale e, pertanto,
innescare un processo di risposta adattativa
biologica che porterebbe a sua volta alla risposta nocicettiva. Ma l’incremento della flessione
dell’articolazione del ginocchio, oltre ad innescare questo processo di “impingement model”
comporterebbe anche un aumento di tensione
sia del tendine quadricipitale che di quello rotuleo, che determinerebbe un incremento della frequenza di risonanza del complesso tendineo 40. Questo aumento della frequenza di
risonanza causerebbe un contestuale aumento
dell’assorbimento vibratorio da parte del tendine stesso. Il modello di Hamilton e Purdam da
semplice “impingement model”, si trasformerebbe pertanto in un più complesso “tensionimpingement model”. In altre parole, correre
con un’accresciuta flessione dell’articolazione
del ginocchio, come si verificherebbe su superfici eccessivamente morbide come ad esempio
la sabbia, incrementerebbe sia la compressine
retro-tendinea prossimale del tendine rotuleo,
che l’assorbimento delle vibrazioni a livello sia
del tendine rotuleo che di quello quadricipitale
(Figura 2).
Tuttavia, correre su di una superficie morbida come la sabbia comporta anche degli indubbi vantaggi, primo tra i quali il fatto che la
sabbia, di per se, rappresenta un DF naturale
41,42. Inoltre, occorre considerare che, se da una
parte è indubbio che l’aumento della flessione
dell’articolazione del ginocchio è responsabile dell’instaurarsi di un “tension-impingement
model”, dall’altro è pur sempre vero che l’aumentata flessione comporta un aumento del DF.
Pertanto si tratta di bilanciare i fattori negativi
poc’anzi enunciati, con gli indubbi vantaggi che
la superficie sabbiosa offre. Ad esempio, proprio per il fatto di rappresentare un DF naturale
aggiuntivo, il lavoro su sabbia si mostra particolarmente adatto ai programmi di riabilitazione
delle tendinopatie o delle lesioni dell’achilleo,
a patto di rispettare i seguenti punti fondamentali:
—— Occorre controllare attentamente la biomeccanica della corsa.
—— L’angolo di flessione a livello dell’articolazione del ginocchio sia durante la corsa, che
nel corso di tutte le altre esercitazioni proposte,
non deve essere eccessivo per non sovraccaricare funzionalmente il tendine rotuleo e quello
quadricipitale.
—— Il carico totale di lavoro non deve risultare eccessivo.
Giugno 2013
BISCIOTTI
Figura 2.—L’aumento dell’angolo di flessione del ginocchio comporta sia un aumento delle forze compressive a livello
della porzione posteriore-prossimale del tendile rotuleo, che un contemporaneo aumento della tensione del tendine
rotuleo e quadricipitale. Si viene in tal modo a delineare un “tension-impingement model” potenzialmente deleterio
per l’integrità strutturale del tendine quadricipitale ed, in particolar modo, del tendine rotuleo.
Le tendinopatie ed il podismo
I cosiddetti “former distance runners”, ossia
coloro che abbiano praticato in gioventù discipline di fondo e che si dedichino poi, una
volta terminata la carriera agonistica, al podismo amatoriale (in genere prevalentemente su
strada), mostrano un rischio d’insorgenza di
tendinopatie dell’achilleo accresciuto di ben il
52%, che ben nel 29% dei casi richiedono una
risoluzione di tipo chirurgico 43. Ma quali sono i
fattori che determinerebbero una così alta incidenza d’insorgenza di tendinopatie dell’achilleo
nei distance runner in generale ed in coloro i
quali abbiano conosciuto in gioventù un’intensa
carriera agonistica e quindi abbiano sollecitato
funzionalmente in maniera cospicua, e probabilmente eccessiva ed inappropriata, il tendine
di Achille? Sostanzialmente tre:
— L’utilizzo di calzature inappropriate, specialmente tra la popolazione dei podisti amatori. Calzature non consoni causano generalmente un iperpronazione del retropiede che, a
sua volta, comporta un meccanismo denominato “wipping action”, ossia un’azione a colpo
di frusta a carico del tendine achilleo. Questa
Vol. 66 - No. 2
violenta azione, reiterata nel tempo, determina
l’insorgenza di un processo di scivolamento intrafibrillare a livello tendineo che esita in una
sommazione di microdanni fibrillari 44 che possono sfociare in una tendinopatia e/o in una
franca rottura tendinea. Il processo di wipping
action reiterato nel tempo può portare infatti la
struttura tendinea ad un “end point” critico, oltre il quale può sopravvenire la rottura strutturale. Questo meccanismo di “sliding” miofibrillare
con conseguente accumulo di microdanni, potrebbe spiegare i casi di rottura tendinea che si
verifichino senza un contestuale danno strutturale di natura degenerativa 45. Questa situazione
sarebbe ovviamente esacerbata dalla tendenza
ad una naturale iperpronazione del retropiede,
soprattutto se contestuale a piattismo 44.
— Un piede cavo-supinato può causare un
eccessivo tensionamento del tendine di Achilleanche se non un vero e proprio meccanismo
di “wipping action” come nel caso di iperpronazione- che comporta un sovraccarico funzionale della struttura tendinea. Inoltre, il piede
cavo-supinato, essendo un piede “rigido” 46 trasmette, proprio in funzione della sua accresciuta stiffness strutturale, in maniera amplificata lo
289
BISCIOTTI
Figura 3.—La disuguaglianza dei bracci di leva agenti a
livello del fulcro, rappresentato dall’articolazione tibiotarsica, fanno si che il tendine di Achille debba sopportare delle forze tensili di notevole entità (pari a circa 6-8
volte il peso del corpo) per controbilanciare le forze che
vengono espresse a livello dell’avampiede.
shock vibratorio conseguente all’impatto del
piede al suolo.
— Una scarsa possibilità di elongazione
dell’complesso muscolare del soleo-gastrocnemio che può essere la causa di un meccanismo
di iper-pronazione 45.
L’utilizzo di alcuni particolari
tipi di calzature
Il tendine di Achille presenta due borse, la
borsa superficiale, posta tra il tessuto cutaneo ed
il corpo tendineo, e la borsa profonda. (o retrocalcaneare), posta tra il tendine e la tuberosità
superiore del calcagno. In condizioni fisiologiche
le borse sierose non sono visualizzabili all’esame
ecografico per il collabimento delle pareti, mentre nei quadri di flogosi appaiono ben visibili
per la presenza di liquido al loro interno che ne
detende le pareti facendo assumere alla borsa
un aspetto ipo-anecogeno. L’utilizzo di calzature con una tomaia eccessivamente pronunciata
- come nel caso di alcune scarpe da jogging, le
calzature da basket, gli scarponcini da trekking,
oppure le scarpe anti-infortunistiche - può causare l’infiammazione della borsa retro-calcaneare
superficiale per un meccanismo di attrito.
Il tendine d’Achille ed il
sovraccarico meccanico
Ma perché il tendine di Achille è così biomeccanicamente stressato? Per capire appieno
lo stress meccanico a cui il tendine di Achille
è sottoposto durante movimenti come la corsa, il salto, o la semplice marcia, occorre rifar-
290
si alla “regola dell’altalena”. Come è visibile in
Figura 3, i due bracci di leva che agiscono a
livello del fulcro, rappresentato dall’articolazione tibio-tarsica, sono fortemente disuguali, proprio come sarebbe un’altalena con due bracci
di leva altrettanto sbilanciati. In questo caso, il
peso di un bambino seduto sul braccio di leva
maggiore necessiterebbe, per essere bilanciato,
del peso notevolmente maggiore di un adulto
seduto sul braccio minore. Per questo motivo
le forze di reazione al suolo agenti a livello
dell’avampiede debbono essere necessariamente controbilanciate da forze molto maggiori a
livello del tendine di Achille che, in tal modo
deve sopportare tensioni pari a 6-8 volte il peso
corporeo del soggetto (BW) e che in alcune situazioni, come il salto o la corsa , possono arrivare a 12.5 volte il BW 47.
I principali meccanismi in grado
d’indurre la rottura del tendine achilleo
Le ingenti forze che agiscono a livello
dell’achilleo rendono quest’ultimo particolarmente a rischio di rottura in senso generale, anche se
alcune situazioni in particolare sembrerebbero
riassumere in loro la maggior parte dell’eziologia
delle rotture stesse. Gerarchizzando le diverse situazioni di rischio possiamo trovare che:
— Circa il 53% delle rotture si verifica durante un meccanismo di spinta sull’avampiede nel
momento in cui si verifica l’estensione dell’arto
inferiore 5. Ne sono un tipico esempio la partenza dagli starting-blocks oppure la fase di
spinta concentrica di un salto.
— Circa il 17% delle rotture si verifica per un
inaspettata dorsiflessione della caviglia 5.
— Il 10% circa delle rotture è imputabile ad
un violento meccanismo di dorsiflessione che
segue una flessione plantare, come nel caso
della fase di atterraggio da un salto 5.
In ogni caso, in bibliografia si ritrova un vasto
consenso 48-53 sul fatto che la situazione di massimo rischio per l’integrità strutturale dell’achilleo si verifica quando:
a) il tendine viene tensionato obliquamente;
b) l’iniziale lunghezza del tendine è ridotta;
c) il complesso muscolare soleo-gastrocnemio si trova in massima contrazione.
Il ciclismo e le tendinopatie
La teoria della “risposta adattiva alle forze
compressive a livello patellare” di Hamilton
Giugno 2013
BISCIOTTI
e Purdam 39 ben si adatta anche al ciclismo.
E’ ben noto infatti che una scorretta posizione dell’atleta sul mezzo può rappresentare la
causa d’insorgenza di tendinopatie soprattutto
a livello del tendine rotuleo 54-56. In particolare, il tendine rotuleo verrebbe sottoposto ad un
vero e proprio meccanismo di impingement 39
nel caso di un sellino eccessivamente basso.
Inoltre, questo modello di “impingement puro”
si trasformerebbe, a causa dell’assorbimento di
shock vibratorio, in un “tension-impingement
model” in discipline come il down-hill.
Nel caso specifico delle tendinopatie del rotuleo nell’ambito del ciclismo i fattori maggiormente influenti sono rappresentati da:
—— l’altezza della sella, che a sua volta comporta una corretta flesso-estensione del ginocchio che dovrebbe essere compresa tra i 79 ed
i 150° 57.
—— L’avanzamento e l’arretramento del sedile, fattore che implica una corretta sequenza
cronologica dei muscoli implicati nel movimento della pedalata 58.
—— Un ulteriore problema è rappresentato
dal fenomeno del “valgo dinamico che si presenta nel corso della pedalata stessa 57, 59.
—— L’insorgenza di tendinopatie a livello
dell’achilleo sono più rare nell’ambito del ciclismo e possono essere essenzialmente addebitate a:
1. Una distanza insufficiente tra sella e pedali 60.
2. Un’eccessiva dorsiflessione della caviglia
durante il movimento di pedalata 55.
3. Un insufficiente arretramento della sella 60.
4. Un’asimmetria degli arti inferiori generalmente uguale o maggiore ad 1 cm 61.
È importante comunque sottolineare che
spesso, in concomitanza all’insorgenza di una
tendinopatia dell’achilleo, pre-esistono fattori
di tipo predisponete come un’iperpronazione
od un piede cavo-supinato 56. Occorre altresì
ricordare che nel ciclismo moderno materiali
come scarpe, attacchi, selle, telai, presentano
una maggior stiffness rispetto ai vecchi materiali utilizzati anni or sono; per questo motivo,
paradossalmente, i nuovi materiali diminuendo
la possibilità di adattamento dell’atleta al mezzo favoriscono maggiormente, rispetto ai vecchi materiali, l’insorgenza di tendinopatie 59, 60.
D’altro canto, occorre anche riconoscere che
nel ciclismo, rispetto al podismo, si hanno a disposizione numerosi fattori sui quali agire per
poter adattare nella maniera ottimale l’atleta al
mezzo – si può infatti intervenire sulla regola-
Vol. 66 - No. 2
zione del telaio, della sella, degli attacchi, della
pedivella, delle scarpe, utilizzando ortesi ecc. nell’ambito del podismo invece si può solamente far affidamento su tre fattori di correzione: le
scarpe, il fondo utilizzato e l’utilizzo di ortesi.
Il salto e le tendinopatie
La teoria della “risposta adattiva alle forze
compressive a livello patellare” 39 trova, ancora
una volta, una sua valida applicazione anche
nell’ambito della meccanica del salto. Se infatti
osserviamo l’andamento delle forze di reazione
al suolo, registrate da una piattaforma di forza,
durante l’esecuzione di un balzo, possiamo facilmente evincere come la maggior espressione
di forza si registri durante la fase di ripresa del
contatto al suolo. Si tratta quindi ancora di una
forza compressiva che agisce a livello patellare.
Un possibile correttivo da utilizzare in questo
senso è quello di invitare l’atleta a riprendere
contatto con il suolo sulla punta dei piedi evitando di atterrare sull’intera pianta. Un atterraggio sulla punta dei piedi infatti comporta,
se comparato ad un atterraggio effettuato sulla
pianta, una diminuzione delle forze di reazione
al suolo di circa il 25% 62. Altra possibilità di
correzione è rappresentata dal cercare di atterrare durante le sessioni di allenamento pliometrico, per quanto possibile, su di una superficie
rialzata, evitando in tal modo di sollecitare eccessivamente il tendine rotuleo edulcorando la
fase d’impatto al suolo.
Nell’ambito delle discipline di salto dell’atletica leggera le fasi che sollecitano particolarmente il tendine rotuleo sono rappresentate
dalla rincorsa e dallo stacco 63, in queste due
situazioni si verifica infatti un forte incremento
delle forze compressive e dello shock vibratorio a livello del tendine rotuleo stesso 64 aumentando in tal modo il rischio di sofferenza
tendinea. I possibili correttivi tecnici in questo
caso sono in primo luogo quello di pianificare attentamente il volume totale di lavoro in
sede di allenamento e, secondariamente, di finalizzare quest’ultimo maggiormente verso un
aspetto qualitativo piuttosto che quantitativo,
onde diminuire il sovraccarico funzionale totale. Il tendine rotuleo presenta meno evenienze
di rottura rispetto all’achilleo – le forze tensili
atte a causarne la rottura debbono essere infatti dell’ordine di circa 17.5 volte il BW 65- in
ogni caso la condizione di maggior rischio in tal
senso è rappresentata da una rotazione interna
291
BISCIOTTI
del ginocchio partendo dall’atteggiamento di
semi-flessione durante la fase di ripresa al suolo dopo un salto, o durante la fase eccentrica
(ossia di caricamento) di quest’ultimo 66.
Football e tendinopatie
L’utilizzo dell’erba sintetica
Negli ultimi 10 anni si è fortemente diffuso
l’utilizzo di campi da gioco con erba artificiale soprattutto come alternativa all’utilizzo di
campi convenzionali in regioni o paesi contraddistinti da avverse condizioni climatiche 67.
Tuttavia, nonostante gli indubbi vantaggi che
i campi artificiali possono presentare, la loro
piena accettazione, soprattutto in campo professionistico, trova ancora non poche remore.
Questa generale opinione negativa nei confronti delle superfici sintetiche è soprattutto legata
ai materiali di prima generazione e dal sempre
presente pregiudizio che l’utilizzo delle superfici sintetiche possa comportare un drastico
aumento degli eventi traumatici nel corso del
gioco. In effetti, prima di poter accettare senza
perplessità l’utilizzo dei campi sintetici di nuova generazione, è essenziale poter comparare
obiettivamente la severità, la natura e le cause
degli eventi traumatici registrabili su questo tipo
di superfici e quelli osservabili sui terreni convenzionali. Purtroppo, occorre dire che i dati
reperibili in tal senso sono piuttosto limitati ed
inoltre riguardano solamente il calcio professionistico 68, 69. I primi studi effettuati sull’erba sintetica di prima generazione 70 mostravano come
gli eventi traumatici, registrabili con l’utilizzo
di questo tipo di superficie, fossero statisticamente maggiori rispetto a quelli osservabili su
campi convenzionali. In seguito però altri studi
dimostrarono come non vi fosse una differenza
statisticamente significativa tra incidenti occorsi
su erba sintetica e quelli su erba naturale 71,
72; tuttavia occorre ricordare che questi risultati
erano inficiati dall’esiguo numero di dati osservati e che quindi non presentassero un potere
statistico sufficientemente attendibile. In linea
generale, possiamo dire che l’utilizzo di erba
sintetica di prima generazione era correlato ad
un accresciuto rischio di abrasioni e di tendinopatie da overuse a livello del tendine achilleo e
rotuleo 67. L’erba di terza generazione tuttavia
si pone come un prodotto dalle caratteristiche
tecniche molto diverse, ed il suo utilizzo pone
senza dubbio meno problemi rispetto alle vecchie superfici di prima generazione. Ekstrand
292
et al.68esaminando i rischi traumatici associati
all’utilizzo di queste nuove superfici nell’ambito
del calcio professionistico, non trovarono un’incidenza traumatica statisticamente diversa rispetto a quanto non fosse osservabile con l’utilizzo di campi di erba naturale. Questi risultati
sono stati in seguito confermati da successivi
studi che non trovarono significative differenze
tra severità, natura e causa dei traumi tra superfici sintetiche e tradizionali in una popolazione
maschile e femminile, sia in allenamento, che
in gara 69, 73. Sempre gli stessi studi sottolinearono come l’utilizzo di erba sintetica di terza
generazione non comportasse un accresciuta
insorgenza di tendinopatia da overuse rispetto
all’erba naturale.
L’erba artificiale di terza generazione comporta un cambiamento dell’appoggio del piede
al suolo ed un conseguente diverso comportamento biomeccanico di quest’ultimo. Per comprendere le differenze di comportamento meccanico dell’appoggio al suolo su erba artificiale,
rispetto invece a quanto non avvenga sull’erba
naturale, dobbiamo considerare sostanzialmente tre parametri:
—— Il picco di pressione dell’avampiede al
suolo.
—— La percentuale di distribuzione del peso
corporeo sul versante mediale del piede.
—— La percentuale di distribuzione del peso
corporeo sul versante laterale del piede.
Il picco di pressione dell’avampiede al suolo
risulta essere maggiore di circa il 17% su erba
sintetica di terza generazione rispetto ai valori registrabili su erba naturale. I valori medi
(espressi in kPa) sono infatti pari a:
—— Erba sintetica 646 + 172 kPa;
—— Erba naturale 533 + 143 kPa.
Il cambiamento del picco pressorio sull’avampiede registrabile sulle due diverse superfici
determina anche, ovviamente, una diversità nei
valori di percentuale di distribuzione del carico
sul versante mediale e laterale dell’avampiede
stesso, che appaiono, al contrario, leggermente maggiori sull’erba naturale. Nello specifico la
percentuale di distribuzione del peso corporeo
sul versante mediale del piede è di circa il 27.7
+ 5.3 % su erba sintetica e passa a circa il 30.2
+ 6.6% su erba naturale. Mentre la percentuale
di distribuzione del peso corporeo sul versante
laterale del piede è pari a circa il 3.4 + 1.8 % su
erba sintetica ed aumenta sino a circa un valore
pari al 4.1 + 2.3% su erba naturale 74.. Inoltre,
un nostro recente studio 22 dimostrerebbe che
lo shock vibratorio su erba sintetica ed erba na-
Giugno 2013
BISCIOTTI
turale non presenta differenze statisticamente
significative. Questi dati sarebbero in linea con
quanto enunciato in un recente studio 75 che dimostrerebbero come l’utilizzo sistematico di erba
sintetica di terza generazione non aumenterebbe le patologie da sovraccarico dei tessuti molli.
Per cui, alla luce di questi dati, possiamo ragionevolmente affermare che l’utilizzo delle nuove
superfici sintetiche non comporta un accresciuto
rischio di traumatismi, sia acuti, che da overuse, a patto che, ovviamente, sussista un idoneo
adattamento funzionale alla superficie stessa .
Infatti, come è logico aspettarsi un cambiamento
della biomeccanica del piede al suolo durante
la corsa, i balzi, i cambiamenti di direzioni, gli
arresti e tutti gli altri movimenti che possono avvenire durante la dinamica del gioco, influenza
il comportamento biomeccanico e funzionale
(anche in termini di timing e di magnitudo*** di
attivazione della muscolatura coinvolta nel movimento stesso) di tutta la catena muscolare degli arti inferiori. Per questo motivo, l’erba sintetica, come del resto tutte le altre superfici su cui
si effettuano delle prestazioni sportive, richiede
un adattamento biomeccanico e funzionale specifico. Un grosso fattore di perturbazione in tal
senso è, ad esempio, rappresentato dal frequente passaggio da una superficie sintetica ad una
tradizionale, situazione che, di fatto, perturba e
ritarda l’adattamento specifico necessario.
L’interazione calzatura-terreno nel calcio
La calzatura da calcio è una calzatura di
per se rigida, per la presenza dei tacchetti, e
con poca differenza di altezza tra avampiede
e retropiede, fattore che predisposizione al sovraccarico funzionale del tendine achilleo. Per
questo motivo l’interazione con terreni di gioco
particolarmente rigidi - come ad esempio i campi ghiacciati che spesso si ritrovano nel periodo
invernale nel Nord dell’Europa, oppure i rettangoli di gioco poco, o per niente, inerbati tipici
delle categorie amatoriali, possono aumentare
drasticamente lo shock vibratorio con conseguente insorgenza di tendinopatie dell’achilleo
e del rotuleo. E’ inoltre importante segnalare
che anche i terreni di gioco particolarmente
pesanti e fangosi rappresentano un importante fattore eziologico estrinseco di insorgenza di
tendinopatie 76, 77.
*** Per timing e magnitudo dell’attivazione muscolare si intende
rispettivamente la sequenza cronologica d’intervento dei vari
gruppi muscolari implicati nel movimento ed il loro grado di
attivazione.
Vol. 66 - No. 2
L’atletica leggera e le tendinopatie
Uno dei principali problemi per ciò che riguarda l’insorgenza delle tendinopatie dell’achilleo e del rotuleo nell’ambito dell’atletica leggera
è rappresentato dall’utilizzo delle scarpe chiodate. Le scarpe chiodate aumentano fortemente
il “grip”, ossia l’’adesione, della calzatura al terreno, ottimizzando in tal modo la spinta propulsiva dell’atleta. Se questo non comporta grosse
problematiche di sovraccarico funzionale a livello tendineo durante la corsa nei rettilinei, altrettanto non si può dire durante la fase di corsa
in curva. In curva infatti l’atleta, per poter contrastare efficacemente la forza centrifuga, deve
attuare degli importanti compensi torsionali a
livello della struttura scheletrica del piede. La
scarpa chiodata, aumentando il grip, annulla di
fatto questo tipo di compensi scheletrici, trasferendoli a livello tendineo, comportando in tal
modo un serio sovraccarico funzionale sia del
tendine achilleo che del rotuleo, soprattutto a
carico dell’arto interno, ossia il sinistro**** 78, 79.
Altri aspetti biomeccanici negativi propri della scarpa chiodata sono:
—— L’assenza di una significativa differenza
di livello tra avampiede e retropiede, come nel
caso della scarpa da football.
—— La mancanza di intersuola a livello
dell’avampiede, fattore che causa un aumento
delle forze di reazione al suolo nel momento
dell’impatto con conseguente incremento dello
shock vibratorio.
—— A titolo puramente informativo è interessante ricordare come il miglior esempio
biomeccanico di scarpa che conciliasse in se
l’ottimazione del grip e contestualmente la conservazione di un idoneo compenso torsionale a
livello dello scheletro del piede, sia stata l’Adidas Torsion. Il brevetto “Torsion” infatti permetteva, grazie ad una mescola particolare, un’ottima aderenza della calzatura al suolo mentre,
nel contempo, le due barre torsionali (da cui
appunto il nome del brevetto) consentivano un
ottimale adattamento torsionale dell’apparato
scheletrico del piede durante la corsa.
Gli effetti del training e del detraining
Gli stimoli meccanici a livello tendineo sortiscono differenti risposte a livello della struttu**** Nelle specialità di corsa dell’atletica leggera, per convenzione, gli atleti percorrono la pista in senso antiorario, pertanto
l’arto interno è sempre il sinistro.
293
BISCIOTTI
ra del tendine stesso in funzione dell’orientamento delle forze alle quali quest’ultimo viene
sottoposto. Le forze meccaniche di tipo tensivo
infatti inducono la sintesi di decorina, mentre
quelle di tipo compressivo stimolerebbero la
produzione di aggrecano 80, 81. In linea generale
lo stress tensile induce la struttura tendinea alla
produzione di 82, 83:
—— Collagene.
—— Citochine pro-infiammatorie.
—— Ciclossigenasi 2 (COX 2).
—— Prostaglanine E2 (PGE2).
—— Metalloproteinasi di matrice (MMP-1).
La mancanza di stimolo tensile, comporta invece degli effetti del tutto opposti che si
estrinsecano in una sostanziale diminuzione dei
mediatori pro-infiammatori 82, 83. In particolare,
dopo la cessazione dell’attività fisica nel tendine si verificherebbe una riduzione della sintesi
dei proteoglicani (PGs), mentre persisterebbe la
sintesi di MMPs, che era gia stata precedentemente attivata durante la fase di sollecitazione
funzionale indotta dall’esercizio con lo scopo
di coadiuvare il processo di rimodellamento del
tendine 84. Tuttavia, la persistenza della sintesi
di MMPs contribuirebbe alla distruzione delle
fibre collagene del tendine stesso 84. La famiglia
delle MMPs comprende 23 membri suddivisi a
loro volta in 4 classi 85. La MMPs è coinvolta
in molti processi fisiologici di rimodellamento
come la guarigione delle ferite, il ciclo mestruale, l’involuzione uterina, lo sviluppo osseo e
l’angiogenesi 86-88. Inoltre le MMPs svolgono un
importante ruolo in particolari condizioni patologiche come la proliferazione tumorale, la
metastasizzazione, 89-91, la sclerosi multipla 92,
l’ipertensione 93 e l’artrite 94-97. L’attività delle
MMPs è inibita dall’azione dei “tessuti inibitori
delle MMPs” (TIMPs) 98, 99, l’omeostasi tendinea
dipende probabilmente da un corretto equilibro tra l’attivita delle MMPs e quella dei TIMPs
100. Ricordiamo che l’azione delle MMPs e dei
TIMPs dipende rispettivamente dall’attività tumor necrosis factor α (TNF α) 101, 102 nel primo
caso, e da quella del trasforming growth factor
b (TGF b) e dell’interleuchina-6 ( IL-6) nel secondo 103, 104. Per questi motivi, la ripresa dell’attività fisica dopo un periodo di sospensione,
dovrebbe essere affrontato con estrema cautela
a causa dell’aumentata fragilità strutturale tendinea conseguente alla sospensione dell’attività stessa 84. Tuttavia, occorre sottolineare come
siano ancora necessari ulteriori approfondimenti concernenti i meccanismi di azione e di regolazione delle MMPs nell’ambito delle tendino-
294
patie per poter chiarire appieno il loro ruolo in
quest’ambito 105.
L’utilizzo di corticosteroidi
e le tendinopatie
Le iniezioni locali o l’assunzione sistemica di
corticosterodi rappresentano una pratica terapeutica ampiamente diffusa nell’ambito di svariate patologie, tuttavia il loro utilizzo rappresenta un fattore di rischio di rottura tendinea
106. In bibliografia alcuni Autori riportano delle
chiare associazioni tra rottura del tendine di
Achille e somministrazione orale e/o iniezioni
peritendinee di corticosteroidi 107, 108. Tuttavia,
studi più recenti dimostrerebbero la non pericolosità in tal senso e la validità di iniezioni
peritendiene di bassi volumi di corticosteroidi
sotto guida ecografica 109. D’altro canto, anche
studi più recenti rispetto a quelli di Unverferth
e Olix e Newnham et al..108, 109, ribadiscono
come nel caso di tendinopatie occorra evitare
l’utilizzo di iniezioni di corticosteroidi, non solo
per la loro potenziale pericolosità nei confronti
dell’integrità della struttura tendinea, ma anche
per il fatto che non esiste una sufficiente evidenza per giustificare il loro utilizzo 111, 112. E’
plausibile infatti che l’importante effetto antinfiammatorio e analgesico dei farmaci corticosteroidi, mascherando i sintomi della tendinopatia,
induca sia il soggetto normale, che soprattutto
l’atleta, a mantenere un alto livello d’attività, incorrendo in tal modo nel rischio di rottura 113.
Il nostro personale parere è che comunque occorra fare una netta distinzione tra i potenziali
pericoli indotti da una iniezione di corticosteroidi nel corpo tendineo ed una iniezione peritendinea, sotto guida ecografica, di un basso
volume di farmaco corticosteroideo, anche se
occorrerebbero maggiori studi che potessero
stabilire con certezza i possibili danni strutturali in cui si potrebbe comunque incorrere nel
secondo caso.
L’utilizzo del fluoroquinolone
e le tendinopatie
L’utilizzo di alcuni antibiotici fluoroquinolonici è in letteratura associato a lesioni e/ o a
gravi rotture tendinee, specialmente a carico
dell’achilleo 113-116, la cui prima rottura dovuta
all’uso di fluoroquinolone è stata descritta nel
1992 117. I fluorchinolonici sono farmaci di vasto
impiego nella pratica clinica. La loro associa-
Giugno 2013
BISCIOTTI
zione con farmaci corticosteroidi , specialmente
nei soggetti anziani, rappresenta un importante
fattore di rischio nei confronti dell’insorgenza di
possibili gravi lesioni tendinee 118. La maggior
parte delle tendinopatie causate da fluorchinolonici riportate in letteratura è da addebitarsi
alla ciprofloxacina, seguita poi da enoxacina,
ofloxacina ed enorfloxacina 113, 119, 120. L’ Adverse Drug Reactions Advisory Committee Australiano (ADRAC) ha identificato ben 25 reports
basati sulla descrizione di tendinopatie in associazione all’uso di fluoroquinolone, di cui ben
l’88% riguardava l’utilizzo di ciprofloxacina. In
Francia nel periodo compreso tra il 1985 ed il
1992 su 100 pazienti trattati con fluoroquinolone, 31 riportarono nei 10 anni successivi al
trattamento la rottura del tendine di Achille 114.
Nel 1996 la FDA emanò una direttiva in cui obbligava le case farmaceutiche produttrici ad includere nel bugiardino gli effetti collaterali del
farmaco a livello tendineo. Sempre nel 1996
anche lo Sri Lanka Drug Evaluation Sub-Committee decise d’imporre l’obbligo di citare tra
gli effetti avversi del farmaco la possibile rottura
tendinea.
Alla base della degenerazione tendinea indotta dal fluoroquinolone si troverebbe la distruzione della ECM, l’inibizione della proliferazione tenocitaria e la riduzione della sintesi
di collagene dimostrata sperimentalmente sia
sull’uomo che sul modello animale 119, 121. Altri
dati di laboratorio indicherebbero come il fluoroquinolone causi una diminuzione della trascrizione di decorina, a sua volta responsabile
dell’alterazione delle proprietà visco-elastiche
del tendine con conseguente fragilizzazione
della sua struttura 122.
I fattori intriseci nell’insorgenza
della tendinopatia dell’achilleo
I fattori intriseci, altrimenti definibili come
endogeni, che possono determinare l’insorgenza di tendinopatie a livello dell’achilleo riguardano essenzialmente paramorfismi o particolari aspetti posturali che possono comportare
un sovraccarico funzionale dell’achilleo stesso
compromettendone la funzionalità e la struttura. Tra questi possiamo ricordare:
—— L’iperpronazione del retropiede associata
o meno a piattismo 123, 124.
—— Un avampiede varo associato o meno a
retropiede valgo 125
—— Un piede piatto-supinato 123,124.
Vol. 66 - No. 2
—— La presenza di spina retrocalcaneare 126.
—— Una deformità di Haglund a carico del
tallone 45, 127.
—— Una condizione di iperlipidemia 128, 129.
—— Una franca asimmetria degli arti inferiori 130, 131.
—— Una limitazione nella dorsiflessione della
caviglia 132.
—— Una limitazione della mobilità dell’articolazione sottoastragalica 28.
—— Una scarsa resistenza muscolare degli arti
inferiori in generale e del complesso muscolare
soleo-gastrocnemio in particolare. Una muscolatura poco resistente, e che quindi vada precocemente verso il fenomeno dell’affaticamento,
non riesce a proteggere efficacemente la struttura tendinea dallo stress tensile 130.
—— L’appartenenza al gruppo sanguigno 0,
che predisporrebbe ad una maggior produzione di collagene di tipo III, con meno resistenza
tensile, in sostituzione del collagene di tipo I,
che al contrario presenta maggiori capacità di
sopportare stress tensivi elevati 132-134.
—— Cambiamenti nell’espressione dei geni
che regolano l’interazione “cellula-cellula” e
“cellula-matrice”, associati ad una down-regulation della metallo proteinasi della matrice 3
(MMP-3) e ad una up-regulation della metalloproteinasi della matrice 2 (MMP-2) e del Vascular Endothelian Growth Factor (VEGF) 135.
E’ importante a questo proposito ricordare che
alcuni recenti studi hanno formulato l’ipotesi di
una componente genetica, perlomeno parziale, per ciò che riguarda l’eziologia dei danni
a livello del tendine achilleo, dei tendini della cuffia dei rotatori e del legamento crociato
anteriore 136, 137. In particolare, le varianti della sequenza del gene della tenascina C (TNC)
si sono rivelate associate sia alle tendinopatie
dell’achilleo che alle sue rotture, mentre una
variante del gene Va1 (COL5A1) si è mostrata
associata alle tendinopatie del tendine di Achille. Entrambi questi geni codificano per alcune
importanti strutture tendinee e legamentose. In
particolare, il COL5A1 codifica per un componente del collagene di tipo V che ricopre un
importante ruolo nella regolazione dell’assemblaggio delle fibre di collagene e nella determinazione del loro diametro, mentre il gene della
TNC codifica per quest’ultima la quale, a sua
volta, regola la risposta del tessuto tendineo nei
confronti delle sollecitazioni rappresentate dal
carico meccanico. Oltre che ai geni TNC e COL5A1, le patologie a carico dell’achilleo possono essere associate a geni che codificano pro-
295
BISCIOTTI
teine che possiedono un ruolo di regolatrici nel
mantenimento dell’omeostasi della membrana
extra cellulare come le MMPs 136-139.
I fattori intriseci nell’insorgenza della
tendinopatia del tendine rotuleo
Anche per ciò che riguarda l’insorgenza di
tendinopatie del rotuleo esistono numerosi fattori predisponenti di tipo intrinseco tra i quali
possiamo ricordare:
—— Il morbo di Osgood-Schlatter 140, le cui
sequele, rappresentate dall’esostosi della tuberosità tibiale anteriore con conseguente deviazione del decorso anatomico naturale del tendine rotuleo, possono esporre il soggetto, anche
dopo l’autorisolvenza delle patologia, e quindi
anche in età adulta, a tendinopatie recidivanti.
—— Un’eccessiva iperpronazione del retropiede associata o meno ad un piede piatto 141.
—— Un piede cavo supinato 141.
—— Una patella alta 142-144.
—— La presenza di una coxa vara 141,145.
—— Un’eccessiva iper-mobilità od ipomobilità
della patella 141, 146.
—— Un ginocchio varo o valgo 141, 147.
—— Un’eccessiva antiversione femorale 141.
—— Un eccessiva stiffness degli ischiocrurali
148.
—— Il prelievo del terzo centrale del tendine
rotuleo per ricostruzione di LCA 141, 149.
—— Un’eccessiva rigidità della bendeletta
ileo-tibiale 141.
I fattori intriseci ed estriseci comuni
nell’insorgenza della tendinopatia
del tendine rotuleo ed achilleo
Esistono alcuni fattori comuni, sia di ordine
intrinseco che estrinseco, che possono giocare un importante ruolo predisponente sia nel
caso di tendinopatie a carico del rotuleo, che
dell’achilleo. Fra questi possiamo annoverare:
—— La disidratazione 150-152.
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—— L’iperuricemia 153.
—— L’aumento di temperatura del tendine
conseguente all’attività sportiva154. Alcune sperimentazioni infatti mostrerebbero come nel
modello animale, nella fattispecie nel cavallo
(Equus caballus), dopo 7’ di trotto la temperatura intratendinea farebbe registrare dei picchi
compresi tra i 43 ed i 45° C154, nel contempo
sappiamo che temperature maggiori di 42.5° C
danneggiano irreversibilmente la struttura tendinea e specificatamente i fibroblasti (una tale
temperatura causa in vitro la morte dei fibroblasti stessi) 155, 156. Questi dati quindi giustificherebbero ampiamente l’utilizzo della crioterapia,
dopo ogni sessione di allenamento, allo scopo
di diminuire la temperature interna del tendine e prevenire le possibili tendinopatie indotte
dall’ipertermia.
Conclusioni
Il tendine rappresenta un classico esempio
di “struttura biologicamente negletta”, soprattutto per il fatto di avere uno scarso apporto
sanguigno tissutale, con conseguente scarsità di
ossigenazione ed apporto nutritivo. Questa sua
caratteristica intrinseca predisporrebbe il tendine allo sviluppo di tendinopatie, che altro non
sono che l’appalesarsi delle sue difficoltà in ambito rigenerativo. Proprio per questa sua difficoltà nel far fronte dal punto di vista riparativo
ai microtraumatismi indotti dall’attività sportiva
e/o lavorativa, nell’ambito delle tendinopatie
assume una valenza fondamentale l’aspetto
preventivo, che deve necessariamente passare
attraverso una conoscenza esaustiva dei vari fattori intrinseci ed estrinseci in grado di causare le
tendinopatie stesse. Questo aspetto preventivo,
basato appunto su di un’accurata conoscenza
eziologia delle tendinopatie, assume un ruolo
fondamentale in ambito sportivo, per il mantenimento e l’ottimazione della performance e
per scongiurare eventuali pause dell’attività, od
addirittura abbandoni di quest’ultima, causati
da gravi ed inficianti tendinopatie.
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Conflitti di interesse. — Nessuno.
Autore di contatto: G. N. Bisciotti, Kinemove Rehabilitation Centers Pontremoli, Parma, La Spezia, Italia.
E-mail: [email protected]
Vol. 66 - No. 2
299

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
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.
I bendaggi funzionali nel trattamento dei danni da sport - Frignani R.
La medicina dello sport e gli sport motoristici - Dal Monte A.
Anno 2001 - Vol. 54
Pallacanestro - Biffi A., Faccini P., Salvaggi P., Senzameno S., Ticca M.
Lo sport della vela - Marchetti M., Delussu A. S., Rodio A.
Il pentathlon moderno - Parisi A., Masala D., Cardelli G., Di Salvo V.
Monitoraggio medico-sportivo del pugilato professionistico - Sturla M. I.
Anno 2002 - Vol. 55
Medicina dello Sport applicata allo skyrunning - Roi G. S.
Le discipline subacquee: aspetti medici e tecnici dell’immersione - Manozzi F. M.
L’arbitro di calcio: profilo medico-sportivo - Pizzi A., Castagna C.
Sport equestri - Dragoni S.
Vol. 66 - N. 2
301
LA MEDICINA DELLO SPORT … PER SPORT
Anno 2003 - Vol. 56
Il tiro con l’arco - Bonsignore D. - Gallozzi C. - Scaramuzza V.
Il triathlon - Migliorini S. - Bomprezzi A.
Lo sport paraolimpico - Bernardi M., Guerra E., Marchettoni P., Marchetti M.
Il tiro a volo - Fazi F., Lacava F., Montemurri B., Lacava G.
Il tiro a segno - Cutolo G.
Anno 2004 - Vol. 57
L’universo ginnastica - Baldini V. - Berlutti G. - Caldarone G.
Federazione Italiana Judo, Lotta, Karate, Arti Marziali - Lòriga V.
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
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
La danza sportiva
Faina M., Bria S., Simonetto L.
Traumatologia in arrampicata sportiva
E. Pagano Dritto, P. L. Fiorella, R. Bagnoli, G. Posabella
Il ciclismo
M. Faina, V. Cavallaro, P. Fiorella, S. Ghiro, G. Mirri, U. Monsellato, L. Simonetto
Anno 2006 - Vol. 59
L’Hockey su prato
D. Bonsignore, B. Ruscello
Un approccio biomeccanico di tipo cinematico allo studio della danza sportiva
D. Dalla Vedova, M. Besi, D. Cacciari, S. Bria, M. Faina
Il tennis: aspetti fisiologici
C. Gallozzi, G. Mirri
302
Giugno 2013

Anno 2007 - Vol. 60
Il Centro Universitario Sportivo Italiano
L. Coiana
Il pattinaggio di figura
D. Tornese, S. Gemma, A. Berto
La maratona: un fenomeno di massa visto dal punto di vista del medico dello sport
P. L. Fiorella, G. Fischetto
Il Badminton
A. Gianfelici, C. Morandini
Anno 2008 - Vol. 61
Una nuova specialità sportiva: il “nordic walking”
Faraglia E., Degasperi G., Francavilla G., Cristian Francavilla V.
La Medicina dello Sport al servizio del Rugby moderno
V. M. Ieracitano, M. V. Giacobbe
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
Attività sportive a elevato rischio traumatico: l’organizzazione dell’assistenza sanitaria sul campo di gara
S. Dragoni, P. Faccini
L’aikido, un’arte marziale nobile e attuale
A. Anedda, C. Ramundi, A. Bonetti
La ginnastica ritmica
G. Berlutti, M. Piazza
Anno 2009 - Vol. 62
La lotte stile libero e greco romana: aspetti tecnico-scientifici
Marini C., Manno R.
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.
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.
Il Pentathlon Moderno dopo l’introduzione del combined event
Parisi A., Tranchita E., Quaranta F., Ciminelli E., Cerulli C., Cardelli G.
Vol. 66 - N. 2
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Anno 2010 - Vol. 63
Vela: le classi olimpiche
Ferraris L., Ravaglia R., C. Scotton
Approccio scientifico e sperimentale alla prestazione nel taekwondo: rassegna della letteratura
Chiodo S., Flotti G., Davalli A.
La pallamano
Salvi S.
Anno 2011 - Vol. 64
Il cricket
Anedda A., Margonari U.
Metodiche di estrazione del pilota dopo incidente in competizioni automobilistiche (“estricazione”)
Ieri e oggi …
Faccini P., Collini S., Fuggiano L., Pusineri C.
Il baseball
Beltrami G., Mantovani C., Pellegrini A., Pierucci G., Porcellini G.
Il motociclismo
Caroli G., Bosco G. F., Gianfelici A., Guerrini G., Scevola M.
Anno 2012 - Vol. 65
Il twirling
Gianfelici A., Migliorini S., Salvati A., Marini C., Zanini G., Faina M.
La revisione biomeccanica dei fondamenti del jūdō kōdōkan del dr. Jigorō kanō
Sacripanti A.
Beach tennis
Anedda A., Bonetti A., Quarantini M., Quarantini E., Toni R.
Anno 2013 - Vol. 66
La pubalgia dell’atleta: una revisione della letteratura
Bisciotti G. N., Eirale C., Vuckovic Z., Le Picard P., D’Hooghe P., Chalabi H.
Il ruolo dei fattori esogeni ed endogeni nell’eziologia della tendinopatia achillea e patellare
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Giugno 2013
Congressi
July 11-14, 2013
Chicago (IL, USA)
Annual Meeting of the American Orthopaedic
Society for Sports Medicine (AOSSM)
September 25-28, 2013
Kuala Lumpur (Malaysia)
13th Asian Federation of Sports Medicine
Conference 2013
Contact:
Website: www.sportsmed.org
Contact:
Website: www.13afsm.com
Vol. 66 - N. 2
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